Структура, функције и болести хематоцентралне баријере

Тхе крвно-мождана баријера (БХЕ) је полупропусни зид који се налази између крви и мозга. Састоји се од ћелија које формирају зидове можданих капилара. Ова баријера омогућава неуронима централног нервног система да буду хемијски изоловани од остатка тела.

Паул Ехрлицх, немачки доктор који је добио Нобелову награду за медицину 1908. године, показао је постојање крвно-мождане баријере.

Године 1878. направио је тезу о хистолошком бојању. Ехрлицх је покушао да убризга плаву боју која се зове анилин у крвоток миша. Открио је да су сва ткива обојена плаво, осим мозга и кичмене мождине.

Међутим, приликом убризгавања исте боје у цереброспиналну течност можданих комора, цео централни нервни систем је обојен плавом бојом.

Овај експеримент је показао да постоји баријера између крви и течности у можданим ћелијама (екстрацелуларна течност): крвно-мождана баријера.

Мозак је једини орган који има сопствени безбедносни систем. Захваљујући крвно-можданој баријери, есенцијални храњиви састојци могу да дођу до ње и блокирају улазак других супстанци.

Ова баријера служи за одржавање правилног функционисања неурона контролисањем уласка и изласка хемикалија у мозгу. Иако, нажалост, ова баријера дјелује тако учинковито да блокира пролаз страних супстанци у мозак који нормално такођер спречава дрогирање да досегне овај.

У сваком случају, истраживања настављају дизајнирати лијекове који имају потребне захтјеве за продирање у ову баријеру.

Међутим, постоје делови тела где нема крвно-мождане баријере. Они су познати као кружни органи.

Коначно, постоје одређени услови који стварају отварање крвно-мождане баријере. То омогућава слободну размену супстанци, тако да се мозак може мењати. Неке од њих су упале, трауме или болести као што је мултипла склероза.

Структура крвно-мождане баријере

Неке супстанце могу прећи ову баријеру, али друге не могу. Што значи да је селективно пропусна баријера.

У великом делу тела, ћелије које сачињавају крвне капиларе се не везују чврсто. Они се називају ендотелне ћелије и имају прорезе између њих помоћу којих различите супстанце могу ући и изаћи. Тако се елементи размјењују између крвне плазме и текућине која окружује станице организма (екстрацелуларна текућина).

Међутим, у централном нервном систему, капиларе немају те пукотине. Напротив, ћелије су уско повезане. Ово спречава многе супстанце да напусте крв.

Истина је да постоје неке конкретне супстанце које могу прећи ову баријеру. Они то раде помоћу посебних протеина који их транспортују са зидова капилара.

На пример, транспортери глукозе дозвољавају улазак ове супстанце у мозак да би се обезбедило гориво. Поред тога, ови транспортери спречавају да токсични отпадни производи остану у мозгу.

Глијалне (подржавајуће) ћелије, назване астроцити, накупљају се око крвних судова мозга и изгледа да играју важну улогу у развоју крвно-мождане баријере. Изгледа да они доприносе и транспорту јона из мозга у крв.

С друге стране, постоје делови нервног система који имају крвно-мождану баријеру више пропусну него у другим. Следећи одељак објашњава за шта је ово.

Функције

Да би постојала добра функција мозга, неопходно је одржати равнотежу између супстанци унутар неурона и изванстаничне текућине која је око њих. Ово омогућава да се поруке правилно пренесу између ћелија.

Ако се компоненте екстрацелуларне течности мењају, чак и незнатно, ова трансмисија ће бити промењена што доводи до промена у функцији мозга.

Стога, крвно-мождана баријера делује тако да регулише састав те течности. На пример, многе намирнице које једемо представљају хемијске супстанце које могу да измене размену информација између неурона. Крвно-мождана баријера спречава ове супстанце да допру до мозга, одржавајући добро функционисање.

Важно је напоменути да крвно-мождана баријера нема униформну структуру у нервном систему. Постоје мјеста гдје има више пропусности него у другим. Ово је корисно да се омогући пролазак супстанци које нису добродошле на другим местима.

Примјер је подручје постреме можданог дебла. Овај регион контролише повраћање и има много пропуснију крвно-мождану баријеру. Његова сврха је да неурони у том подручју могу брзо открити токсичне супстанце у крви.

Стога, када неки отров који долази из желуца дође до циркулацијског система, он стимулише подручје церебралног десерта узрокујући повраћање. На тај начин организам може избацити отровни садржај из желуца пре него што почне да буде штетан.

Укратко, три главне функције крвно-мождане баријере су:

- Штити мозак од потенцијално опасних страних супстанци или мења функцију мозга.

- Штити и раздваја централни нервни систем од хормона и неуротрансмитера који се налазе у остатку тела, избегавајући нежељене ефекте.

- Одржава константан хемијски баланс у нашем мозгу.

Које супстанце прелазе крвно-мождану баријеру?

Постоје супстанце које су више подложне преласку крвно-мождане баријере. Супстанце које имају следеће карактеристике улазе лакше од других:

- Мале молекуле лакше пролазе крвно-мождану баријеру него велике молекуле.

- Супстанце растворљиве у мастима лако прелазе крвно-мождану баријеру, док оне које то не раде спорије или не пролазе кроз њу. Једна врста липидно растворљивог лека који лако доспије до нашег мозга су барбитурати. Други примери су етанол, никотин, кофеин или хероин.

- Молекули који имају мање електричног набоја брже прелазе баријеру од оних који имају високо наелектрисање.

Неке супстанце могу прећи крвно-мождану баријеру. Изнад свега, они пролазе молекуле глукозе, кисеоника и аминокиселина које су фундаменталне за правилно функционисање мозга.

Амино киселине као што су тирозин, триптофан, фенилаланин, валин или леуцин врло брзо улазе у крвно-мождану баријеру. Многи од њих су прекурсори неуротрансмитера који се синтетизују у мозгу.

Међутим, ова баријера искључује готово све велике молекуле и 98% свих лекова који се састоје од малих молекула.

Због тога постоје потешкоће у лечењу болести мозга, јер лекови обично не прелазе баријеру или не у потребним количинама. У одређеним случајевима, терапеутска средства се могу убризгати директно у мозак да би се избегла крвно-мождана баријера.

У исто време, спречава улазак неуротоксина и липофилног преко транспортера регулисаног такозваним гликопротеином П. 

Цирцувентрицулар органа

Као што је поменуто, постоји неколико региона мозга где је крвно-мождана баријера најслабија и најпропуснија. То доводи до тога да супстанце лако дођу до ових региона.

Захваљујући овим подручјима, мозак може контролирати састав крви. Унутар круга су:

- Пинеална жлезда: је структура унутар нашег мозга, између очију. Повезан је са нашим биолошким ритмовима и важним хормоналним функцијама. Ослобађа мелатонин и неуроактивне пептиде.

- Неурохипофиза: је задњи део режња хипофизе. Спрема супстанце из хипоталамуса, углавном неурохормоне као што су окситоцин и вазопресин.

- Подручје пострема: као што је већ речено, производи повраћање да би нас спречило да будемо опојни.

- Субфорни орган: неопходан је у регулацији телесних течности. На пример, она има важну улогу у осећају жеђи.

- Васкуларни орган терминалне ламине: такође доприноси равнотежи жеђи и течности кроз ослобађање вазопресина. Открива пептиде и друге молекуле.

- Медији о еминенцији: је подручје хипоталамуса који регулише предњу хипофизу кроз интеракције између хипоталамус стимулирајућих и инхибирајућих хормона.

Стања која утичу на крвно-мождану баријеру

Могуће је да се крвно-мождана баријера мијења због различитих болести. Поред тога, када ова баријера ослаби, могуће је да вероватноћа повећава или убрзава појаву неуродегенеративних поремећаја.

- Хипертензија или висока напетост: може проузроковати промену ове баријере, постати пропустљива, што може бити опасно за наше тело.

- Зрачење: дуга изложеност зрачењу може ослабити крвно-мождану баријеру.

- Инфекције: упала неког дела централног нервног система слаби ову баријеру. Примјер је менингитис, болест у којој су мождане менинге (слојеви који окружују мозак и кичмену мождину) упаљени различитим вирусима и бактеријама..

- Траума, исхемија, мождани удар ... могу изазвати директно оштећење мозга, утичући на крвно-мождану баријеру.

- Абсцес мозга То је због упале и накупљања гноја у мозгу. Инфекција обично долази из уха, уста, синуса итд. Иако може бити последица трауме или операције. У већини случајева потребно је 8 до 12 недеља антибактеријске терапије.

- Мултипла склероза: чини се да људи са овом болешћу имају цурење у крвно-можданој баријери. Ово узрокује да превише белих крвних зрнаца стигне до мозга, гдје погрешно нападају мијелин.

Миелин је супстанца која покрива нервне ћелије и омогућава да нервни импулси путују брзо и ефикасно. Ако се уништи, појављује се когнитивно и прогресивно погоршање мотора.

Референце

1. Блоод Браин барриер. (с.ф.). Преузето 22. априла 2017, из Википедиа: ен.википедиа.орг.
2. Крвна мождана баријера ("Кееп Оут"). (с.ф.). Преузето 22. априла 2017. из Неуросциенце фор кидс: фацулти.васхингтон.еду.
3. Крвно-мождана баријера. (2. јул 2014). Добављено из БраинФацтс: браинфацтс.орг.
4. Царлсон, Н.Р. (2006). Физиологија понашања 8. Ед Мадрид: Пеарсон.