Blood-brain barrier Det beskyttende laget av hjernen

I encephalon og hele nervesystemet er et grunnleggende organ for mennesket. Derfor er det sterkt beskyttet av bein (skallen og ryggraden) og ved et system av tre lag med membraner som kalles meninges. Sikkerheten til de ulike delene av hjernen er styrket av millioner av evolutionsår.

Selv om alle disse elementene kan være avgjørende for å beskytte skallen mot et slag eller traumer, kan det ikke være nok å beskytte hjernen mot andre typer farer som virusinfeksjoner som kan komme gjennom blodet. For å unngå denne typen fare så mye som mulig, Vi har en annen type beskyttelse: blod-hjernebarrieren (BHE).

Oppdagelsen av BHE

Mens allerede tidligere mistenkt at det finnes noe som skilte innholdet i blodet i blodsystemet og nervesystemet, vil realisering av dette faktum ikke komme før 1885. En forsker ved navn Paul Ehrlich innført et skjær i blodtilførselen et dyr og senere observere det Det eneste punktet som ikke var farget var sentralnervesystemet, og spesielt encephalon. Årsaken til dette måtte være relatert til et beskyttelsessystem som omringet området som om det var en membran.

Senere en annen forsker, Edwin Goldman, ville prøve omvendt prosessen ved å fargelegge cerebrospinalvæsken, idet man observerte at de eneste fargede delene korresponderte med det nervøse vevet. Disse forsøkene gjenspeiler eksistensen av noe som gir et høyt nivå av blokkering mellom nervesystemet og resten av kroppen, et noe som år senere ville bli kalt blodhjernebarriere av Lewandowski og utforsket av et stort antall eksperter.

En beskyttelse mellom blod og hjerne

Blodhjernebarrieren er et lite lag av endotelceller, celler som er en del av blodkarets vegg, plassert langs de fleste av kapillærene som vanner hjernen. Dette laget har som hovedkarakteristikk dets høye nivå av ugjennomtrengelighet, og ikke tillater et stort antall stoffer å passere fra blodet til hjernen og omvendt.

På denne måten, BHE fungerer som et filter mellom blod og nervesystem. Til tross for dette kan enkelte stoffer som vann, oksygen, glukose, karbondioksid, aminosyrer og noen flere molekyler passere, med ugjennomtrengelighet er relativ.

Dens handling som filter utføres gjennom begge dens struktur, ved å begrense foreningen mellom cellene som utgjør passasjen til de forskjellige stoffene, og gjennom stoffskiftet for stoffene for å nå det gjennom bruk av enzymer og transportbånd. Det vil si at den har en fysisk fasett og en annen som er kjemisk.

Selv om blod-hjernebarrieren selv er et lag av endotelceller, er dets funksjonelle funksjon også avhengig av andre typer cellestrukturer. Spesielt støttes det av celler som kalles pericytter, som gir strukturell støtte og innhyller endotelcellene samtidig som de opprettholder stabil blodkarvegg, så vel som microglia.

De blinde flekkene til BHE

Til tross for den betydning det har for å beskytte nervesystemet, er blod-hjernebarrieren det dekker ikke hele hjernen, siden den må motta og kunne sende ut noen stoffer, som hormoner og nevrotransmittere. Eksistensen av denne typen blinde flekker er nødvendig for å sikre at organismen fungerer riktig, siden det ikke er mulig å holde hjernen helt isolert fra det som skjer i resten av kroppen.

Områdene som ikke er beskyttet av denne barrieren ligger rundt den tredje hjernekarrikken og kalles periferiske organer. På disse områdene har kapillærene et fenestrert endotel, med noen åpninger eller tilgang som tillater strømmen av stoffer fra den ene siden av membranen til den andre.

Steder uten blod-hjernebarrieren er i hovedsak av det nevroendokrine system, og det autonome nervesystemet, og noen av strukturene i denne gruppen circumventricular organer neurohypophysis, pinealkjertelen, enkelte områder av hypothalamus, area postrema den vasculoso organ av lamina termin og det subforniske organet (under fornixen).

Krysser blod-hjernebarrieren

Som vi har sett, er blod-hjernebarrieren permeabel, men på en relativ måte, siden det tillater passasje av noen stoffer. Uansett steder der blod-hjernebarrieren ikke er tilstede, er det en rekke mekanismer som essensielle komponenter for cellens funksjon kan gå gjennom det.

Den vanligste og mest brukte mekanismen i denne forstand er bruken av transportører, hvor elementet eller stoffet som skal transporteres, er festet til en reseptor som senere kommer inn i endotelcellens cytoplasma. En gang der er substansen separert fra reseptoren og utskilles på den andre siden av selve endotelcellen.

En annen mekanisme hvor stoffer krysser blod-hjernebarrieren er transcytose, prosess der en serie vesikler dannes i barrieren gjennom hvilke stoffer kan passere fra den ene siden til den andre.

Transmembrane diffusjon tillater forskjellig ladede ioner kan bevege seg gjennom blod-hjerne-barrieren, som virker elektronisk ladning og konsentrasjonsgradienten, slik at stoffene på begge sider av barrieren er tiltrukket hverandre.

Endelig er en fjerde mekanisme gjennom hvilken noe stoff passerer inn i hjernen uten at blod-hjernebarrieren griper seg inn i å hoppe over det direkte. En måte å gjøre dette på er å bruke sensoriske nevroner, og tvinge en omvendt overføring gjennom nervens axon til sin soma. Det er mekanismen som brukes av sykdommer så vel kjent som rabies.

Hovedfunksjoner

Som det allerede har vært mulig å glimke noen av egenskapene som gjør blod-hjernebarrieren et viktig element for nervesystemet, siden dette laget av endotelceller oppfyller hovedsakelig følgende funksjoner.

Hovedfunksjonen til blod-hjernebarrieren er den av Beskytt hjernen fra ankomsten av eksterne stoffer til den, hindre passasjen av disse elementene. På denne måten kan det store flertallet av molekyler som ikke er selve nervesystemet, ikke påvirke det, og hindrer at en stor del av virus- og bakterieinfeksjoner påvirker hjernen.

I tillegg til denne defensive funksjonen ved å blokkere oppføringen av skadelige elementer tillater dets tilstedeværelse også riktig vedlikehold av nevronmiljøet ved å opprettholde konstant sammensetningen av interstitialvæsken som bader og opprettholder cellene.

En endelig funksjon av blod-hjernebarrieren er å metabolisere eller modifisere elementer for å få dem til å krysse mellom blod og nervevev uten å forstyrre nervesystemets funksjon på en uønsket måte. Selvfølgelig unnslipper noen stoffer denne kontrollmekanismen.

En terapeutisk problematisk beskyttelse

Det faktum at blodhjernebarrieren er så ugjennomtrengelig og ikke tillater innføring av de fleste elementene, er gunstig når hjernens funksjon er riktig, og ingen type medisinsk eller psykiatrisk inngrep er nødvendig. Men i tilfeller der ekstern handling er nødvendig på medisinsk eller farmakologisk nivå, er denne barrieren vanskelig å behandle.

Og er så mye av stoffene som brukes på medisinsk nivå, og det som tjener til å behandle en sykdom eller infeksjon i en annen del av kroppen, er ikke effektiv til å behandle problemet i hjernen, hovedsakelig på grunn av barriereblokkeringen blod-hjerne. Eksempler på dette kan finnes i medisiner dedikert til å bekjempe svulster, parkinson eller demens.

For å fikse det i mange tilfeller er det nødvendig å injisere stoffet direkte i interstitialvæsken, circumventricular organer slik bruk bane, bryte barrieren midlertidig ved hjelp av mikrobobler til bestemte punkter styrt av ultralyd eller bruke kjemiske sammensetninger i seg selv kan krysse blod-hjerne-barrieren gjennom noen av de mekanismer som er beskrevet ovenfor.

Bibliografiske referanser:

• Ballabh, P. et al. (2004). Blodhjernebarrieren: En oversikt. Struktur, regulering og kliniske implikasjoner Neurobiol. Dis.; 16: 1-13.
• Escobar, A. og Gómez, B. (2008). Blod-hjernebarriere: Neurobiologi, kliniske implikasjoner og effekten av stress på utviklingen. Rev. Mex. Neurci.:9(5): 395-405.
• Interlandi, J. (2011). Kryss blod-hjernebarrieren. Notater. Forskning og vitenskap.
• Pachter, J.S. et al. (2003). Blodhjernebarrieren og dens rolle i immunrettigheter i sentralnervesystemet. J. Neuropath. Exper. Neurol. 62: 593-604.
• Purves, D .; Lichtman, J.W. (1985). Prinsipper for nevral utvikling. Sunderland, Mass.: Sinauer Associates.
• Saladin, K. (2011). Menneskelig anatomi McGraw-Hill.