Bariera krew-mózg

Plik Bariera krew-mózg służy jako naturalna bariera między ośrodkowym układem nerwowym (OUN) a krwiobiegiem. Pozwala tylko na selektywny transport masowy. Zaburzenia bariery krew-mózg mogą prowadzić do poważnych chorób mózgu.

Co to jest bariera krew-mózg?

Bariera krew-mózg oddziela warunki środowiskowe w mózgu i krwiobiegu. W mózgu zachodzą bardzo złożone i precyzyjnie dostrojone procesy, których zakłócenie miałoby nieprzewidziane konsekwencje. Dlatego bariera krew-mózg chroni OUN przed patogenami, truciznami, przeciwciałami, leukocytami, przed wpływem neuroprzekaźników we krwi i przed zmianami wartości pH.

Jednocześnie należy zapewnić zaopatrzenie OUN w podstawowe składniki odżywcze i substancje niezbędne do jego funkcjonowania. To samo dotyczy usuwania produktów degradacji z metabolizmu mózgu. Dlatego bariera nie jest całkowicie hermetycznie zamknięta, ale selektywnie przepuszczalna. Transport ważnych substancji między krwioobiegiem a mózgiem jest regulowany przez bierne i aktywne procesy dyfuzji oraz selektywne procesy chemiczne. Niezbędne cząsteczki, takie jak woda, tlen i ważne składniki odżywcze, mogą bez ograniczeń przekraczać barierę krew-mózg.

Anatomia i budowa

Bariera krew-mózg składa się z komórek śródbłonka, perycytów i astrocytów. Komórki śródbłonka tworzą najbardziej wewnętrzną warstwę ścian naczyń włosowatych. Między innymi komórki te regulują wymianę substancji między tkanką a krwią.

W barierze krew-mózg komórki śródbłonka mają tak zwane ścisłe połączenia. Są to wąskie pasma białek błonowych, które łączą komórki śródbłonka tak ściśle, że tworzą warstwę nieprzepuszczalną dla wielu substancji. Tylko bardzo małe cząsteczki mogą dyfundować przez tę warstwę. W znacznym stopniu zapobiega się wymianie substancji między komórką i przestrzenią między komórkami. Z kolei perycyty znajdują się na zewnętrznej ścianie naczyń włosowatych i są komórkami tkanki łącznej. Są połączone z komórkami śródbłonka kanałami komórka-komórka, czyli szczelinowymi połączeniami.

Interakcja obu typów komórek poprzez te kanały kontroluje potencjał błonowy, który jest odpowiedzialny za selektywną dyfuzję substancji. Astrocyty, jako tzw. Komórki pająka, stanowią większość komórek glejowych w OUN, które dostarczają neuronom składniki odżywcze poprzez kontakt z naczyniami krwionośnymi. W ich błonie znajdują się receptory dla neuroprzekaźników.Ponadto indukują barierę krew-mózg poprzez membranę limitans glialis perivascularis (błonę graniczną otaczającą naczynia krwionośne mózgu) i jednocześnie ją utrzymują.

Funkcja i zadania

Oprócz funkcji ochronnej dla OUN przed szkodliwymi wpływami bariera krew-mózg reguluje również procesy transportu między krwioobiegiem a mózgiem. Istnieje wiele procesów fizycznych i chemicznych, które kontrolują ten transport. Większość rozpuszczalnych substancji, które mogą nawet pokonać tę barierę, przechodzi przez nią na drodze dyfuzji. Ponieważ bariera krew-mózg jest szczelnie zamknięta przez ciasne połączenia, dyfuzja nie może odbywać się przez szczeliny międzykomórkowe, jak w przypadku innych narządów.

Substancje mogą być przekazywane tylko przez naczynia włosowate mózgu na drodze transportu przezbłonowego. Swobodna dyfuzja jest najprostszą formą tego transportu.Małe cząsteczki lipofilowe mogą biernie dyfundować przez błony komórkowe nabłonka, a nawet przez szczelne połączenia. Małe cząsteczki polarne, takie jak woda, podlegają przepuszczalności za pośrednictwem kanałów. Niektóre białka kanałowe, akwaporyny, pośredniczą w transporcie wody przez barierę krew-mózg, regulując w ten sposób równowagę wodną mózgu. W przypadku dużych i polarnych, ale ważnych cząsteczek składników odżywczych, takich jak glukoza lub wiele aminokwasów, istnieją pewne cząsteczki transportowe, które ułatwiają dyfuzję odpowiednich substancji.

Ponieważ te formy dyfuzji nie wymagają żadnej energii, są to dyfuzje pasywne. Jednak są też substancje, które można transportować tylko przy pomocy ATP, czyli dostarczając energię. Aktywne transportery to tak zwane „pompy”, które wykorzystują energię do przemieszczania substratów wbrew gradientowi stężeń. Wybrane cząsteczki przekraczają barierę krew-mózg za pomocą specjalnych receptorów, które są specyficznie odpowiedzialne za ich transport.

Choroby

Zaburzenia bariery krew-mózg mogą prowadzić do różnych chorób neurologicznych. Początkowe choroby, takie jak cukrzyca, stany zapalne mózgu lub guzy mózgu, często uszkadzają tę barierę.

Długofalowe konsekwencje to uszkodzenie mózgu. Niektóre patogeny mogą przenikać przez barierę krew-mózg. Obejmuje to wirusa HI. Niektóre bakterie, takie jak Escherichia coli, czasami pokonują mechanizmy ochronne bariery, uwalniając specjalne toksyny. Kiedy komórki odpowiedzialne za własną obronę immunologiczną organizmu przekraczają barierę krew-mózg, może rozwinąć się kliniczny obraz stwardnienia rozsianego. Badania wykazały, że choroby neurodegeneracyjne, takie jak choroba Alzheimera, również powodują przepuszczalność bariery między mózgiem a krwioobiegiem.

Może to być punkt wyjścia do rozległego upadku komórek mózgowych. Wiadomo, że nadużywanie alkoholu jest głównym czynnikiem ryzyka chorób neurologicznych. Przewlekłe spożywanie alkoholu uszkadza barierę krew-mózg z nieprzewidywalnymi konsekwencjami. Zaburzenia czynnościowe bariery sprzyjają infekcjom bakteryjnym i autoimmunologicznym reakcjom zapalnym w mózgu. Nadużywanie nikotyny jest również czynnikiem ryzyka uszkodzenia bariery krew-mózg Nikotyna sprzyja chorobom sercowo-naczyniowym, które z kolei mają duży wpływ na pracę mózgu.

Palacze są bardziej narażeni na rozwój bakteryjnego zapalenia opon mózgowych. Badania wykazały, że nikotyna zmienia strukturę bariery krew-mózg. Białka o ścisłych połączeniach są rozmieszczone w różny sposób i nie mogą już w pełni spełniać swojej funkcji. Omówiono również wpływ promieniowania elektromagnetycznego na barierę krew-mózg. Udowodniono ich negatywny wpływ na zdrowie w zakresie od megaherców do gigaherców dla wysokich gęstości energii. Wysoka gęstość energii promieniowania elektromagnetycznego prowadzi do mierzalnego ocieplenia dotkniętej tkanki. Nie zbadano jeszcze, w jakim stopniu ocieplenie uszkadza barierę krew-mózg.

Tutaj znajdziesz swoje leki

Typowe i powszechne choroby mózgu

• demencja
• Choroba Creutzfeldta-Jakoba
• Brak pamięci
• Krwotok mózgowy
• Zapalenie opon mózgowych