Struktura, funkcije in bolezni hematološko pregradne ovire

The krvno možgansko pregrado (BHE) je polprepustna stena, ki je med krvjo in možgani. Sestavljen je iz celic, ki tvorijo stene možganske krvne kapilare. Ta ovira omogoča, da so nevroni centralnega živčnega sistema kemično izolirani od ostalega telesa.

Paul Ehrlich, nemški zdravnik, ki je leta 1908 dobil Nobelovo nagrado za medicino, je dokazal obstoj krvno-možganske pregrade..

Leta 1878 je izdelal diplomsko nalogo o histološkem barvanju. Ehrlich je poskušal injicirati modro barvilo, imenovano anilin, v krvni obtok miške. Ugotovil je, da so vsa tkiva obarvana modro, razen možganov in hrbtenjače.

Vendar pa je pri injiciranju iste barve v cerebrospinalno tekočino možganskih prekatov celotni osrednji živčni sistem obarvan modro.

Ta poskus je pokazal, da obstaja pregrada med krvjo in tekočino v možganskih celicah (zunajcelična tekočina): krvno-možganska pregrada.

Možgani so edini organ, ki ima svoj varnostni sistem. Zahvaljujoč krvno-možganski pregradi lahko do nje pridejo hranila, ki blokirajo vstop drugih snovi.

Ta pregrada služi za ohranjanje pravilnega delovanja nevronov s kontrolo vstopa in izstopa kemikalij v možganih. Čeprav ta ovira na žalost deluje tako učinkovito, da blokira prehod tujih snovi v možgane, ki običajno preprečuje, da bi droge dosegle ta.

V vsakem primeru pa raziskave še naprej oblikujejo zdravila, ki imajo potrebne zahteve za prodor na to oviro.

Vendar pa obstaja nekaj regij telesa, kjer ni krvno-možganske pregrade. Ti znani so kot vezni organi.

Končno obstajajo določeni pogoji, ki povzročajo odpiranje krvno-možganske pregrade. To omogoča prosto izmenjavo snovi, tako da se lahko spremeni delovanje možganov. Nekateri od njih so vnetja, travme ali bolezni, kot je multipla skleroza.

Struktura krvno-možganske pregrade

Nekatere snovi lahko prečkajo to oviro, druge pa ne. Kar pomeni, da je selektivno prepustna pregrada.

V velikem delu telesa se celice, ki sestavljajo krvne kapilare, ne vežejo čvrsto. Ti se imenujejo endotelijske celice in imajo reže med njimi, s katerimi lahko vstopajo in izstopajo različne snovi. Tako se izmenjajo elementi med krvno plazmo in tekočino, ki obdaja celice organizma (zunajcelične tekočine)..

Vendar pa v osrednjem živčnem sistemu kapilare nimajo teh razpok. Nasprotno, celice so tesno povezane. To preprečuje, da bi mnoge snovi zapustile kri.

Res je, da obstaja nekaj konkretnih snovi, ki lahko prečkajo to oviro. To počnejo s posebnimi beljakovinami, ki jih transportirajo iz sten kapilar.

Na primer, transporterji glukoze omogočajo vstop te snovi v možgane, da zagotovijo gorivo. Poleg tega ti transporterji preprečujejo, da bi strupeni odpadki ostali v možganih.

Glijalne (podporne) celice, imenovane astrociti, se nabirajo okoli krvnih žil v možganih in imajo pomembno vlogo pri razvoju krvno-možganske pregrade. Zdi se, da prispevajo tudi k transportu ionov iz možganov v kri.

Po drugi strani pa obstajajo področja živčnega sistema, ki imajo krvno-možgansko pregrado bolj prepustno kot v drugih. V naslednjem razdelku je pojasnjeno, za kaj gre.

Funkcije

Za dobro delovanje možganov je bistveno, da se ohrani ravnotežje med snovmi znotraj nevronov in v zunajcelični tekočini, ki je okoli njih. To omogoča, da se sporočila pravilno prenašajo med celicami.

Če se komponente zunajcelične tekočine celo nekoliko spremenijo, se ta sprememba spremeni, kar povzroči spremembe v delovanju možganov.

Zato krvno-možganska pregrada deluje tako, da uravnava sestavo te tekočine. Na primer, veliko živil, ki jih jemo, predstavljajo kemične snovi, ki bi lahko spremenile izmenjavo informacij med nevroni. Krvno-možganska pregrada preprečuje, da bi te snovi prišle do možganov in ohranile dobro delovanje.

Pomembno je omeniti, da krvno-možganska pregrada nima enotne strukture v živčnem sistemu. Obstajajo kraji, kjer ima večjo prepustnost kot v drugih. To je koristno, da se omogoči prehod snovi, ki niso dobrodošle v drugih krajih.

Primer je področje postreme možganskega debla. Ta regija nadzoruje bruhanje in ima veliko bolj prepustno krvno-možgansko pregrado. Njen namen je, da nevroni na tem področju hitro odkrijejo strupene snovi v krvi.

Torej, ko nekaj strupa, ki prihaja iz želodca, doseže krvni obtok, stimulira območje možganske sladice, ki povzroča bruhanje. Na ta način lahko organizem iz želodca izloči strupeno vsebino, preden začne biti škodljiva.

Skratka, tri glavne funkcije krvno-možganske pregrade so:

- Varuje možgane pred potencialno nevarnimi tujimi snovmi ali lahko spremeni delovanje možganov.

- Ščiti in ločuje osrednji živčni sistem od hormonov in nevrotransmiterjev, ki so v preostalem delu telesa in se izogibajo neželenim učinkom..

- V naših možganih ohranja stalno kemijsko ravnovesje.

Katere snovi prehajajo skozi krvno-možgansko pregrado?

Obstajajo snovi, ki so bolj dovzetne za prehod krvno-možganske pregrade. Snovi, ki imajo naslednje lastnosti, so lažje kot druge: \ t

- Majhne molekule lažje prenašajo krvno-možgansko pregrado kot velike molekule.

- Topne v maščobah snovi enostavno prečkajo krvno-možgansko pregrado, medtem ko tiste, ki tega ne počnejo, počasi ali ne preidejo skozi. Ena vrsta zdravila, ki je topna v lipidih in ki enostavno doseže naše možgane, so barbiturati. Drugi primeri so etanol, nikotin, kofein ali heroin.

- Molekule, ki imajo manjši električni naboj, hitreje preidejo oviro kot tiste, ki imajo visoko napolnjenost.

Nekatere snovi lahko prečkajo krvno-možgansko pregrado. Predvsem pa prehajajo molekule glukoze, kisika in aminokislin, ki so bistvene za pravilno delovanje možganov.

Aminokisline, kot so tirozin, triptofan, fenilalanin, valin ali levcin, zelo hitro vstopajo v krvno-možgansko pregrado. Mnogi od teh so predhodniki nevrotransmiterjev, ki se sintetizirajo v možganih.

Vendar pa ta pregrada izključuje skoraj vse velike molekule in 98% vseh zdravil, ki jih sestavljajo majhne molekule.

Zato obstajajo težave pri zdravljenju možganskih bolezni, saj zdravila običajno ne prečkajo ovire ali jih ne potrebujejo. V nekaterih primerih lahko terapevtska sredstva injiciramo neposredno v možgane, da se izognemo krvno-možganski pregradi.

Istočasno preprečuje vstop nevrotoksinov in lipofilov skozi transporter, ki ga regulira tako imenovani glikoprotein P. 

Kroskožnični organi

Kot že omenjeno, obstaja več regij možganov, kjer je krvno-možganska pregrada najšibkejša in najbolj prepustna. To povzroča, da snovi zlahka dosežejo te regije.

Zahvaljujoč tem območjem lahko možgani nadzorujejo sestavo krvi. V krogotokih so:

- Pinealna žleza: je struktura znotraj naših možganov, med očmi. Povezan je z našimi biološkimi ritmi in pomembnimi hormonskimi funkcijami. Sprošča melatonin in nevroaktivne peptide.

- Nevrohipofiza: je zadnji zadnji del hipofize. Shrani snovi iz hipotalamusa, predvsem nevrogormone, kot so oksitocin in vazopresin.

- Področje postrema: kot je omenjeno zgoraj, povzroča bruhanje, da nas ne bi omamilo.

- Subforični organ: bistven je za uravnavanje telesnih tekočin. Na primer, ima pomembno vlogo pri občutku žeje.

- Vaskularni organ terminalne lamine: prav tako prispeva k uravnoteženju žeje in tekočine z sproščanjem vazopresina. Odkriva peptide in druge molekule.

- Eminenca: področje hipotalamusa, ki uravnava prednjo hipofizo s pomočjo interakcij med stimulirajočimi in inhibirajočimi hormoni hipotalamusa.

Stanja, ki vplivajo na krvno-možgansko pregrado

Možno je, da se krvno-možganska pregrada spremeni zaradi različnih bolezni. Poleg tega, ko ta ovira oslabi, je možno, da verjetnost poveča ali pospeši pojav nevrodegenerativnih motenj..

- Hipertenzija ali visoka napetost: lahko povzroči, da se ta pregrada spremeni in postane prepustna, kar je lahko nevarno za naše telo.

- Sevanje: dolga izpostavljenost sevanju lahko oslabi krvno-možgansko pregrado.

- Okužbe: vnetje nekega dela centralnega živčnega sistema oslabi to oviro. Primer je meningitis, bolezen, pri kateri možganske meninge (plasti, ki obkrožajo možgane in hrbtenjačo) vnamejo različni virusi in bakterije..

- Trauma, ishemija, kap ... lahko povzročijo neposredno poškodbo možganov, ki vplivajo na krvno-možgansko pregrado.

- Absces možganov To je posledica vnetja in kopičenja gnoj v možganih. Okužba običajno prihaja iz ušesa, ust, sinusov itd. Čeprav je lahko posledica travme ali operacije. V večini primerov traja 8 do 12 tednov antibakterijske terapije.

- Multipla skleroza: zdi se, da imajo ljudje s to boleznijo uhajanje v krvno-možganski pregradi. To povzroča, da preveč belih krvnih celic doseže možgane, kjer napačno napadajo mielin.

Myelin je snov, ki pokriva živčne celice in omogoča živčnim impulzom potovanje hitro in učinkovito. Če se uniči, se pojavi kognitivno in progresivno poslabšanje motorja.

Reference

1. Prepreka možganov krvi. (s.f.). Pridobljeno 22. aprila 2017, iz Wikipedije: en.wikipedia.org.
2. Pregrada možganov krvi ("Keep Out"). (s.f.). Pridobljeno 22. aprila 2017, iz Neuroznanosti za otroke: faculty.washington.edu.
3. Blood-Brain Barrier. (2. julij 2014). Vzpostavljeno iz BrainFacts: brainfacts.org.
4. Carlson, N.R. (2006). Fiziologija vedenja 8. Ed Madrid: Pearson.