Гематоенцефалічний бар'єр

The Гематоенцефалічний бар'єр служить природним бар'єром між центральною нервовою системою (ЦНС) і кров'ю. Це дозволяє лише вибірковий масовий транспорт. Розлади гематоенцефалічного бар'єру можуть призвести до серйозних захворювань мозку.

Що таке кров’яний мозковий бар’єр?

Гематоенцефалічний бар'єр розділяє екологічні умови в мозку та в крові. У мозку відбуваються дуже складні і тонко налаштовані процеси, порушення яких матиме непередбачувані наслідки. Таким чином, гематоенцефалічний бар'єр захищає ЦНС від патогенів, отрут, антитіл, лейкоцитів, від впливу нейромедіаторів у крові та від зміни значення рН.

У той же час необхідно забезпечити, щоб у ЦНС надходили основні поживні речовини та речовини, необхідні для його функціонування. Це ж стосується виведення продуктів розпаду з метаболізму мозку. Тому бар'єр не є повністю герметично закритим, але вибірково проникний. Транспорт важливих речовин між кров’ю та мозку регулюється пасивними та активними дифузійними процесами, а також селективними хімічними процесами. Основні молекули, такі як вода, кисень та важливі поживні речовини, можуть без обмежень пройти гематоенцефалічний бар'єр.

Анатомія та структура

Гематоенцефалічний бар'єр складається з ендотеліальних клітин, перицитів та астроцитів. Ендотеліальні клітини утворюють найпотаємніший настінний шар капілярів. Крім усього іншого, ці клітини регулюють обмін речовин між тканиною і кров’ю.

У гематоенцефалічному бар'єрі клітини ендотелію мають так звані тісні з’єднання. Це вузькі смуги мембранних білків, які настільки щільно з'єднують ендотеліальні клітини, що вони утворюють шар, непроникний для багатьох речовин. Через цей шар можуть дифундувати лише дуже маленькі молекули. Обмін речовин між клітиною та простором між клітинами значною мірою перешкоджає. Перицити, в свою чергу, розташовані на зовнішній стінці капілярів і є клітинами сполучної тканини. З'єднані з ендотеліальними клітинами за допомогою клітинно-клітинних каналів, розривні з'єднання.

Взаємодія обох типів клітин через ці канали контролює мембранний потенціал, який відповідає за селективну дифузію речовин. Як так звані павутинні клітини, астроцити представляють більшість гліальних клітин у ЦНС, вони постачають нейрони поживними речовинами за допомогою контактів із судинами. У їх мембрані є рецептори для нейромедіаторів.Крім того, вони індукують гематоенцефалічний бар'єр через membrana limitans glialis perivasis (гранична мембрана, що оточує кровоносні судини мозку) і одночасно підтримують його.

Функція та завдання

Окрім захисної функції для ЦНС від шкідливих впливів, гематоенцефалічний бар'єр регулює також транспортні процеси між кров'ю та мозку. Існують різні фізичні та хімічні процеси, які контролюють цей транспорт. Більшість розчинних речовин, які навіть можуть подолати цей бар’єр, проходять через нього шляхом дифузії. Оскільки гематоенцефалічний бар'єр щільно закритий тугими з'єднаннями, дифузія не може відбуватися через міжклітинні тріщини, як у інших органів.

Речовини можуть передаватися через капілярні судини мозку за допомогою трансмембранного транспорту. Вільна дифузія є найпростішою формою цього транспорту.Малі ліпофільні молекули можуть пасивно дифундувати через клітинні мембрани епітелію і навіть через тісні стики. Невеликі полярні молекули, як вода, піддаються каналу, опосередкованої проникністю. Окремі білкові канали, аквапорини, опосередковують транспортування води через гематоенцефалічний бар'єр і тим самим регулюють водний баланс мозку одночасно. Для великих і полярних, але життєво важливих молекул поживних речовин, таких як глюкоза або багато амінокислот, існують певні транспортні молекули, які полегшують дифузію відповідних речовин.

Оскільки ці форми дифузії не потребують енергії, вони є пасивними дифузіями. Однак є також речовини, які можна транспортувати лише із застосуванням АТФ, тобто, постачаючи енергію. Активні транспортери - це так звані "насоси", які використовують енергію для переміщення субстратів проти градієнта концентрації. Відібрані молекули перетинають гематоенцефалічний бар’єр за допомогою спеціальних рецепторів, які спеціально відповідають за їх транспортування.

Хвороби

Розлади гематоенцефалічного бар'єру можуть призвести до різних неврологічних захворювань. Початкові захворювання, такі як цукровий діабет, запалення в головному мозку або пухлини мозку часто пошкоджують цей бар’єр.

Довгострокові наслідки - пошкодження мозку. Певні збудники можуть перетинати гематоенцефалічний бар'єр. Сюди входить вірус HI. Деякі бактерії, наприклад кишкова паличка, іноді долають захисні механізми бар'єру, вивільняючи спеціальні токсини. Коли клітини власного імунного захисту організму перетинають гематоенцефалічний бар'єр, може розвинутися клінічна картина розсіяного склерозу. Дослідження показали, що такі нейродегенеративні захворювання, як хвороба Альцгеймера, також роблять проникний бар'єр між мозку та кров'ю.

Це може бути відправною точкою для великої гибелі клітин мозку. Як відомо, зловживання алкоголем є основним фактором ризику неврологічних захворювань. Хронічне вживання алкоголю пошкоджує гематоенцефалічний бар'єр із непередбачуваними наслідками. Функціональні порушення бар'єру сприяють бактеріальним інфекціям та аутоімунологічно індукованим запальним реакціям у мозку. Зловживання нікотином також є фактором ризику щодо пошкодження гематоенцефалічного бар'єру, який сприяє серцево-судинним захворюванням, які, в свою чергу, мають великий вплив на працездатність мозку.

У курців підвищений ризик розвитку бактеріального менінгіту. Дослідження показали, що нікотин змінює структуру гематоенцефалічного бар'єру. Білки щільного з'єднання розподіляються по-різному і вже не можуть повноцінно виконувати свою функцію. Також обговорюється вплив електромагнітного випромінювання на гематоенцефалічний бар'єр. Доведено їх негативний вплив на здоров'я в діапазоні від мегагерців до гігагерців для високої щільності енергії. Висока щільність електромагнітного випромінювання призводить до вимірюваного потепління в ураженій тканині. Наскільки потепління пошкоджує гематоенцефалічний бар'єр ще не вивчено.

Ви можете знайти свої ліки тут

Типові та поширені захворювання головного мозку

• недоумство
• Хвороба Кройцфельдта-Якоба
• Пам'ять пропадає
• Церебральний параліч
• Менінгіт