Krvno-mozgová bariéra

Krvno-mozgová bariéra slúži ako prirodzená bariéra medzi centrálnym nervovým systémom (CNS) a krvným riečiskom. Umožňuje iba selektívnu hromadnú prepravu. Poruchy hematoencefalickej bariéry môžu viesť k vážnym ochoreniam mozgu.

Čo je hematoencefalická bariéra?

Krvno-mozgová bariéra oddeľuje podmienky prostredia v mozgu av krvnom riečisku. V mozgu prebiehajú veľmi zložité a doladené procesy, ktorých narušenie by malo nepredvídateľné následky. Krvno-mozgová bariéra preto chráni CNS pred patogénmi, toxínmi, protilátkami, leukocytmi, pred vplyvom neurotransmiterov v krvi a pred zmenami hodnoty pH.

Zároveň sa musí zabezpečiť, aby sa do CNS dodávali základné živiny a látky potrebné na jeho fungovanie. To isté platí pre odstránenie produktov degradácie z metabolizmu mozgu. Preto bariéra nie je úplne hermeticky utesnená, ale selektívne priepustná. Transport dôležitých látok medzi krvným riečiskom a mozgom je regulovaný pasívnymi a aktívnymi difúznymi procesmi, ako aj selektívnymi chemickými procesmi. Esenciálne molekuly, ako je voda, kyslík a dôležité živiny, môžu bez obmedzenia prechádzať hematoencefalickou bariérou.

Anatómia a štruktúra

Krvno-mozgová bariéra pozostáva z endoteliálnych buniek, pericytov a astrocytov. Endotelové bunky tvoria najvnútornejšiu vrstvu steny kapilár. Tieto bunky okrem iného regulujú výmenu látok medzi tkanivom a krvou.

V hematoencefalickej bariére majú endoteliálne bunky takzvané tesné spojenia. Sú to úzke pásy membránových proteínov, ktoré spájajú endoteliálne bunky tak pevne, že tvoria vrstvu nepriepustnú pre mnoho látok. Iba veľmi malé molekuly môžu difundovať cez túto vrstvu. Výmene látok medzi bunkou a priestorom medzi bunkami sa do značnej miery zabráni. Percyty sú zase umiestnené na vonkajšej stene kapilár a sú to bunky spojivového tkaniva. Sú spojené s endoteliálnymi bunkami prostredníctvom kanálov bunka-bunka, medzerové spojenia.

Interakcia oboch typov buniek prostredníctvom týchto kanálov riadi membránový potenciál, ktorý je zodpovedný za selektívnu difúziu látok. Ako tzv. Pavúkové bunky predstavujú astrocyty väčšinu gliových buniek v CNS, ktoré dodávajú neurónom živiny prostredníctvom ich kontaktu s krvnými cievami. V ich membráne sú receptory pre neurotransmitery.Okrem toho indukujú hematoencefalickú bariéru cez membránu limitans glialis perivcularis (hraničná membrána obklopujúca krvné cievy mozgu) a zároveň ju udržiavajú.

Funkcia a úlohy

Okrem svojej ochrannej funkcie pre CNS pred škodlivými vplyvmi reguluje hematoencefalická bariéra aj transportné procesy medzi krvným obehom a mozgom. Túto prepravu regulujú rôzne fyzikálne a chemické procesy. Väčšina rozpustných látok, ktoré túto bariéru môžu dokonca prekonať, prechádza difúziou. Pretože hematoencefalická bariéra je pevne uzavretá tesnými spojeniami, nedochádza k difúzii cez medzibunkové medzery ako pri iných orgánoch.

Látky sa môžu prenášať iba cez kapilárne cievy mozgu transmembránovým transportom. Voľná ​​difúzia je najjednoduchšou formou tohto transportu a malé lipofilné molekuly sa môžu pasívne rozptyľovať cez bunkové membrány epitelu a dokonca aj cez tesné spojenia. Malé polárne molekuly, ako je voda, podliehajú priepustnosti sprostredkovanej kanálmi. Niektoré proteínové kanály, aquaporíny, sprostredkúvajú transport vody hematoencefalickou bariérou a súčasne regulujú vodnú rovnováhu mozgu. Pre veľké a polárne, ale životne dôležité molekuly živín, ako je glukóza alebo veľa aminokyselín, existujú určité transportné molekuly, ktoré uľahčujú difúziu zodpovedajúcich látok.

Pretože tieto formy difúzie nevyžadujú žiadnu energiu, jedná sa o pasívne difúzie. Existujú však aj látky, ktoré sa môžu prepravovať iba pomocou ATP, t.j. dodávaním energie. Aktívne transportéry sú takzvané „čerpadlá“, ktoré využívajú energiu na pohyb substrátov proti koncentračnému gradientu. Vybrané molekuly prechádzajú hematoencefalickou bariérou pomocou špeciálnych receptorov, ktoré sú špecificky zodpovedné za ich transport.

choroby

Poruchy hematoencefalickej bariéry môžu viesť k rôznym neurologickým ochoreniam. Túto bariéru často poškodzujú počiatočné choroby, ako je diabetes mellitus, zápal v mozgu alebo nádory mozgu.

Dlhodobými dôsledkami sú poškodenie mozgu. Niektoré patogény môžu prechádzať hematoencefalickou bariérou. To zahŕňa vírus HI. Niektoré baktérie, ako napríklad Escherichia coli, niekedy prekonávajú ochranné mechanizmy bariéry uvoľňovaním špeciálnych toxínov. Keď bunky pre vlastnú imunitnú obranu tela prechádzajú hematoencefalickou bariérou, môže sa vyvinúť klinický obraz roztrúsenej sklerózy. Štúdie ukázali, že neurodegeneratívne choroby, ako je Alzheimerova choroba, tiež prepúšťajú bariéru medzi mozgom a krvným riečiskom.

To môže byť východiskovým bodom rozsiahleho zániku mozgových buniek. Zneužívanie alkoholu je známe, že je hlavným rizikovým faktorom neurologických chorôb. Chronická konzumácia alkoholu poškodzuje hematoencefalickú bariéru s nepredvídateľnými následkami. Funkčné poruchy bariéry uprednostňujú bakteriálne infekcie a autoimunologicky vyvolané zápalové reakcie v mozgu. Zneužívanie nikotínu je tiež rizikovým faktorom pri poškodení hematoencefalickej bariéry, ktorý podporuje kardiovaskulárne choroby, ktoré majú zase hlavný vplyv na výkon mozgu.

Fajčiari majú vyššie riziko vzniku bakteriálnej meningitídy. Výskum ukázal, že nikotín mení štruktúru hematoencefalickej bariéry. Proteíny tesných spojov sú distribuované odlišne a už nemôžu ďalej vykonávať svoju funkciu. Diskutuje sa aj o vplyve elektromagnetického žiarenia na hematoencefalickú bariéru. Ich negatívne účinky na zdravie v rozsahu megahertzov až gigahertzov sú preukázané pre vysokú hustotu energie. Vysoká hustota energie elektromagnetického žiarenia vedie k merateľnému otepľovaniu v postihnutom tkanive. Rozsah, v akom otepľovanie poškodzuje hematoencefalickú bariéru, sa ešte musí preskúmať.

Svoje lieky nájdete tu

Typické a bežné ochorenia mozgu

• demencie
• Creutzfeldt-Jakobova choroba
• Pamäť zanikla
• Mozgové krvácanie
• meningitída