Hematoentsefaalne barjääristruktuur, funktsioonid ja haigused

The vere aju barjäär (BHE) on poolläbilaskev sein, mis on vere ja aju vahel. See koosneb rakkudest, mis moodustavad aju vere kapillaaride seinad. See barjäär võimaldab kesknärvisüsteemi neuroneid ülejäänud kehast eraldada keemiliselt.

Paul Ehrlich, Saksa arst, kes võitis Nobeli meditsiinipreemia 1908. aastal, näitas vere-aju barjääri olemasolu.

1878. aastal tegi ta histoloogilise värvimise kohta väitekirja. Ehrlich püüdis hiire vereringesse süstida sinise värvi aniliini. Ta leidis, et kõik kuded on värvitud sinise värviga, välja arvatud aju ja seljaaju.

Samas, kui sama värvi süstitakse aju vatsakeste tserebrospinaalvedelikku, värviti kogu kesknärvisüsteem sinisena.

See katse näitas, et aju rakkudes (ekstratsellulaarne vedelik) on vere ja vedeliku vaheline barjäär: vere-aju barjäär.

Aju on ainus organ, millel on oma turvasüsteem. Tänu vere-aju barjäärile võivad olulised toitained selle saavutada, blokeerides teiste ainete sisenemist.

See barjäär aitab säilitada neuronite nõuetekohast toimimist, kontrollides kemikaalide sisenemist ja väljumist ajus. Kuigi kahjuks takistab see tõkke nii tõhusalt võõrkehade liikumist ajusse, mis tavaliselt takistab ka ravimite jõudmist sellesse aju..

Igal juhul jätkavad uuringud selliste ravimite väljatöötamist, millel on vajalikud takistused selle barjääri tungimiseks.

Siiski on mõned keha piirkonnad, kus ei esine vere-aju barjääri. Neid nimetatakse tsirkuventrikulaarseteks organiteks.

Lõpuks on teatud tingimused, mis tekitavad vere-aju barjääri avanemise. See võimaldab ainete vahetamist vabalt, nii et aju toimimist saab muuta. Mõned neist on põletik, traumad või haigused nagu hulgiskleroos.

Vere-aju barjääri struktuur

Mõned ained võivad selle tõkke ületada, kuid teised ei saa. See tähendab, et see on valikuliselt läbilaskev barjäär.

Suures osas kehast ei seondu vere kapillaare moodustavad rakud tihedalt. Neid nimetatakse endoteelirakkudeks ja nende vahel on pilud, mille kaudu erinevad ained võivad siseneda ja sealt väljuda. Seega vahetatakse vereplasma ja organismi rakke ümbritseva vedeliku (ekstratsellulaarne vedelik) vahel elemente..

Kuid kesknärvisüsteemis ei ole kapillaaridel neid lõhesid. Vastupidi, rakud on tihedalt seotud. See takistab paljude ainete verest lahkumist.

On tõsi, et on olemas mõned konkreetsed ained, mis võivad selle tõkke ületada. Nad teevad seda spetsiaalsete valkude abil, mis transpordivad neid kapillaaride seintelt.

Näiteks võimaldavad glükoosi transportijad selle aine siseneda ajusse, et pakkuda kütust. Lisaks takistavad need vedajad mürgiste jäätmete jäämist ajusse.

Glial (toetavad) rakud, mida nimetatakse astrotsüütideks, nakkuvad aju veresoonte ümber ja tunduvad mängivat olulist rolli vere-aju barjääri kujunemisel. Need näivad samuti kaasa aitavat ioonide transportimist ajust verele.

Teisest küljest on närvisüsteemi piirkondi, kus on vere-aju barjäär läbilaskvam kui teistes. Järgmises osas selgitatakse, mis see on.

Funktsioonid

Hea aju toimimise tagamiseks on oluline säilitada tasakaal neuronite sees olevate ainete ja nende ümbruses oleva rakuvälise vedeliku vahel. See võimaldab sõnumite edastamist rakkude vahel õigesti.

Kui ekstratsellulaarse vedeliku komponendid muutuvad, isegi pisut, muutub see ülekanne, mis põhjustab aju funktsiooni muutusi.

Seetõttu toimib vere-aju barjäär selle vedeliku koostise reguleerimiseks. Näiteks on paljudes toiduainetes, mida sööme, keemilisi aineid, mis võivad muuta neuronite vahelist teabevahetust. Vere-aju barjäär takistab nende ainete jõudmist aju, säilitades hea toimimise.

Oluline on märkida, et vere-aju barjääril ei ole närvisüsteemi ühtlast struktuuri. Seal on kohti, kus tal on rohkem läbilaskvust kui teistes. See on kasulik, et võimaldada ainete, mis ei ole teretulnud teistes kohtades, läbipääsu.

Näiteks on ajurünnaku postrema ala. See piirkond kontrollib oksendamist ja tal on palju läbilaskvam vere-aju barjäär. Selle eesmärk on, et selle piirkonna neuronid suudaksid kiiresti tuvastada mürgiseid aineid veres.

Seega, kui mürk, mis pärineb maost, jõuab vereringesse, stimuleerib see aju magustoiduala, põhjustades oksendamist. Sel moel saab organism mürgist sisu maost välja saata enne, kui see hakkab olema kahjulik.

Kokkuvõttes on vere-aju barjääri kolm peamist ülesannet:

- Kaitseb aju potentsiaalselt ohtlike võõrkehade eest või võib muuta aju funktsiooni.

- Kaitseb ja eraldab kesknärvisüsteemi hormoonidest ja neurotransmitteritest, mis on ülejäänud kehas, vältides soovimatuid mõjusid.

- Säilitab meie ajus püsiva keemilise tasakaalu.

Millised ained ületavad vere-aju barjääri?

Vere-aju barjääri ületamiseks on teisi aineid tundlikumad kui teised. Ained, millel on järgmised omadused, on lihtsam kui teised:

- Väikesed molekulid läbivad palju lihtsamalt vere-aju barjääri kui suured molekulid.

- Rasvlahustuvad ained läbivad kergesti vere-aju barjääri, samas kui need, kes ei tee seda aeglasemalt või ei läbi seda. Üks lipiidilahustuv ravim, mis jõuab kergesti meie aju, on barbituraadid. Teised näited on etanool, nikotiin, kofeiin või heroiin.

- Molekulid, millel on vähem elektrilist laengut, läbivad barjääri kiiremini kui need, millel on kõrge laeng.

Mõned ained võivad ületada vere-aju barjääri. Eelkõige läbivad nad glükoosi, hapniku ja aminohapete molekule, mis on aju nõuetekohaseks toimimiseks olulised.

Aminohapped, nagu türosiin, trüptofaan, fenüülalaniin, valiin või leutsiin, sisenevad vere-aju barjääri väga kiiresti. Paljud neist on ajus sünteesitud neurotransmitterite prekursorid.

Kuid see barjäär välistab praktiliselt kõik suured molekulid ja 98% kõigist väikestest molekulidest koosnevatest ravimitest.

Seepärast on ajuhaiguste ravimisel raskusi, sest ravimid ei tõuse tavaliselt üle tõkke või ei ole vajalikud kogused. Teatud juhtudel võib raviaineid süstida otse ajusse, et vältida vere-aju barjääri.

Samal ajal takistab neurotoksiinide ja lipofiilsuse sisenemine nn glükoproteiini P poolt reguleeritud transporteri kaudu. 

Tsirkuventrikulaarsed organid

Nagu mainitud, on mitmeid aju piirkondi, kus vere-aju barjäär on nõrgim ja kõige läbilaskvam. See põhjustab ainete ligipääsu nendesse piirkondadesse.

Tänu nendele piirkondadele võivad aju verekompositsiooni kontrollida. Tsirkuventrikulaarsetes organites on:

- Pineaalne nääre: on struktuur, mis asub meie aju sees, silmade vahel. See on seotud meie bioloogiliste rütmidega ja oluliste hormonaalsete funktsioonidega. Vabastab melatoniini ja neuroaktiivseid peptiide.

- Neurohüpofüüs: on hüpofüüsi tagaosa. Säilitatakse hüpotalamuse aineid, peamiselt neurohormone nagu oksütotsiin ja vasopressiin.

- Pindala postrema: nagu eelpool mainitud, tekitab oksendamine, et takistada meid joobes.

- Subforniline organ: see on kehavedelike reguleerimisel hädavajalik. Näiteks on sellel oluline roll janu tunnetuses.

- Terminaalse laminaarse vaskulaarse organi: vasopressiini vabanemise kaudu soodustab see ka janu ja vedeliku tasakaalu. Avastab peptiide ja teisi molekule.

- Eminensioonimeedia: on hüpotalamuse piirkond, mis reguleerib hüpofüüsi eesmist hüpotaalamust stimuleerivate ja inhibeerivate hormoonide vahelisi koostoimeid.

Vere-aju barjääri mõjutavad seisundid

On võimalik, et vere-aju barjäär muutub erinevate haiguste tõttu. Lisaks, kui see barjäär nõrgeneb, on tõenäoline, et tõenäosus suurendab või kiirendab neurodegeneratiivsete häirete ilmnemist..

- Hüpertensioon või kõrge pinge: võib põhjustada selle takistuse muutumist, läbilaskvust, mis võib olla meie kehale ohtlik.

- Kiirgus: pikaajaline kiiritus võib nõrgendada vere-aju barjääri.

- Infektsioonid: kesknärvisüsteemi mõne osa põletik nõrgendab seda barjääri. Näiteks on meningiit, haigus, mille puhul aju- ja seljaaju ümbritsevad ajuhaigused on põletatud erinevate viiruste ja bakterite poolt..

- Trauma, isheemia, insult ... võib põhjustada aju otsest kahjustust, mis mõjutab vere-aju barjääri.

- Aju abstsess See on tingitud aju põletikust ja kogunemisest. See infektsioon pärineb tavaliselt kõrvast, suust, siinustest jne. Kuigi see võib olla trauma või operatsiooni tulemus. Enamikel juhtudel kestab antibiootikumravi 8 kuni 12 nädalat.

- Sclerosis multiplex: tundub, et selle haigusega inimestel on vere-aju barjääri lekkeid. See põhjustab liiga palju valgeliblesid aju jõudmiseks, kus nad ekslikult müeliini ründavad.

Myelin on aine, mis katab närvirakke ja võimaldab närviimpulsse kiiresti ja tõhusalt liikuda. Kui see on hävitatud, ilmub kognitiivne ja progressiivne mootori kahjustus.

Viited

1. Vere aju barjäär. (s.f.). Välja otsitud 22. aprillil 2017, Wikipediast: en.wikipedia.org.
2. Vere aju barjäär ("Out Out"). (s.f.). Välja otsitud 22. aprillil 2017, laste neuroteadusest: faculty.washington.edu.
3. Vere aju barjäär. (2. juuli 2014). Välja otsitud aadressilt BrainFacts: brainfacts.org.
4. Carlson, N.R. (2006). Käitumise füsioloogia 8. ed. Madrid: Pearson.