ГЕМАТОЕНЦЕФАЛІЧНИЙ БАР'ЄР: БУДОВА, ФУНКЦІЇ, ЗАХВОРЮВАННЯ - GEOGRAFÍA - 2025

Гематоенцефалічний бар'єр є напівпроникною стінкою між кров'ю і мозком. Він складається з клітин, що складають стінки капілярів головного мозку. Цей бар'єр дозволяє нейронам центральної нервової системи бути хімічно ізольованим від решти тіла.

Мозок - єдиний орган, який має власну систему безпеки. Завдяки гематоенцефалічному бар'єру основні поживні речовини можуть досягти його, перекривши при цьому введення інших речовин.

Атроцити типу 1 навколо капілярів мозку

Цей бар'єр служить для підтримки належного функціонування нейронів, контролюючи вхід та вихід хімічних речовин у мозок. На жаль, однак цей бар'єр діє настільки ефективно, блокуючи проходження чужорідних речовин у мозок, що зазвичай також запобігає потраплянню ліків у мозок.

У будь-якому випадку, дослідження продовжують розробляти препарати, які мають необхідні вимоги для проникнення через цей бар'єр. Однак є деякі ділянки тіла, де немає гематоенцефалічного бар'єру; вони відомі як циркулярно-шлуночкові органи.

Нарешті, є певні умови, які спричиняють відкриття гематоенцефалічного бар'єру. Це дозволяє вільно обмінюватися речовинами, щоб можна було змінити функції мозку. Деякі з них - це запалення, травми або такі захворювання, як розсіяний склероз.

Структура гематоенцефалічного бар'єру

Кров'яно-мозковий бар'єр між мозком і кров’ю

Деякі речовини можуть пройти через цей бар'єр, але інші не можуть, це означає, що це вибірково проникний бар'єр.

На більшій частині тіла клітини, що складають кров’яні капіляри, не злипаються щільно. Вони називаються ендотеліальними клітинами, і між ними є проміжки, через які різні речовини можуть потрапляти і виходити. Таким чином, елементи обмінюються між плазмою крові та рідиною, що оточує клітини організму (позаклітинна рідина).

Однак у центральній нервовій системі капілярів немає цих щілин. Вірніше, клітини щільно в’язані. Це запобігає виходу багатьох речовин з крові.

Це правда, що є деякі конкретні речовини, які можуть перетнути цей бар’єр. Вони роблять це за допомогою спеціальних білків, які транспортують їх через стінки капілярів.

Наприклад, транспортери глюкози дозволяють глюкозі потрапляти в мозок для забезпечення паливом. Крім того, ці транспортери перешкоджають потрапляння токсичних відходів в мозок.

Гліальні (підтримуючі) клітини, що називаються астроцитами, скупчуються навколо кровоносних судин у мозку і, здається, відіграють важливу роль у розвитку гематоенцефалічного бар'єру. Вони, здається, також сприяють транспортуванню іонів від мозку до крові.

З іншого боку, є ділянки нервової системи, які мають більш проникний гематоенцефалічний бар'єр, ніж в інших. Наступний розділ пояснює, для чого це.

Особливості

Щоб мозок працював належним чином, важливо підтримувати рівновагу між речовинами всередині нейронів і позаклітинною рідиною, яка знаходиться навколо них. Це дозволяє правильно передавати повідомлення між клітинками.

Якщо компоненти позаклітинної рідини змінюються, навіть незначно, ця передача буде змінена, що призведе до змін у роботі мозку.

Тому гематоенцефалічний бар'єр діє, регулюючи склад цієї рідини. Наприклад, багато продуктів, які ми вживаємо, містять хімічні речовини, які могли б змінити обмін інформацією між нейронами. Гематоенцефалічний бар'єр заважає цим речовинам потрапляти до мозку, підтримуючи належне функціонування.

Важливо, що гематоенцефалічний бар'єр не має рівномірної структури у всій нервовій системі. Є місця, де він більш проникний, ніж інші. Це корисно, щоб дозволити проходження речовин, які в інших місцях не бажані.

Прикладом може служити посттем області стовбура мозку Цей регіон контролює блювоту і має набагато більш проникний гематоенцефалічний бар'єр. Його мета полягає в тому, щоб нейрони в цій області могли швидко виявити токсичні речовини в крові.

Таким чином, коли якась отрута, яка надходить зі шлунку, потрапляє до кровоносної системи, вона стимулює постцеребральну область, викликаючи блювоту. Таким чином організм може вигнати отруйний вміст зі шлунка до того, як він почне шкідливо.

Підсумовуючи три основні функції гематоенцефалічного бар'єру:

- Захищає мозок від потенційно небезпечних сторонніх речовин, які можуть змінити роботу мозку.

- Захищає та відокремлює центральну нервову систему від гормонів та нейротрансмітерів, які є в решті тіла, уникаючи небажаних наслідків.

- Підтримує постійний хімічний баланс у нашому мозку.

Які речовини перетинають мозковий бар’єр крові?

Деякі речовини чутливіші за інші, щоб перетнути гематоенцефалічний бар'єр. Речовини з такими характеристиками вводяться легше, ніж інші:

- Маленькі молекули проходять гематоенцефалічний бар'єр набагато легше, ніж великі.

- Жиророзчинні речовини легко перетинають гематоенцефалічний бар'єр, тоді як ті, що не роблять це повільніше або не в змозі його перетнути. Одним із видів жиророзчинного препарату, який легко потрапляє до нашого мозку, є барбітурати. Інші приклади - етанол, нікотин, кофеїн або героїн.

- Молекули з меншим електричним зарядом проходять бар'єр швидше, ніж ті, що мають високий заряд.

Деякі речовини можуть перетинати гематоенцефалічний бар'єр. Передусім через нього проходять молекули глюкози, кисню та амінокислот, які мають важливе значення для правильної роботи мозку.

Амінокислоти, такі як тирозин, триптофан, фенілаланін, валін або лейцин, дуже швидко потрапляють в гематоенцефалічний бар'єр. Багато з них є попередниками нейротрансмітерів, які синтезуються в мозку.

Однак цей бар'єр виключає практично всі великі молекули і 98% усіх препаратів, що складаються з малих молекул.

Ось чому виникають труднощі при лікуванні захворювань головного мозку, оскільки ліки зазвичай не переходять бар’єр або не роблять цього в необхідних кількостях. У певних випадках терапевтичні засоби можна вводити безпосередньо в мозок, щоб обійти гематоенцефалічний бар'єр.

У той же час він перешкоджає потраплянню нейротоксинів та ліпофільних речовин через транспортер, регульований так званим Р-глікопротеїном.

Органи кровообігу

Як уже згадувалося, є кілька областей мозку, де гематоенцефалічний бар'єр слабший і проникніший. Це змушує речовини легко дістатися до цих регіонів.

Завдяки цим областям мозок може контролювати склад крові. У межах органів кровообігу знаходяться:

- Пінеальна залоза: це структура, розташована всередині нашого мозку, між очима. Це пов'язано з нашими біологічними ритмами та важливими гормональними функціями. Вивільняє мелатонін та нейроактивні пептиди.

- нейрогіпофіз: це задня частка гіпофіза. У ньому зберігаються речовини з гіпоталамусу, в основному такі нейрогормони, як окситоцин і вазопресин.

- Постійна зона: як згадувалося вище, вона призводить до блювоти, щоб не допустити сп’яніння.

- субфонічний орган: він важливий у регуляції рідин організму. Наприклад, вона відіграє важливу роль у відчутті спраги.

- Судинний орган кінцевої пластинки: також сприяє спразі та рівновазі рідини за рахунок вивільнення вазопресину. Виявляє пептиди та інші молекули.

- Середня високість: це область гіпоталамуса, яка регулює передню гіпофіз шляхом взаємодії між стимулюючими та інгібуючими гіпоталамічними гормонами.

Стани, які впливають на гематоенцефалічний бар'єр

Можливо, що бар’єр крові мозку порушується через різні захворювання. Також, коли цей бар’єр ослаблений, він може збільшити ймовірність або прискорити початок нейродегенеративних порушень.

- Гіпертонія або високий кров'яний тиск: це може спричинити зміну цього бар'єру, ставши проникним, що може бути небезпечно для нашого організму.

- Радіація: тривале опромінення може послабити гематоенцефалічний бар’єр.

- Інфекції: запалення деякої частини центральної нервової системи робить цей бар’єр слабкішим. Приклад - менінгіт, захворювання, при якому мозкові оболонки (шари, що оточують головний і спинний мозок) запалюються різними вірусами та бактеріями.

- Травма, ішемія, інсульт … можуть завдати прямого пошкодження мозку, впливаючи на гематоенцефалічний бар'єр.

- Абсцес мозку. Це відбувається через запалення і скупчення гною всередині мозку. Інфекція зазвичай надходить із вуха, рота, пазух тощо. Хоча це може бути наслідком травми чи операції. У більшості випадків необхідна антибактеріальна терапія від 8 до 12 тижнів.

- Розсіяний склероз: схоже, у людей із цим захворюванням є протікання гематоенцефалічного бар'єру. Це призводить до надмірної кількості білих кров’яних тілець, щоб потрапити до мозку, де вони помилково атакують мієлін.

Мієлін - це речовина, яка покриває нервові клітини і дозволяє нервовим імпульсам подорожувати швидко та ефективно. Якщо вона зруйнована, з’являється прогресуюче когнітивне і рухове погіршення.

Список літератури

1. Бар'єр кров'яного мозку. (sf). Отримано 22 квітня 2017 року з Вікіпедії: en.wikipedia.org.
2. Мозковий бар'єр крові ("Тримайся"). (sf). Отримано 22 квітня 2017 року з Neuroscience for kids: fakultet.washington.edu.
3. Крово-мозковий бар'єр. (2 липня 2014 р.). Отримано з BrainFacts: brainfacts.org.
4. Карлсон, NR (2006). Фізіологія поведінки 8-й ред. Мадрид: Пірсон.