Kraujo-smegenų barjeras

Kraujo-smegenų barjeras tarnauja kaip natūralus barjeras tarp centrinės nervų sistemos (CNS) ir kraujotakos. Tai leidžia atlikti tik pasirinktinį masinį transportą. Kraujo-smegenų barjero sutrikimai gali sukelti rimtas smegenų ligas.

Kas yra kraujo ir smegenų barjeras?

Kraujo-smegenų barjeras atskiria aplinkos sąlygas smegenyse ir kraujyje. Smegenyse vyksta labai sudėtingi ir tiksliai suderinti procesai, kurių sutrikimas turėtų nenumatytų pasekmių. Taigi kraujo ir smegenų barjeras apsaugo CNS nuo patogenų, nuodų, antikūnų, leukocitų, nuo neurotransmiterių įtakos kraujyje ir nuo pH vertės pokyčių.

Tuo pačiu metu būtina užtikrinti, kad CNS būtų aprūpintos pagrindinėmis maistinėmis medžiagomis ir medžiagomis, kurios būtinos jo veikimui. Tas pats pasakytina ir apie skilimo produktų pašalinimą iš smegenų metabolizmo. Todėl užtvara nėra visiškai hermetiška, bet pralaidi. Svarbių medžiagų pernešimą tarp kraujotakos ir smegenų reguliuoja pasyvūs ir aktyvūs difuzijos procesai, taip pat selektyvūs cheminiai procesai. Esminės molekulės, tokios kaip vanduo, deguonis ir svarbios maistinės medžiagos, be apribojimų gali perduoti kraujo ir smegenų barjerą.

Anatomija ir struktūra

Kraujo-smegenų barjerą sudaro endotelio ląstelės, pericitai ir astrocitai. Endotelinės ląstelės sudaro vidinį kapiliarų sieninį sluoksnį. Be kita ko, šios ląstelės reguliuoja medžiagų mainus tarp audinio ir kraujo.

Kraujo-smegenų barjere endotelio ląstelės turi vadinamąsias įtemptas jungtis. Tai yra siauros membraninių baltymų juostos, kurios taip tvirtai jungia endotelio ląsteles, kad sudaro daugybės medžiagų nepralaidų sluoksnį. Tik labai mažos molekulės gali difuziškai sklisti per šį sluoksnį. Daugiausia užkertamas kelias keistis medžiagomis tarp ląstelės ir erdvei tarp ląstelių. Pericitai, savo ruožtu, yra išorinėje kapiliarų sienoje ir yra jungiamojo audinio ląstelės. Su endotelio ląstelėmis yra sujungtos ląstelių-ląstelių kanalais, tarpo sankryžomis.

Abiejų tipų ląstelių sąveika šiais kanalais kontroliuoja membranos potencialą, kuris yra atsakingas už selektyvią medžiagų difuziją. Astrocitai, kaip vadinamosios vorinių ląstelės, sudaro didžiąją dalį glijos ląstelių, esančių CNS. Jie tiekia neuronus maistinėmis medžiagomis per savo kontaktus su kraujagyslėmis. Jų membranoje yra neuromediatorių receptoriai.Be to, jie indukuoja kraujo-smegenų barjerą per membrana limitans glialis perivascularis (kraštinę membraną, supančią smegenų kraujagysles) ir tuo pačiu palaiko.

Funkcija ir užduotys

Be savo apsauginės CNS funkcijos nuo žalingo poveikio, kraujo ir smegenų barjeras taip pat reguliuoja transportavimo procesus tarp kraujotakos ir smegenų. Yra įvairūs fiziniai ir cheminiai procesai, kontroliuojantys šį gabenimą. Dauguma tirpių medžiagų, kurios netgi gali įveikti šį barjerą, praeina pro ją difuzijos būdu. Kadangi kraujo ir smegenų barjeras yra sandariai uždarytas tam tikromis sankryžomis, difuzija negali vykti dėl tarpląstelinių įtrūkimų, kaip ir su kitais organais.

Medžiagos gali prasiskverbti pro smegenų kapiliarus tik per membraną. Laisva difuzija yra paprasčiausia šio pernešimo forma.Mažos lipofilinės molekulės gali pasyviai difuzuoti per epitelio ląstelių membranas ir net per sandarias jungtis. Mažos polinės molekulės, tokios kaip vanduo, patiria kanalų pralaidumą. Tam tikri kanalų baltymai, akvaporinai, tarpininkauja vandens pernešimui per kraujo-smegenų barjerą ir tokiu būdu reguliuoja smegenų vandens balansą. Didelėms ir poliarinėms, bet gyvybiškai svarbioms maistinių medžiagų molekulėms, tokioms kaip gliukozė ar daugybė aminorūgščių, yra tam tikros transportavimo molekulės, kurios palengvina atitinkamų medžiagų difuziją.

Kadangi šioms difuzijos formoms nereikia jokios energijos, jos yra pasyvios difuzijos. Tačiau taip pat yra medžiagų, kurias galima gabenti tik naudojant ATP, t. Y. Tiekiant energiją. Aktyvūs pernešėjai yra vadinamieji „siurbliai“, kurie naudoja energiją, kad substratai judėtų prieš koncentracijos gradientą. Pasirinktos molekulės kerta kraujo-smegenų barjerą pasitelkdamos specialius receptorius, kurie yra atsakingi už jų transportavimą.

Ligos

Kraujo-smegenų barjero sutrikimai gali sukelti įvairias neurologines ligas. Pradinės ligos, tokios kaip cukrinis diabetas, smegenų uždegimas ar smegenų augliai, dažnai pažeidžia šį barjerą.

Ilgalaikės pasekmės yra smegenų pažeidimas. Tam tikri patogenai gali peržengti kraujo ir smegenų barjerą. Tai apima HI virusą. Kai kurios bakterijos, tokios kaip Escherichia coli, kartais įveikia apsauginius barjero mechanizmus, išskirdamos specialius toksinus. Kai organizmo imuninės gynybos ląstelės kerta kraujo-smegenų barjerą, gali išsivystyti išsėtinės sklerozės klinikinis vaizdas. Tyrimai parodė, kad neurodegeneracinės ligos, tokios kaip Alzheimerio liga, taip pat daro pralaidų barjerą tarp smegenų ir kraujotakos.

Tai gali būti pradžia smarkiai sunaikinant smegenų ląsteles. Yra žinoma, kad piktnaudžiavimas alkoholiu yra pagrindinis neurologinių ligų rizikos veiksnys. Lėtinis alkoholio vartojimas pažeidžia kraujo-smegenų barjerą su nenumatytomis pasekmėmis. Funkciniai barjero sutrikimai palaiko bakterines infekcijas ir autoimunologiškai sukeltas uždegimines reakcijas smegenyse. Piktnaudžiavimas nikotinu taip pat yra kraujo-smegenų barjero pažeidimo rizikos veiksnys.Nikotinas skatina širdies ir kraujagyslių ligas, kurios savo ruožtu daro didelę įtaką smegenų veiklai.

Rūkaliams didesnė rizika susirgti bakteriniu meningitu. Tyrimai parodė, kad nikotinas keičia kraujo-smegenų barjero struktūrą. Sandarių jungčių baltymai pasiskirsto skirtingai ir nebegali pilnai atlikti savo funkcijos. Taip pat aptariama elektromagnetinės radiacijos įtaka kraujo ir smegenų barjerui. Įrodytas jų neigiamas poveikis sveikatai nuo megahercų iki gigahercų, esant dideliam energijos tankiui. Didelis elektromagnetinės spinduliuotės energijos tankis sukelia išmatuojamą paveikto audinio atšilimą. Dar reikia ištirti, kiek atšilimas kenkia kraujo ir smegenų barjerui.

Savo vaistus galite rasti čia

Tipiškos ir dažnos smegenų ligos

• demencija
• Kreutzfeldto-Jakobo liga
• Atmintis prarandama
• Smegenų hemoragija
• Meningitas