Čo je hematoencefalická bariéra?
Hematoencefalická bariéra je bariéra medzi krvou a mozgovou substanciou. Tvoria ho endotelové bunky na vnútornej stene krvných kapilár v mozgu a astrocyty (forma gliových buniek) obklopujúce cievy. Endotelové bunky v kapilárnych mozgových cievach sú navzájom tak pevne spojené prostredníctvom takzvaných tesných spojení (úzkych spojení v tvare pásu), že medzi bunkami nemôžu nekontrolovane prekĺznuť žiadne látky. Pre vstup do mozgu musia všetky látky prejsť cez bunky, čo je prísne kontrolované.
Porovnateľná bariéra existuje medzi krvou a systémom mozgovej dutiny, ktorý obsahuje cerebrospinálny mok (CSF). Táto takzvaná hematoencefalická bariéra je o niečo slabšia ako hematoencefalická bariéra. Napriek bariérovej funkcii je teda možná určitá výmena látok medzi krvou a CSF.
Aká je funkcia hematoencefalickej bariéry?
Filtračná funkcia hematoencefalickej bariéry
Hematoencefalická bariéra má tiež vysoko selektívnu filtračnú funkciu:
Malé látky rozpustné v tukoch, ako je kyslík, oxid uhličitý alebo dokonca anestetické plyny, môžu prechádzať hematoencefalickou bariérou difúziou cez endotelové bunky. Niektoré ďalšie látky potrebné pre mozgové tkanivo (napr. krvná glukóza = glukóza, elektrolyty, niektoré peptidy, inzulín atď.) prechádzajú cez bariéru pomocou špeciálnych transportných systémov.
Zvyšné látky sú naopak zadržiavané, aby v citlivom mozgu nemohli spôsobiť žiadne škody. Neurotransmitery v krvi napríklad nesmú prechádzať cez hematoencefalickú bariéru, pretože by narušili tok informácií z nervových buniek v mozgu. Rôzne lieky a patogény musia byť tiež držané mimo mozgu hematoencefalickou bariérou.
Niektoré látky prenikajú cez bariéru
V medicíne je niekedy potrebné dodávať do mozgu lieky, ktoré nedokážu prejsť hematoencefalickou bariérou. Jeden príklad: Mozgy pacientov s Parkinsonovou chorobou majú nedostatok neurotransmiteru dopamínu. Pacientom však nemožno podať dopamín na kompenzáciu, pretože nemôže prejsť hematoencefalickou bariérou. Namiesto toho sa pacientom podáva dopamínový prekurzor levodopa (L-dopa), ktorý môže ľahko prejsť z krvi do mozgu. Tam sa potom pomocou enzýmu premení na účinný dopamín.
Pri liečbe mozgových nádorov je hematoencefalická bariéra dočasne prekonaná infúziou vysoko hypertonického roztoku do krčnej tepny. To umožňuje liekom inhibujúcim nádory dostať sa do mozgu.
Kde sa nachádza hematoencefalická bariéra?
Hematoencefalická bariéra sa nachádza v mozgu. Endotelové bunky na vnútornej stene jemných krvných ciev utesňujú stenu ciev cez tesné spojenia, čím zabezpečujú skutočnú bariérovú funkciu (spolu s okolitými astrocytmi).
Aké problémy môže spôsobiť hematoencefalická bariéra?
Bilirubín, žlčové farbivo, sa normálne vylučuje z mozgu väzbou na plazmatické proteíny. U predčasne narodených detí však môže byť hemolýzou (rozpúšťaním červených krviniek) a pomalou degradáciou tak výrazne zvýšená koncentrácia bilirubínu v krvi, že schopnosť plazmatických bielkovín viazať bilirubín je prekročená. Voľný, neviazaný bilirubín potom môže prejsť hematoencefalickou bariérou (dieťa) a vstúpiť do mozgového tkaniva. Tento jadrový alebo neonatálny ikterus môže mať za následok nezvratné poškodenie mozgu.
Infekcie a nádory
Cytomegalovírusy zo skupiny herpetických vírusov používajú biele krvinky ako nosiče na prechod cez hematoencefalickú (detskú) bariéru. U tehotnej ženy vedie infekcia k potratu (potratu), smrti nenarodeného embrya alebo generalizovanej infekcii dieťaťa so zápalom mozgu (encefalitída), kalcifikátmi v mozgu, kŕčmi a ochrnutím. Ak sa dieťa nakazí po narodení, môžu sa vyskytnúť rovnaké príznaky, ale priebeh môže zostať nenápadný.
Nádorové metastázy môžu prechádzať aj hematoencefalickou bariérou. Rakovinové bunky sa pripájajú k endoteliálnej stene kapilár a exprimujú svoje vlastné molekuly na adhéziu. Tie sa následne viažu na špeciálne receptory, pomocou ktorých je otvorená cesta cez hematoencefalickú bariéru.
