krv-mozog bariéra slúži ako prirodzená bariéra medzi centrálnou nervový systém (CNS) a krvi. Umožňuje iba selektívny transport látok. Narušenie krv-mozog bariéra môže viesť na ťažké ochorenie mozgu.
Čo je hematoencefalická bariéra?
krv-mozog bariéra ohraničuje podmienky prostredia v mozgu a v krvnom riečisku. V mozgu prebiehajú veľmi zložité a jemne vyladené procesy, ktorých narušenie by malo nevyčísliteľné následky. The hematoencefalickú bariéru preto zaisťuje ochranu CNS pred patogény, toxíny, protilátky, leukocyty, z vplyvu neurotransmiterov v krvi a zo zmien v hladinách PH. Zároveň je potrebné zabezpečiť, aby bol CNS dodávaný so základnými živinami a látkami potrebnými pre jeho funkciu. To isté platí pre odstránenie produktov degradácie mozgového metabolizmu. Bariéra preto nie je úplne hermetická, ale selektívne priepustná. Transport dôležitých látok medzi krvou a mozgom je regulovaný pasívnymi a aktívnymi difúznymi procesmi, ako aj selektívnymi chemickými procesmi. Vitálny molekuly, Ako sú voda, kyslíka dôležité živiny môžu prechádzať cez hematoencefalickú bariéru bez obmedzenia.
Anatómia a štruktúra
hematoencefalickú bariéru sa skladá z endotelových buniek, pericytov a astrocytov. Endotelové bunky tvoria najvnútornejšiu stenovú vrstvu kapilár. Tieto bunky okrem iného regulujú výmenu látok medzi tkanivom a krvou. V hematoencefalickej bariére majú endotelové bunky takzvané tesné spojenia. Sú to úzke pásy membrány proteíny ktoré spájajú endotelové bunky tak pevne, že vytvárajú vrstvu nepriepustnú pre mnoho látok. Iba veľmi malé molekuly môže difundovať cez túto vrstvu. Výmene látok medzi bunkou a medzibunkovým priestorom sa tak vo veľkej miere zabráni. Pericyty sú zase umiestnené na vonkajšej stene kapilár a sú spojivové tkanivo bunky. Sú spojené s endotelovými bunkami kanálmi bunka-bunka, medzerami. Interakcia oboch typov buniek prostredníctvom týchto kanálov riadi membránový potenciál, ktorý je zodpovedný za selektívnu difúziu látok. Astrocyty, ako takzvané pavúčie bunky, tvoria väčšinu gliových buniek obsiahnutých v CNS. Dodávajú neurónom živiny prostredníctvom kontaktov s cieva. Receptory pre neurotransmitery sú umiestnené v ich membráne. Tiež indukujú a súčasne udržiavajú hematoencefalickú bariéru prostredníctvom membrana limitans glialis perivascularis (obmedzujúca membrána obklopujúca krv plavidlá mozgu).
Funkcia a úlohy
Okrem svojej ochrannej funkcie pre CNS pred škodlivými vplyvmi reguluje hematoencefalická bariéra aj transportné procesy medzi krvným obehom a mozgom. Existujú teda rôzne fyzikálne a chemické procesy, ktoré tento transport riadia. Väčšina rozpustných látok, ktoré túto bariéru môžu vôbec prekonať, cez ňu prechádza difúziou. Pretože hematoencefalická bariéra je pevne utesnená tesnými spojmi, nemôže dôjsť k difúzii prostredníctvom medzibunkových rázštepov, ako je tomu v iných orgánoch. Prostredníctvom kapilárnej plavidlá mozgu môžu látky prechádzať iba transmembránovým transportom. Voľná difúzia predstavuje najjednoduchšiu formu tohto transportu. Malý lipofilný molekuly môžu pasívne difundovať cez bunkové membrány epitelu a dokonca aj cez tesné spojenia. Malé polárne molekuly, ako napr voda, podliehajú priepustnosti sprostredkovanej kanálom. Určitý kanál proteíny, aquaporíny, sprostredkovávať prepravu voda cez hematoencefalickú bariéru a tým súčasne regulovať vodu vyvážiť mozgu. Pre veľké a polárne, ale životne dôležité molekuly živín, ako napr glukóza alebo veľa aminokyselinyexistujú určité transportné molekuly, ktoré uľahčujú difúziu zodpovedajúcich látok. Pretože pre tieto formy difúzie nie je potrebná žiadna energia, sú to pasívne difúzie. Existujú však aj látky, ktoré sa dajú transportovať iba s použitím ATP, teda pridaním energie. Aktívne transportéry sú takzvané „pumpy“, ktoré prepravujú substráty so vstupom energie dokonca aj proti koncentrácie sklon. Vybrané molekuly tiež prechádzajú hematoencefalickou bariérou pomocou špeciálnych receptorov, ktoré sú špecificky zodpovedné za ich transport.
Choroby
Narušenie hematoencefalickej bariéry môže viesť na rôzne neurologické choroby. Počiatočné choroby, ako napr cukrovka melitus, zápal v mozgu, príp nádory mozgu, často poškodzujú túto bariéru. Dlhodobými následkami sú poškodenia mozgu. Istý patogény môže prekonať hematoencefalickú bariéru. Medzi ne patrí vírus HI. Niektoré baktérie, ako napríklad Escherichia coli, tiež niekedy prekonávajú ochranné mechanizmy bariéry uvoľňovaním špeciálnych toxínov. Ak bunky pre vlastný imunitný obranný systém tela prekonajú hematoencefalickú bariéru, klinický obraz je z toho roztrúsená skleróza sa môže rozvíjať. Štúdie preukázali, že neurodegeneratívne choroby, ako napr Alzheimerova choroba, tiež spôsobujú priechodnosť bariéry medzi mozgom a krvným obehom. To môže byť východiskovým bodom pre rozsiahly zánik mozgových buniek. Je známe, že je hlavným rizikovým faktorom pre neurologické ochorenie alkohol zneužitie. Chronické alkohol konzumácia poškodzuje hematoencefalickú bariéru s nevyčísliteľnými následkami. Dysfunkcia bariéry podporuje bakteriálne infekcie a autoimunologicky vyvolané zápalové reakcie v mozgu. Nikotín zneužívanie je tiež rizikovým faktorom z hľadiska poškodenia hematoencefalickej bariéry. Nikotín podporuje srdcovo-cievne ochorenia, čo má zase zásadný vplyv na výkon mozgu. Fajčiari majú vyššie riziko rozvoja baktérií zápal mozgových blán. Štúdie preukázali, že štruktúra hematoencefalickej bariéry je zmenená nikotín. Tesný spoj proteíny sú rozdelené rozdielne a už nemôžu plne vykonávať svoju funkciu. Vplyv elektromagnetické žiarenie diskutuje sa aj o hematoencefalickej bariére. Je to negatívne zdravie účinky sú zdokumentované pre rozsah megahertzov až gigahertzov pre vysoké hustoty energie. Vysoká energia hustota of elektromagnetické žiarenie vedie k merateľnému zahriatiu postihnutého tkaniva. Je potrebné preskúmať, do akej miery zahrievanie poškodzuje hematoencefalickú bariéru.
Typické a bežné ochorenia mozgu.
- demencie
- Creutzfeldt-Jakobova choroba
- Medzery v pamäti
- Krvácanie mozgu
- Zápal mozgových blán
