Asins-smadzeņu barjera

Asins-smadzeņu barjera kalpo kā dabiska barjera starp centrālo nervu sistēmu (CNS) un asinsriti. Tas ļauj veikt tikai selektīvu masu transportu. Asins-smadzeņu barjeras traucējumi var izraisīt nopietnas smadzeņu slimības.

Kāda ir asins smadzeņu barjera?

Asins-smadzeņu barjera atdala vides apstākļus smadzenēs un asinsritē. Smadzenēs notiek ļoti sarežģīti un precīzi noregulēti procesi, kuru pārtraukšanai būtu neparedzamas sekas. Tāpēc asins-smadzeņu barjera aizsargā CNS no patogēniem, indēm, antivielām, leikocītiem, no neirotransmiteru ietekmes asinīs un no pH vērtības izmaiņām.

Tajā pašā laikā ir jānodrošina, ka CNS tiek piegādātas ar pamata barības vielām un vielām, kas vajadzīgas tā darbībai. Tas pats attiecas uz noārdīšanās produktu noņemšanu no smadzeņu metabolisma. Tāpēc barjera nav pilnībā hermētiski noslēgta, bet gan selektīvi caurlaidīga. Svarīgu vielu pārvadāšanu starp asinsriti un smadzenēm regulē pasīvi un aktīvi difūzijas procesi, kā arī selektīvi ķīmiski procesi. Būtiskas molekulas, piemēram, ūdens, skābeklis un svarīgas barības vielas, bez ierobežojumiem var iziet cauri hematoencefāliskajai barjerai.

Anatomija un struktūra

Asins-smadzeņu barjera sastāv no endotēlija šūnām, pericitiem un astrocītiem. Endotēlija šūnas veido kapilāru iekšējo sienas slāni. Cita starpā šīs šūnas regulē vielu apmaiņu starp audiem un asinīm.

Asins-smadzeņu barjerā endotēlija šūnām ir tā sauktie saspringtie krustojumi. Tās ir šauras membrānas olbaltumvielu joslas, kas tik cieši savieno endotēlija šūnas, ka veido slāni, kas ir daudzām vielām necaurlaidīgs. Caur šo slāni var izkliedēties tikai ļoti mazas molekulas. Vielu apmaiņa starp šūnu un telpu starp šūnām ir lielā mērā novērsta. Pericīti, savukārt, atrodas uz kapilāru ārējās sienas un ir saistaudu šūnas. Ir savienoti ar endotēlija šūnām caur šūnu šūnu kanāliem, spraugu savienojumiem.

Abu šūnu tipu mijiedarbība caur šiem kanāliem kontrolē membrānas potenciālu, kas ir atbildīgs par vielu selektīvo difūziju. Astrocīti kā ts zirnekļa šūnas pārstāv lielāko daļu no glia šūnām CNS, un, izmantojot kontaktus ar asinsvadiem, tie apgādā neironus ar barības vielām. Viņu membrānā ir neirotransmiteru receptori.Turklāt tie inducē asins-smadzeņu barjeru caur membrana limitans glialis perivascularis (robežas membrāna, kas apņem smadzeņu asinsvadus), un tajā pašā laikā uztur to.

Funkcija un uzdevumi

Papildus aizsargājošajai CNS funkcijai pret kaitīgu iedarbību, asins-smadzeņu barjera regulē arī transporta procesus starp asinsriti un smadzenēm. Šo transportēšanu kontrolē dažādi fizikāli un ķīmiski procesi. Lielākā daļa šķīstošo vielu, kas pat var pārvarēt šo barjeru, caur to izkliedējas. Tā kā asins-smadzeņu barjera ir cieši noslēgta ar stingriem savienojumiem, difūzija nevar notikt ar starpšūnu plaisām, tāpat kā ar citiem orgāniem.

Vielas var pārvadīt tikai caur smadzeņu kapilāriem traukiem, izmantojot transmembrānu transportu. Brīvā difūzija ir vienkāršākā šī transporta veida forma.Mazās lipofīlās molekulas pasīvi var izkliedēties caur epitēlija šūnu membrānām un pat caur šauriem savienojumiem. Mazas polārās molekulas, piemēram, ūdens, ir pakļautas kanālu caurlaidībai. Noteiktu kanālu olbaltumvielas, akvaporīni, mediē ūdens transportēšanu caur hematoencefālisko barjeru un tādējādi vienlaikus regulē smadzeņu ūdens bilanci. Lielām un polārām, bet vitāli svarīgām barības vielu molekulām, piemēram, glikozei vai daudzām aminoskābēm, ir noteiktas transporta molekulas, kas atvieglo attiecīgo vielu difūziju.

Tā kā šīm difūzijas formām nav nepieciešama enerģija, tās ir pasīvas difūzijas. Tomēr ir arī vielas, kuras var pārvadāt tikai, izmantojot ATP, t.i., piegādājot enerģiju. Aktīvie pārvadātāji ir tā sauktie "sūkņi", kas izmanto enerģiju, lai pārvietotu substrātus pret koncentrācijas gradientu. Atlasītās molekulas šķērso hematoencefālisko barjeru, izmantojot īpašus receptorus, kas ir īpaši atbildīgi par to transportēšanu.

Slimības

Asins-smadzeņu barjeras traucējumi var izraisīt dažādas neiroloģiskas slimības. Sākotnējās slimības, piemēram, cukura diabēts, smadzeņu iekaisums vai smadzeņu audzēji, bieži sabojā šo barjeru.

Ilgtermiņa sekas ir smadzeņu bojājumi. Atsevišķi patogēni var šķērsot hematoencefālisko barjeru. Tas ietver HI vīrusu. Dažas baktērijas, piemēram, Escherichia coli, dažreiz pārvar barjeras aizsargmehānismus, atbrīvojot īpašus toksīnus. Kad organisma imūnās aizsardzības šūnas šķērso hematoencefālisko barjeru, var veidoties multiplās sklerozes klīniskais attēls. Pētījumi liecina, ka tādas neirodeģeneratīvas slimības kā Alcheimera slimība arī padara barjeru starp smadzenēm un asinsriti caurlaidīgu.

Tas var būt sākums smadzeņu šūnu plašajai iznīcībai. Ir zināms, ka alkohola lietošana ir galvenais neiroloģisko slimību riska faktors. Hronisks alkohola patēriņš bojā hematoencefālisko barjeru ar neparedzamām sekām. Barjeras funkcionālie traucējumi veicina baktēriju infekcijas un smadzeņu autoimmunoloģiski izraisītas iekaisuma reakcijas. Nikotīna ļaunprātīga izmantošana ir arī riska faktors attiecībā uz asins-smadzeņu barjeras bojājumiem.Nikotīns veicina sirds un asinsvadu slimības, kurām savukārt ir liela ietekme uz smadzeņu darbību.

Smēķētājiem ir lielāks baktēriju meningīta attīstības risks. Pētījumi liecina, ka nikotīns maina hematoencefāliskās barjeras struktūru. Stingrās krustošanās olbaltumvielas tiek sadalītas atšķirīgi un vairs nevar pilnībā veikt savu funkciju. Tiek apskatīta arī elektromagnētiskā starojuma ietekme uz hematoencefālisko barjeru. Ir pierādīta to negatīvā ietekme uz veselību megahercu līdz gigahercu diapazonā ar augstu enerģijas blīvumu. Elektromagnētiskā starojuma lielais enerģijas blīvums izraisa izmērāmu sasilšanu skartajos audos. Vēl ir jāizpēta, cik lielā mērā sasilšana bojā hematoencefālisko barjeru.

Jūs varat atrast savus medikamentus šeit

Tipiskas un izplatītas smadzeņu slimības

• demence
• Kreicfelda-Jakoba slimība
• Atmiņa zaudē spēku
• Smadzeņu asiņošana
• Meningīts