ГЕМАТОЭНЦЕФАЛИЧЕСКИЙ БАРЬЕР: СТРОЕНИЕ, ФУНКЦИИ, ЗАБОЛЕВАНИЯ - ГЕОГРАФИЯ - 2025

Гематоэнцефалический барьер является полупроницаемой стенкой между кровью и мозгом. Он состоит из клеток, составляющих стенки кровеносных капилляров головного мозга. Этот барьер позволяет химически изолировать нейроны центральной нервной системы от остального тела.

Мозг - единственный орган, у которого есть собственная система безопасности. Благодаря гематоэнцефалическому барьеру необходимые питательные вещества могут достигать его, блокируя проникновение других веществ.

Атроциты типа 1 вокруг капилляров в головном мозге

Этот барьер служит для поддержания правильного функционирования нейронов, контролируя вход и выход химических веществ в мозг. К сожалению, однако, этот барьер работает настолько эффективно, блокируя прохождение посторонних веществ в мозг, что обычно также предотвращает попадание лекарств в мозг.

В любом случае, исследования продолжают разрабатывать лекарства, у которых есть необходимые требования для преодоления этого барьера. Однако в некоторых частях тела нет гематоэнцефалического барьера; они известны как круго-желудочковые органы.

Наконец, есть определенные условия, которые вызывают открытие гематоэнцефалического барьера. Это позволяет беспрепятственно обмениваться веществами и изменять функцию мозга. Некоторые из них - это воспаление, травма или такие заболевания, как рассеянный склероз.

Структура гематоэнцефалического барьера

Гематоэнцефалический барьер между мозгом и кровью

Некоторые вещества могут проходить через этот барьер, а другие нет, что означает, что это избирательно проницаемый барьер.

В большей части тела клетки, составляющие кровеносные капилляры, не слипаются плотно. Они называются эндотелиальными клетками, и между ними есть промежутки, через которые могут входить и выходить различные вещества. Таким образом, происходит обмен элементами между плазмой крови и жидкостью, окружающей клетки тела (внеклеточная жидкость).

Однако в центральной нервной системе капилляры не имеют этих щелей. Скорее, клетки плотно связаны. Это предотвращает выход многих веществ из крови.

Это правда, что есть определенные вещества, которые могут преодолеть этот барьер. Они делают это с помощью специальных белков, которые транспортируют их через стенки капилляров.

Например, переносчики глюкозы позволяют глюкозе поступать в мозг для обеспечения его топливом. Кроме того, эти переносчики предотвращают попадание токсичных отходов в мозг.

Глиальные (поддерживающие) клетки, называемые астроцитами, группируются вокруг кровеносных сосудов в головном мозге и, по-видимому, играют важную роль в развитии гематоэнцефалического барьера. Они также, по-видимому, способствуют переносу ионов из мозга в кровь.

С другой стороны, есть участки нервной системы, которые имеют более проницаемый гематоэнцефалический барьер, чем другие. В следующем разделе объясняется, для чего это нужно.

Характеристики

Для того, чтобы мозг функционировал должным образом, важно поддерживать баланс между веществами внутри нейронов и внеклеточной жидкостью, которая находится вокруг них. Это позволяет правильно передавать сообщения между ячейками.

Если компоненты внеклеточной жидкости изменятся, даже незначительно, эта передача будет изменена, что приведет к изменениям в функции мозга.

Следовательно, гематоэнцефалический барьер регулирует состав этой жидкости. Например, многие продукты, которые мы едим, содержат химические вещества, которые могут изменять обмен информацией между нейронами. Гематоэнцефалический барьер предотвращает попадание этих веществ в мозг, поддерживая хорошее функционирование.

Важно отметить, что гематоэнцефалический барьер не имеет единой структуры по всей нервной системе. Есть места, где он более проницаемый, чем другие. Это полезно для пропуска веществ, которые в других местах не приветствуются.

Примером может служить задняя часть ствола мозга. Эта область контролирует рвоту и имеет гораздо более проницаемый гематоэнцефалический барьер. Его цель состоит в том, что нейроны в этой области могут быстро обнаруживать токсичные вещества в крови.

Таким образом, когда яд, исходящий из желудка, достигает кровеносной системы, он стимулирует постцеребральную область, вызывая рвоту. Таким образом, организм может изгнать ядовитое содержимое из желудка до того, как оно станет вредным.

Таким образом, три основные функции гематоэнцефалического барьера:

- Защищает мозг от потенциально опасных посторонних веществ или веществ, которые могут нарушить работу мозга.

- Защищает и отделяет центральную нервную систему от гормонов и нейротрансмиттеров, которые находятся в остальном теле, избегая нежелательных эффектов.

- Поддерживает постоянный химический баланс в нашем мозгу.

Какие вещества проникают через гематоэнцефалический барьер?

Некоторые вещества более чувствительны, чем другие, к переходу через гематоэнцефалический барьер. Вещества со следующими характеристиками проникают легче других:

- Маленькие молекулы намного легче проходят гематоэнцефалический барьер, чем большие.

- Жирорастворимые вещества легко проникают через гематоэнцефалический барьер, а те, которые этого не делают, - медленнее или не могут его преодолеть. Барбитураты - это один из видов жирорастворимых лекарств, которые легко достигают нашего мозга. Другие примеры - этанол, никотин, кофеин или героин.

- Молекулы с меньшим электрическим зарядом проходят барьер быстрее, чем молекулы с высоким зарядом.

Некоторые вещества могут проникать через гематоэнцефалический барьер. Прежде всего, через него проходят молекулы глюкозы, кислорода и аминокислот, которые необходимы для правильного функционирования мозга.

Аминокислоты, такие как тирозин, триптофан, фенилаланин, валин или лейцин, очень быстро проникают через гематоэнцефалический барьер. Многие из них являются предшественниками нейромедиаторов, синтезируемых в головном мозге.

Однако этот барьер исключает практически все большие молекулы и 98% всех лекарств, состоящих из малых молекул.

Именно поэтому возникают трудности с лечением заболеваний головного мозга, поскольку лекарства обычно не преодолевают барьер или не проходят в необходимых количествах. В некоторых случаях терапевтические агенты можно вводить непосредственно в мозг, чтобы обойти гематоэнцефалический барьер.

В то же время он предотвращает проникновение нейротоксинов и липофильных веществ через транспортер, регулируемый так называемым P-гликопротеином.

Круго-желудочковые органы

Как уже упоминалось, есть несколько областей мозга, где гематоэнцефалический барьер более слабый и проницаемый. Благодаря этому вещества легко достигают этих областей.

Благодаря этим областям мозг может контролировать состав крови. Внутри круго-желудочковых органов находятся:

- Шишковидная железа: это структура, расположенная внутри нашего мозга, между глазами. Это связано с нашими биологическими ритмами и важными гормональными функциями. Высвобождает мелатонин и нейроактивные пептиды.

- Нейрогипофиз: это задняя доля гипофиза. Он накапливает вещества из гипоталамуса, в основном нейрогормоны, такие как окситоцин и вазопрессин.

- Область последствий: как упоминалось выше, она вызывает рвоту, чтобы не допустить опьянения.

- Субфорний орган: он важен для регулирования жидкостей организма. Например, он играет важную роль в чувстве жажды.

- Сосудистый орган терминальной пластинки: также способствует жажде и балансу жидкости за счет высвобождения вазопрессина. Обнаруживает пептиды и другие молекулы.

- Срединное возвышение: это область гипоталамуса, которая регулирует переднюю долю гипофиза посредством взаимодействия между стимулирующими и ингибирующими гормонами гипоталамуса.

Условия, влияющие на гематоэнцефалический барьер

Возможно, что гематоэнцефалический барьер нарушен из-за различных заболеваний. Кроме того, когда этот барьер ослаблен, это может увеличить вероятность или ускорить начало нейродегенеративных расстройств.

- Гипертония или высокое кровяное давление: это может привести к изменению этого барьера и его проницаемости, что может быть опасно для нашего организма.

- Радиация: длительное воздействие радиации может ослабить гематоэнцефалический барьер.

- Инфекции: воспаление какой-либо части центральной нервной системы ослабляет этот барьер. Примером может служить менингит, заболевание, при котором мозговые оболочки (слои, которые окружают головной и спинной мозг) воспаляются различными вирусами и бактериями.

- Травма, ишемия, инсульт … могут вызвать прямое повреждение головного мозга, влияя на гематоэнцефалический барьер.

- Абсцесс головного мозга. Это связано с воспалением и скоплением гноя внутри головного мозга. Инфекция обычно исходит из уха, рта, носовых пазух и т. Д. Хотя это может быть следствием травмы или операции. В большинстве случаев требуется от 8 до 12 недель антибактериальной терапии.

- Рассеянный склероз: похоже, что у людей с этим заболеванием есть утечки через гематоэнцефалический барьер. Это приводит к тому, что слишком много белых кровяных телец достигает головного мозга, где они ошибочно атакуют миелин.

Миелин - это вещество, которое покрывает нервные клетки и позволяет нервным импульсам перемещаться быстро и эффективно. Если он разрушен, появляется прогрессирующее когнитивное и двигательное ухудшение.

Ссылки

1. Гематоэнцефалический барьер. (SF). Получено 22 апреля 2017 г. из Википедии: en.wikipedia.org.
2. Барьер крови и мозга («Держитесь подальше»). (SF). Получено 22 апреля 2017 г. с сайта Neuroscience for kids: faculty.washington.edu.
3. Барьер кровь-мозг. (2 июля 2014 г.). Получено с BrainFacts: brainfacts.org.
4. Карлсон, Н.Р. (2006). Физиология поведения 8-е изд., Мадрид: Пирсон.