Blood-brain barrier Det skyddande skiktet i hjärnan

I encephalon och hela nervsystemet är ett grundläggande organ för människan. Därför är den starkt skyddad av ben (skallen och ryggraden) och genom ett system av tre skikt av membran som kallas meninges. Säkerheten hos de olika delarna av hjärnan har förstärkts av miljontals år av evolution.

Men trots alla dessa faktorer kan vara avgörande när det gäller att skydda skallen av en stroke eller trauma kan inte vara tillräckligt för att skydda hjärnan från andra faror som virusinfektioner som kan få genom blodet. För att undvika sådana risker i möjligaste mån, Vi har en annan typ av skydd: blod-hjärnbarriären (BHE).

Upptäckten av BHE

redan medan tidigare misstänkt att det finns något som skilde innehållet i blod i blodsystemet och nervsystemet, skulle förverkligandet av detta faktum inte förrän 1885. En forskare vid namn Paul Ehrlich infört en tinktur i blodtillförseln ett djur och senare observera det Den enda punkten som inte färgades var centrala nervsystemet, och specifikt encephalon. Anledningen till detta måste relateras till ett skyddssystem som omringade området som om det var ett membran.

Senare en annan forskare, Edwin Goldman, skulle försöka omvända processen genom att färga cerebrospinalvätskan och observera att de enda färgade delarna motsvarade den nervösa vävnaden. Dessa experiment återspeglar förekomsten av något som ger en hög grad av blockering mellan nervsystemet och resten av kroppen, en något som år senare skulle kallas blodhjärnbarriär av Lewandowski och utforskas av ett stort antal experter.

Ett skydd mellan blodet och hjärnan

Blod-hjärnbarriären är ett litet lager av endotelceller, celler som ingår i blodkärlets vägg, belägen längs de flesta kapillärer som irrigerar hjärnan. Detta skikt har som sin huvudkaraktär sin höga impermeabilitet, vilket inte tillåter ett stort antal ämnen att passera från blodet till hjärnan och vice versa.

På detta sätt, BHE fungerar som ett filter mellan blod och nervsystem. Trots detta kan vissa ämnen som vatten, syre, glukos, koldioxid, aminosyror och några fler molekyler passera, med ogenomtränglighet är relativt.

Dess funktion som ett filter utförs genom både dess struktur, genom att begränsa facket mellan cellerna som utgör passagen till de olika substanserna och genom ämnesomsättningen för att nå den genom användningen av enzymer och transportörer. Det vill säga det har en fysisk fasett och en annan som är kemisk.

Fastän blod-hjärnbarriären i sig är ett lager av endotelceller, beror dess korrekta funktion också på andra typer av cellulära strukturer. Specifikt stöds det av celler som kallas pericytes, vilket ger strukturellt stöd och omsluter endotelcellerna samtidigt som de upprätthåller stabil blodkärlvägg, såväl som microglia.

De blinda fläckarna i BHE

Trots vikten har det när det gäller att skydda nervsystemet blod-hjärnbarriären det täcker inte hela hjärnan, eftersom den behöver ta emot och kunna avge några ämnen, liknande hormoner och neurotransmittorer. Förekomsten av denna typ av blinda fläckar är nödvändig för att säkerställa att organismen fungerar väl, eftersom det inte är möjligt att hålla hjärnan helt isolerad från vad som händer i resten av kroppen.

De områden som inte skyddas av denna barriär ligger runt den tredje hjärnkammaren och kallas kringkammarorgan. På dessa områden har kapillärerna ett fenestrerat endotel, med några öppningar eller accessor som tillåter flödet av ämnen från ena sidan av membranet till det andra.

Platser utan blod-hjärnbarriären är huvudsakligen av det neuroendokrina systemet och det autonoma nervsystemet, och en del av strukturerna för denna grupp cirkumventrikulära organ neurohypophysis, tallkottkörteln, vissa områden i hypotalamus, area postrema den vasculoso organ lamina termin och det subfornikala organet (nedanför fornix).

Korsar blod-hjärnbarriären

Som vi har sett är blod-hjärnbarriären permeabel, men på ett relativt sätt, eftersom det tillåter passage av vissa ämnen. Oavsett de platser där blod-hjärnbarriären inte är närvarande finns det en serie mekanismer genom vilka väsentliga komponenter för cellernas funktion kan gå igenom den.

Den vanligaste och mest använda mekanismen i den meningen är användningen av transportörer, i vilken elementet eller ämnet som skall transporteras är fäst vid en receptor som därefter kommer in i cytoplasman i endotelcellen. Än en gång separeras ämnet från receptorn och utsöndras på den andra sidan av själva endotelcellen.

En annan mekanism genom vilken ämnen korsar blod-hjärnbarriären är transcytos, process där en serie blåsor bildas i barriären genom vilken ämnen kan passera från en sida till den andra.

Transmembrana diffusion tillåter olika laddade joner kan röra sig genom blodhjärnbarriären, båda elektronisk laddning och koncentrationsgradienten så att ämnena på båda sidorna av barriären attraheras till varandra.

Slutligen, en fjärde mekanism genom vilken något ämne passerar in i hjärnan utan blod-hjärnbarriären ingriper är att hoppa över det direkt. Ett sätt att göra detta är att använda de sensoriska neuronerna, tvinga en omvänd överföring via nervens axon till sin soma. Det är den mekanism som används av sjukdomar som är kända som rabies.

Huvudfunktioner

Eftersom det redan har varit möjligt att se några av de egenskaper som gör blod-hjärnbarriären ett väsentligt element för nervsystemet, eftersom detta lager av endotelceller huvudsakligen uppfyller följande funktioner.

Huvudfunktionen hos blod-hjärnbarriären är den av skydda hjärnan från ankomsten av externa ämnen till den, förhindra passage av dessa element. På så sätt kan den stora majoriteten av molekyler som är externa mot nervsystemet i sig inte påverka den, vilket förhindrar att en stor del av virus- och bakterieinfektioner påverkar hjärnan.

Förutom denna defensiva funktion genom att blockera uppkomsten av skadliga element möjliggör dess närvaro också ett korrekt underhåll av neuronmiljön genom att konstant upprätthålla sammansättningen av den interstitiella vätskan som badar och upprätthåller cellerna.

En slutlig funktion av blod-hjärnbarriären är att metabolisera eller modifiera element för att få dem att passera mellan blod och nervvävnader utan att störa nervsystemet på ett oönskat sätt. Naturligtvis undviker vissa ämnen denna kontrollmekanism.

Ett terapeutiskt problematiskt skydd

Det faktum att blod-hjärnbarriären är så ogenomtränglig och inte tillåter ingången av de flesta av elementen är fördelaktig när hjärnfunktionen är korrekt och ingen typ av medicinsk eller psykiatrisk intervention behövs. Men i fall där externa åtgärder är nödvändiga på medicinsk eller farmakologisk nivå är detta hinder ett svårt att behandla.

Och är att mycket av de läkemedel som tillämpas på medicinsk nivå och skulle tjäna till att behandla en sjukdom eller infektion på andra ställen i kroppen är inte effektiva vid behandling av problem i hjärnan, till stor del på grund av blockerande verkan av barriären blod hjärna. Exempel på detta finns i läkemedel avsedda för att bekämpa tumörer, Parkinsons sjukdom eller demens.

För att fixa det i många fall är det nödvändigt att injicera substansen direkt i interstitiellvätskan, cirkumventrikulära organ såsom användning bana, att bryta barriären temporärt använder mikrobubblor till specifika punkter styrs av ultraljud eller använder kemiska sammansättningar själva kan passera blod-hjärnbarriären genom några av de mekanismer som beskrivs ovan.

Bibliografiska referenser:

• Ballabh, P. et al. (2004). Blod-hjärnbarriären: En översikt. Struktur, reglering och kliniska konsekvenser Neurobiol. Dis. 16: 1-13.
• Escobar, A. och Gomez, B. (2008). Blod-hjärnbarriär: Neurobiologi, kliniska konsekvenser och effekten av stress på dess utveckling. Rev. Mex. Neurci: 9 (5): 395-405.
• Interlandi, J. (2011). Korsa blod-hjärnbarriären. Anteckningar. Forskning och vetenskap.
• Pachter, J.S. et al. (2003). Blod-hjärnbarriären och dess roll i immunförmåga i centrala nervsystemet. J. Neuropath. Exper. Neurol. 62: 593-604.
• Purves, D .; Lichtman, J.W. (1985). Principer för neurell utveckling. Sunderland, Mass.: Sinauer Associates.
• Saladin, K. (2011). Mänsklig anatomi McGraw-Hill.