Krvno-moždana barijera

Krvno-moždana barijera služi kao prirodna barijera između središnjeg živčanog sustava (CNS) i krvotoka. Omogućuje samo selektivni transport mase. Poremećaji krvno-moždane barijere mogu dovesti do ozbiljnih moždanih bolesti.

Što je krvna moždana barijera?

Krvno-moždana barijera razdvaja okolinske uvjete u mozgu i u krvotoku. U mozgu se odvijaju vrlo složeni i fino prilagođeni procesi, čije bi narušavanje imalo nepredvidive posljedice. Krvno-moždana barijera stoga štiti CNS od patogena, otrova, antitijela, leukocita, od utjecaja neurotransmitera u krvi i od promjena pH vrijednosti.

Istovremeno se mora osigurati da se CNS opskrbljuje osnovnim hranjivim tvarima i tvarima koje su potrebne za njegovo djelovanje. Isto vrijedi i za uklanjanje produkata razgradnje iz mozga metabolizma. Stoga pregrada nije potpuno hermetički zatvorena, već selektivno propusna. Transport važnih tvari između krvotoka i mozga reguliran je pasivnim i aktivnim difuzijskim procesima, kao i selektivnim kemijskim procesima. Esencijalne molekule poput vode, kisika i važnih hranjivih sastojaka mogu bez ograničenja proći krvno-mozak.

Anatomija i struktura

Krvno-moždana barijera sastoji se od endotelnih stanica, pericita i astrocita. Endotelne ćelije tvore unutarnji zidni sloj kapilara. Između ostalog, ove stanice reguliraju razmjenu tvari između tkiva i krvi.

U krvno-moždanoj barijeri endotelne stanice imaju takozvane uske spojeve. To su uske trake membranskih proteina koje tako čvrsto vezuju endotelne stanice da tvore sloj koji je nepropustan za mnoge tvari. Samo vrlo male molekule mogu difundirati kroz ovaj sloj. Razmjena tvari između stanice i prostora između stanica uvelike je spriječena. Periciti se pak nalaze na vanjskom zidu kapilara i stanice su vezivnog tkiva. Povezane su s endotelnim stanicama preko stanično-staničnih kanala, rasjek spaja.

Interakcija oba tipa stanica putem ovih kanala kontrolira membranski potencijal, koji je odgovoran za selektivnu difuziju tvari. Kao takozvane paukove stanice, astrociti predstavljaju većinu glijalnih stanica u CNS-u koji svojim kontaktima s krvnim žilama opskrbljuju neurone hranjivim tvarima. U njihovoj se membrani nalaze receptori za neurotransmitere.Oni također induciraju krvno-moždanu barijeru kroz membrana limitans glialis perivasis (graničnu membranu koja okružuje krvne žile mozga) i ujedno je održavaju.

Funkcija i zadaci

Osim zaštitne funkcije za CNS protiv štetnih utjecaja, krvno-moždana barijera regulira i transportne procese između krvotoka i mozga. Postoje različiti fizikalni i kemijski procesi koji kontroliraju ovaj transport. Kroz nju prolazi većina topljivih tvari koje mogu čak i savladati ovu barijeru. Budući da je krvno-moždana barijera čvrsto zatvorena uskim spojnicama, difuzija se ne može odvijati međućelijskim fisurama kao kod ostalih organa.

Tvari se mogu prenijeti preko kapilarnih žila mozga samo transmembranskim transportom. Slobodna difuzija je najjednostavniji oblik ovog transporta: Male lipofilne molekule mogu pasivno difundirati kroz stanične membrane epitelnih, pa čak i kroz uske spojeve. Male polarne molekule, poput vode, podložne su propusnosti posredovanom kanalom. Određeni proteinski kanali, akvaporini, posreduju transport vode kroz krvno-moždanu barijeru i na taj način reguliraju vodenu ravnotežu mozga u isto vrijeme. Za velike i polarne, ali vitalne molekule hranjivih tvari, poput glukoze ili mnogih aminokiselina, postoje određene transportne molekule koje olakšavaju difuziju odgovarajućih tvari.

Kako ovi oblici difuzije ne zahtijevaju nikakvu energiju, oni su pasivne difuzije. Međutim, postoje i tvari koje se mogu transportirati samo upotrebom ATP-a, tj. Opskrbom energijom. Aktivni transporteri su takozvane "pumpe" koje koriste energiju za pomicanje supstrata prema gradijentu koncentracije. Odabrane molekule prelaze krvno-moždanu barijeru uz pomoć posebnih receptora koji su posebno odgovorni za njihov transport.

bolesti

Poremećaji krvno-moždane barijere mogu dovesti do različitih neuroloških bolesti. Početne bolesti poput dijabetes melitusa, upale u mozgu ili moždanih tumora često oštećuju ovu barijeru.

Dugoročne posljedice su oštećenja mozga. Određeni patogeni mogu preći krvno-moždanu barijeru. To uključuje virus HI. Neke bakterije, poput Escherichia coli, ponekad svladavaju zaštitne mehanizme barijere oslobađanjem posebnih toksina. Kada stanice za vlastitu imunološku obranu tijela pređu krvno-moždanu barijeru, može se razviti klinička slika multiple skleroze. Studije su pokazale da neurodegenerativne bolesti poput Alzheimerove bolesti također čine barijeru između mozga i krvotoka propusnom.

Ovo bi moglo biti polazište za veliku propast moždanih stanica. Zlouporaba alkohola poznato je kao glavni faktor rizika za neurološke bolesti. Kronično konzumiranje alkohola oštećuje krvno-moždanu barijeru s nepredvidivim posljedicama. Funkcionalni poremećaji barijere pogoduju bakterijskim infekcijama i autoimunološki induciranim upalnim reakcijama u mozgu. Zlouporaba nikotina također je faktor rizika s obzirom na oštećenje krvno-moždane barijere.Nikotin potiče kardiovaskularne bolesti, koje zauzvrat imaju veliki utjecaj na rad mozga.

Pušači su izloženi većem riziku od razvoja bakterijskog meningitisa. Istraživanja su pokazala da nikotin mijenja strukturu krvno-moždane barijere. Proteini uskog spoja distribuiraju se različito i više ne mogu u potpunosti obavljati svoju funkciju. Također se raspravlja o utjecaju elektromagnetskog zračenja na krvno-moždanu barijeru. Dokazani su njihovi negativni zdravstveni učinci u rasponu megaherca do gigaherca za velike energetske gustoće. Visoka energetska gustoća elektromagnetskog zračenja dovodi do mjerljivog zagrijavanja u zahvaćenom tkivu. U kojoj mjeri zagrijavanje oštećuje krvno-moždanu barijeru tek treba istražiti.

Ovdje možete pronaći svoje lijekove

Tipične i uobičajene bolesti mozga

• demencija
• Creutzfeldt-Jakobova bolest
• Memorija propada
• Cerebralno krvarenje
• Meningitis