Φράγμα αίματος-εγκεφάλου

ο Φράγμα αίματος-εγκεφάλου χρησιμεύει ως φυσικό φράγμα μεταξύ του κεντρικού νευρικού συστήματος (ΚΝΣ) και της κυκλοφορίας του αίματος. Επιτρέπει μόνο επιλεκτικές μαζικές μεταφορές. Οι διαταραχές του αιματοεγκεφαλικού φραγμού μπορούν να οδηγήσουν σε σοβαρές εγκεφαλικές παθήσεις.

Τι είναι το φράγμα του εγκεφάλου αίματος;

Ο φραγμός αίματος-εγκεφάλου διαχωρίζει τις περιβαλλοντικές συνθήκες στον εγκέφαλο και στην κυκλοφορία του αίματος. Πολύ περίπλοκες και λεπτομερείς διαδικασίες λαμβάνουν χώρα στον εγκέφαλο, η διαταραχή της οποίας θα είχε απρόβλεπτες συνέπειες. Το αιματοεγκεφαλικό φράγμα επομένως προστατεύει το ΚΝΣ από παθογόνα, δηλητήρια, αντισώματα, λευκοκύτταρα, από την επίδραση των νευροδιαβιβαστών στο αίμα και από αλλαγές στην τιμή του pH.

Ταυτόχρονα, πρέπει να διασφαλιστεί ότι το CNS παρέχεται με τα βασικά θρεπτικά συστατικά και ουσίες που είναι απαραίτητες για τη λειτουργία του. Το ίδιο ισχύει και για την απομάκρυνση των προϊόντων αποδόμησης από τον μεταβολισμό του εγκεφάλου. Επομένως, το φράγμα δεν είναι πλήρως ερμητικά σφραγισμένο, αλλά επιλεκτικά διαπερατό. Η μεταφορά σημαντικών ουσιών μεταξύ της κυκλοφορίας του αίματος και του εγκεφάλου ρυθμίζεται από παθητικές και ενεργές διεργασίες διάχυσης καθώς και από επιλεκτικές χημικές διεργασίες. Τα βασικά μόρια όπως το νερό, το οξυγόνο και τα σημαντικά θρεπτικά συστατικά μπορούν να περάσουν το φράγμα αίματος-εγκεφάλου χωρίς περιορισμούς.

Ανατομία & δομή

Ο φραγμός αίματος-εγκεφάλου αποτελείται από τα ενδοθηλιακά κύτταρα, τα περικύτταρα και τα αστροκύτταρα. Τα ενδοθηλιακά κύτταρα σχηματίζουν το εσωτερικό τοίχωμα των τριχοειδών αγγείων. Μεταξύ άλλων, αυτά τα κύτταρα ρυθμίζουν την ανταλλαγή ουσιών μεταξύ ιστού και αίματος.

Στο φράγμα αίματος-εγκεφάλου, τα ενδοθηλιακά κύτταρα έχουν τις λεγόμενες σφιχτές συνδέσεις. Αυτές είναι στενές ζώνες πρωτεϊνών μεμβράνης που συνδέουν τα ενδοθηλιακά κύτταρα τόσο σφιχτά που σχηματίζουν ένα στρώμα που είναι αδιαπέραστο από πολλές ουσίες. Μόνο πολύ μικρά μόρια μπορούν να διαχέονται μέσω αυτού του στρώματος. Η ανταλλαγή ουσιών μεταξύ του κυττάρου και του χώρου μεταξύ των κυττάρων αποτρέπεται σε μεγάλο βαθμό. Τα περικύτταρα, με τη σειρά τους, βρίσκονται στο εξωτερικό τοίχωμα των τριχοειδών αγγείων και είναι κύτταρα συνδετικού ιστού. Συνδέονται με τα ενδοθηλιακά κύτταρα μέσω διαύλων κυτταρικών κυττάρων, οι διασταυρώσεις κενού.

Η αλληλεπίδραση και των δύο τύπων κυττάρων μέσω αυτών των καναλιών ελέγχει το δυναμικό της μεμβράνης, το οποίο είναι υπεύθυνο για την επιλεκτική διάχυση των ουσιών. Ως τα λεγόμενα κύτταρα αράχνης, τα αστροκύτταρα αντιπροσωπεύουν την πλειονότητα των γλοιακών κυττάρων στο ΚΝΣ. Παρέχουν στους νευρώνες θρεπτικά συστατικά μέσω των επαφών τους με τα αιμοφόρα αγγεία. Στη μεμβράνη τους υπάρχουν υποδοχείς για νευροδιαβιβαστές.Επιπλέον, προκαλούν το φράγμα αίματος-εγκεφάλου μέσω της μεμβράνης limans glialis perivascularis (μια συνοριακή μεμβράνη που περιβάλλει τα αιμοφόρα αγγεία του εγκεφάλου) και ταυτόχρονα τη διατηρούν.

Λειτουργία & εργασίες

Εκτός από την προστατευτική του λειτουργία για το ΚΝΣ έναντι επιβλαβών επιδράσεων, το αιματοεγκεφαλικό φράγμα ρυθμίζει επίσης τις διαδικασίες μεταφοράς μεταξύ της κυκλοφορίας του αίματος και του εγκεφάλου. Υπάρχουν διάφορες φυσικές και χημικές διαδικασίες που ελέγχουν αυτήν τη μεταφορά. Οι περισσότερες από τις διαλυτές ουσίες που μπορούν ακόμη και να ξεπεράσουν αυτό το φράγμα περνούν μέσω της διάχυσης. Δεδομένου ότι το φράγμα αίματος-εγκεφάλου κλείνει σφιχτά από σφιχτούς κόμβους, η διάχυση δεν μπορεί να πραγματοποιηθεί μέσω διακυτταρικών ρωγμών όπως με άλλα όργανα.

Οι ουσίες μπορούν να μεταδοθούν μόνο μέσω των τριχοειδών αγγείων του εγκεφάλου μέσω διαμεμβρανικής μεταφοράς. Η ελεύθερη διάχυση είναι η απλούστερη μορφή αυτής της μεταφοράς. Τα μικρά λιπόφιλα μόρια μπορούν να διαχέονται παθητικά μέσω των κυτταρικών μεμβρανών των επιθηλίων και ακόμη και μέσω των στενών συνδέσεων. Τα μικρά πολικά μόρια, όπως το νερό, υπόκεινται σε διαπερατότητα μέσω διαύλου. Ορισμένες πρωτεΐνες διαύλου, οι ακουαπορίνες, μεσολαβούν στη μεταφορά νερού μέσω του φραγμού αίματος-εγκεφάλου και επομένως ρυθμίζουν την ισορροπία νερού του εγκεφάλου ταυτόχρονα. Για μεγάλα και πολικά, αλλά ζωτικά θρεπτικά μόρια, όπως γλυκόζη ή πολλά αμινοξέα, υπάρχουν ορισμένα μόρια μεταφοράς που διευκολύνουν τη διάχυση των αντίστοιχων ουσιών.

Δεδομένου ότι αυτές οι μορφές διάχυσης δεν απαιτούν ενέργεια, είναι παθητικές διαχύσεις. Ωστόσο, υπάρχουν επίσης ουσίες που μπορούν να μεταφερθούν μόνο με τη χρήση ATP, δηλαδή με την παροχή ενέργειας. Οι ενεργοί μεταφορείς είναι οι λεγόμενες «αντλίες» που χρησιμοποιούν ενέργεια για να μετακινήσουν τα υποστρώματα έναντι της βαθμίδας συγκέντρωσης. Επιλεγμένα μόρια διασχίζουν το φράγμα αίματος-εγκεφάλου με τη βοήθεια ειδικών υποδοχέων που είναι ειδικά υπεύθυνοι για τη μεταφορά τους.

Ασθένειες

Οι διαταραχές του αιματοεγκεφαλικού φραγμού μπορούν να οδηγήσουν σε διάφορες νευρολογικές ασθένειες. Οι αρχικές ασθένειες όπως ο σακχαρώδης διαβήτης, η φλεγμονή στον εγκέφαλο ή οι όγκοι του εγκεφάλου συχνά βλάπτουν αυτό το φράγμα.

Οι μακροπρόθεσμες συνέπειες είναι η εγκεφαλική βλάβη. Ορισμένα παθογόνα μπορούν να διασχίσουν το φράγμα αίματος-εγκεφάλου. Αυτό περιλαμβάνει τον ιό HI. Μερικά βακτήρια, όπως το Escherichia coli, μερικές φορές ξεπερνούν τους προστατευτικούς μηχανισμούς του φράγματος απελευθερώνοντας ειδικές τοξίνες. Όταν τα κύτταρα για την άμυνα του οργανισμού διασχίζουν το φράγμα αίματος-εγκεφάλου, μπορεί να αναπτυχθεί η κλινική εικόνα της σκλήρυνσης κατά πλάκας. Μελέτες έχουν δείξει ότι οι νευροεκφυλιστικές ασθένειες όπως η νόσος του Αλτσχάιμερ καθιστούν επίσης το φράγμα μεταξύ του εγκεφάλου και της κυκλοφορίας του αίματος διαπερατό.

Αυτό μπορεί να είναι το σημείο εκκίνησης για την εκτεταμένη κατάρρευση των εγκεφαλικών κυττάρων. Η κατάχρηση αλκοόλ είναι γνωστό ότι είναι ένας σημαντικός παράγοντας κινδύνου για νευρολογικές ασθένειες. Η χρόνια κατανάλωση αλκοόλ βλάπτει το φράγμα αίματος-εγκεφάλου με απρόβλεπτες συνέπειες. Οι λειτουργικές διαταραχές του φράγματος ευνοούν τις βακτηριακές λοιμώξεις και τις αυτοανοσολογικά επαγόμενες φλεγμονώδεις αντιδράσεις στον εγκέφαλο. Η κατάχρηση νικοτίνης είναι επίσης ένας παράγοντας κινδύνου σε σχέση με τη βλάβη στον αιματοεγκεφαλικό φραγμό.Η νικοτίνη προάγει καρδιαγγειακές παθήσεις, οι οποίες με τη σειρά τους επηρεάζουν σημαντικά την απόδοση του εγκεφάλου.

Οι καπνιστές διατρέχουν μεγαλύτερο κίνδυνο εμφάνισης βακτηριακής μηνιγγίτιδας. Η έρευνα έχει δείξει ότι η νικοτίνη αλλάζει τη δομή του φραγμού αίματος-εγκεφάλου. Οι πρωτεΐνες σφιχτής σύνδεσης διανέμονται διαφορετικά και δεν μπορούν πλέον να εκτελούν πλήρως τη λειτουργία τους. Συζητείται επίσης η επίδραση της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας στο φράγμα αίματος-εγκεφάλου. Είναι αποδεδειγμένες οι αρνητικές επιπτώσεις τους στην περιοχή megahertz έως gigahertz για υψηλή ενεργειακή πυκνότητα. Η υψηλή ενεργειακή πυκνότητα της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας οδηγεί σε μετρήσιμη θέρμανση στον προσβεβλημένο ιστό. Ο βαθμός στον οποίο η θέρμανση βλάπτει το φράγμα αίματος-εγκεφάλου δεν έχει ακόμη διερευνηθεί.

Μπορείτε να βρείτε το φάρμακό σας εδώ

Τυπικές και κοινές εγκεφαλικές παθήσεις

• άνοια
• Νόσος Creutzfeldt-Jakob
• Η μνήμη χάνει
• Εγκεφαλική αιμορραγία
• Μηνιγγίτιδα