Što je krvno-moždana barijera?

Krvno-moždana barijera prisutna je u svim kralježnjacima. Prolazi između središnjeg živčanog i cirkulacijskog sustava. Zatim ćemo se pobliže osvrnuti na pojam kao što je "krvno-moždana barijera": što je to, koje zadatke obavlja.

Povijesni podaci

Prvi dokaz da postoji krvno-moždana barijera dobiven je Paul Ehrlich 1885. godine. Otkrio je da se boja ubrizgava u krvotok štakora, osim u sva tkiva i organe mozga. Ehrlich je sugerirao da se tvar tijekom intravenoznog davanja nije proširila u moždano tkivo zbog činjenice da nije bila povezana s njima. Ovaj je zaključak bio pogrešan. Godine 1909., Ehrlichova učenica, Goldman, utvrdila je da boja za tripan plavu ne prodire u mozak kada se daje intravenozno, ali mrlje ventrikularni vaskularni pleksus. Godine 1913. pokazao je da se ubrizgano kontrastno sredstvo u spinalnoj tekućini konja ili psa distribuira u tkiva leđne moždine i mozga, ali ne utječe na periferne organe i sustave. Na temelju rezultata eksperimenata, Goldman je sugerirao da između krvi i mozga postoji prepreka koja sprečava prodiranje neurotoksičnih spojeva.

Ljudska fiziologija

Mozak ima težinu koja je približno jednaka 2% mase cijelog tijela. Potrošnja kisika u središnjem živčanom sustavu je unutar 20% ukupnog volumena koji ulazi u tijelo. Mozak se razlikuje od ostalih organa najmanjom količinom hranjivih spojeva. Koristite samo anaerobnu glikolizu kako biste osigurali svoje energetske potrebe živčane stanice ne mogu. Kada prestanak protoka krvi u mozgu nastupi nakon nekoliko sekundi gubitak svijesti i nakon 10 minuta neuroni umiru. Ljudska fiziologija je strukturirana na takav način da se energetske potrebe moždanih struktura osiguravaju aktivnim transportom hranjivih tvari i kisika kroz BBB. Krvne žile CNS ima neke strukturne i funkcionalne značajke. To ih razlikuje od krvnih mreža drugih sustava i organa. Ove karakteristične značajke osiguravaju prehranu, održavanje homeostaze i izlučivanje otpadnih proizvoda.

Krvno-moždana barijera: fiziologija

Normalna aktivnost mozga je moguća samo pod biokemijskom i elektrolitnom homeostazom. Fluktuacije kalcija u krvi, pH i drugih pokazatelja ne bi trebale utjecati na stanje živčanog tkiva. Također bi ga trebalo zaštititi od prodora neurotransmitera koji cirkuliraju u krvi i sposobni su promijeniti aktivnost neurona. Strani agenti ne smiju ući u mozak: patogeni mikroorganizmi i ksenobiotici. Strukturna svojstva BBB-a doprinose činjenici da je ona također imunološka prepreka, jer je nepropusna za veliki broj antitijela, mikroorganizama i leukocita. Kršenja u krvno-moždanoj barijeri mogu uzrokovati oštećenje CNS-a. Mnoge neurološke patologije su posredno ili izravno povezane s oštećenjem BBB-a.

struktura

Kakva je struktura krvno-moždane barijere? Endotelne stanice djeluju kao glavni element. Krvno-moždana barijera također uključuje astrocite i pericite. U cerebralnim žilama postoje čvrsti kontakti između endotelnih stanica. Razmak između elemenata BBB je manji nego u drugim tkivima tijela. Endotelne stanice, astrociti i periciti djeluju kao strukturna osnova krvno-moždane barijere ne samo kod ljudi, već i kod većine kralježnjaka.

formacija

Do kraja dvadesetog stoljeća smatralo se da su novorođenče i embrij imali krvno-moždanu barijeru i da njezine funkcije nisu u potpunosti razvijene. Takvo prilično rašireno mišljenje bilo je zbog nekoliko neuspješnih iskustava. Tijekom pokusa, embriji i odrasle životinje su injicirani s bojama povezanim s proteinima ili drugim markerima. Prvi takvi pokusi provedeni su 1920. Markeri ubrizgani u embrije šire se kroz moždano tkivo i tekućinu leđne moždine. Kod odraslih životinja to nije uočeno. U procesu provođenja pokusa napravljene su neke pogreške. Konkretno, u nekim je pokusima korišteno previše boje, u drugima je povećan osmotski tlak. Posljedica toga je djelomična oštećenja u vaskularnoj stijenci, zbog čega se marker proširio kroz tkivo mozga. Uz ispravnu formulaciju iskustva, prolaz kroz krvno-moždanu barijeru nije uočen. U krvi embrija u velikom volumenu nalaze se molekule takvih spojeva kao transferin, alfa1-fetoprotein, albumin. Ove tvari nisu otkrivene, međutim, u izvanstaničnom prostoru moždanog tkiva, u embrionalnom endotelu, identificiran je P-glikoproteinski prijenosnik. To, pak, ukazuje na prisutnost krvno-moždane barijere u prenatalnom razdoblju.

propusnost

U procesu razvoja organizma uočava se poboljšanje BBB-a. Za polarizirane male molekule, na primjer, saharozu i inulin, propusnost krvno-moždane barijere kod novorođenčeta i embrija je značajno viša nego u odraslih. Sličan je učinak pronađen za ione. Prolazak inzulina i aminokiselina kroz krvno-moždanu barijeru je značajno ubrzan. To je vjerojatno zbog velike potrebe za rastom mozga. Istodobno, embrij ima barijeru između tkiva i cerebrospinalne tekućine - "kontakte pojasa" između elemenata ependime.

Mehanizmi prolaska kroz BBB

Postoje dva glavna načina za prevladavanje barijere:

• Hematogeni (glavni). U tom slučaju, tvari prolaze kroz protok krvi kroz zidove kapilara.
• Tekućina (po izboru). U tom slučaju, prodiranje tvari provodi se zajedno s cerebrospinalnom tekućinom. Likerni put djeluje kao srednja veza između glijalne (živčane) stanice i krvi.

Najlakši način za prodiranje kroz krvno-moždanu barijeru je prodrijeti u male molekule (kisik, na primjer) ili elemente koji su lako topljivi u komponentama lipidne membrane koje se nalaze u glijalnim stanicama (npr. Etanol). Kroz uporabu visoko specijaliziranih mehanizama za prevladavanje krvno-moždane barijere, kroz njih prodiru gljivice, bakterije i virusi. Primjerice, patogeni herpes prolaze kroz živčane stanice slabog organizma i ulaze u središnji živčani sustav.

Korištenje svojstava BBB u farmakologiji

Suvremeni učinkoviti lijekovi razvijaju se uzimajući u obzir propusnost krvno-moždane barijere. Na primjer, farmaceutska industrija proizvodi sintetičke analgetike na bazi morfija. No, za razliku od njega, lijekovi ne prolaze kroz BBB. Zbog toga lijekovi djelotvorno uklanjaju bolove, a da pacijent ne ovisi o morfiju. Postoje različiti antibiotici koji prodiru u krvno-moždanu barijeru. Mnogi od njih smatraju se nezamjenjivim u liječenju određenih infektivnih patologija. Treba imati na umu da predoziranje lijekovima može izazvati ozbiljne komplikacije - paralizu i smrt živaca. S tim u vezi, stručnjaci ne preporučaju antibiotike za samoliječenje.

Lijekovi prolaze kroz BBB

Krvno-moždana barijera karakterizirana je selektivnom permeabilnošću. Na primjer, neki od biološki aktivnih spojeva - kateholamina, na primjer, ne prolaze BBB. Ipak, postoje mala područja u blizini hipofize, epifize i brojna mjesta hipotalamusa gdje te tvari mogu prodrijeti kroz krvno-moždanu barijeru. Propisujući liječenje, liječnik uzima u obzir karakteristike BBB. Primjerice, u praktičnoj gastroenterologiji, propusnost barijere uzima se u obzir u procesu procjene intenziteta nuspojava određenih lijekova na probavni organi. U tom slučaju, pokušajte dati prednost lijekovima koji su gori proći kroz BBB. Što se tiče antibiotika, među dobro prodire kroz barijeru treba napomenuti lijek "Nifuratel". Također je poznat kao "McMiror". Pa prevladati BBB prokinetics prve generacije. Njima, osobito, nose takva sredstva kao što su "Bimaral", "Metoklopramid". Aktivna tvar u njima je bromoprid. BBB i pripravci sljedećih generacija prokinetika prolaze dobro. Među njima su i lijekovi kao što su Motilak, Motilium. U njima je aktivna tvar domperidon. Još gore prodiru krvno-moždanu barijeru lijekovi kao što su "Itomed" i "Ganaton". U njima je aktivna tvar itoprid. Najbolji stupanj prolaska kroz BBB uočen je u takvim lijekovima kao što su ampicilin i cefazolin. Također treba reći da je sposobnost prodiranja u krvno-moždanu barijeru u spojevima topljivim u mastima veća od sposobnosti spojeva topljivih u vodi.