ASINS-SMADZEŅU BARJERA: STRUKTŪRA, FUNKCIJAS, SLIMĪBAS - GEOGRAFÍA - 2025

Asins-smadzeņu barjera ir puscaurlaidīgs siena starp asinīs un smadzenēs. To veido šūnas, kas veido smadzeņu asins kapilāru sienas. Šī barjera ļauj centrālās nervu sistēmas neironus ķīmiski izolēt no pārējā ķermeņa.

Smadzenes ir vienīgais orgāns, kuram ir sava drošības sistēma. Pateicoties hematoencefāliskajai barjerai, būtiskas barības vielas to var sasniegt, vienlaikus bloķējot citu vielu iekļūšanu.

1. tipa atrocīti ap smadzeņu kapilāriem

Šī barjera kalpo neironu pareizas darbības uzturēšanai, kontrolējot ķimikāliju iekļūšanu smadzenēs un izeju no tām. Diemžēl šī barjera darbojas tik efektīvi, bloķējot svešu vielu nokļūšanu smadzenēs, ka tā parasti arī neļauj medikamentiem nokļūt smadzenēs.

Jebkurā gadījumā pētījumi turpina izstrādāt zāles, kurām ir nepieciešamās prasības, lai iekļūtu šajā barjerā. Tomēr ir daži ķermeņa reģioni, kur nav asins-smadzeņu barjeras; tos sauc par ciruventrikulāriem orgāniem.

Visbeidzot, ir daži apstākļi, kas rada asins-smadzeņu barjeras atvēršanu. Tas ļauj brīvi apmainīties ar vielām, lai varētu mainīt smadzeņu darbību. Daži no tiem ir iekaisums, trauma vai slimības, piemēram, multiplā skleroze.

Asins-smadzeņu barjeras struktūra

Asins-smadzeņu barjera starp smadzenēm un asinīm

Dažas vielas var iziet caur šo barjeru, bet citas nevar, kas nozīmē, ka tā ir selektīvi caurlaidīga barjera.

Lielajā ķermeņa daļā šūnas, kas veido asins kapilārus, nav cieši pieķērušās. Tās sauc par endotēlija šūnām, un starp tām ir spraugas, caur kurām dažādas vielas var iekļūt un iziet. Tādējādi elementi tiek apmainīti starp asins plazmu un šķidrumu, kas apņem ķermeņa šūnas (ārpusšūnu šķidrums).

Tomēr centrālajā nervu sistēmā kapilāros nav šo izciļņu. Drīzāk šūnas ir cieši adītas. Tas neļauj daudzām vielām iziet no asinīm.

Ir taisnība, ka ir dažas īpašas vielas, kuras var šķērsot šo barjeru. Viņi to dara, izmantojot īpašus proteīnus, kas tos transportē caur kapilāru sienām.

Piemēram, glikozes transportētāji ļauj glikozei iekļūt smadzenēs, lai nodrošinātu degvielu. Turklāt šie pārvadātāji novērš toksisko atkritumu nonākšanu smadzenēs.

Glia (atbalsta) šūnas, ko sauc par astrocītiem, sagrupējas ap smadzeņu asinsvadiem un, šķiet, spēlē svarīgu lomu asins-smadzeņu barjeras attīstībā. Šķiet, ka tie veicina jonu transportēšanu no smadzenēm uz asinīm.

No otras puses, ir dažas nervu sistēmas zonas, kurām ir caurlaidīgāka hematoencefāliskā barjera nekā citās. Nākamajā sadaļā izskaidrots, kam tas domāts.

Iespējas

Lai smadzenes darbotos pareizi, ir svarīgi saglabāt līdzsvaru starp vielām neironos un ārpusšūnu šķidrumā, kas atrodas ap tiem. Tas ļauj ziņojumus pareizi pārsūtīt starp šūnām.

Ja ārpusšūnu šķidruma komponenti pat nedaudz mainās, šī pārnešana tiks mainīta, izraisot smadzeņu darbības izmaiņas.

Tāpēc asins-smadzeņu barjera darbojas, regulējot šī šķidruma sastāvu. Piemēram, daudzi pārtikas produkti, ko mēs ēdam, satur ķīmiskas vielas, kas varētu mainīt informācijas apmaiņu starp neironiem. Asins-smadzeņu barjera neļauj šīm vielām nokļūt smadzenēs, saglabājot labu darbību.

Svarīgi ir tas, ka hematoencefāliskajai barjerai nav vienotas struktūras visā nervu sistēmā. Ir vietas, kur tas ir caurlaidīgāks nekā citi. Tas ir noderīgi, lai atļautu tādu vielu pāreju, kuras citās vietās nav laipni gaidītas.

Piemērs ir smadzeņu stumbra zonas postem. Šis reģions kontrolē vemšanu, un tam ir daudz caurlaidīgāka asins-smadzeņu barjera. Tās mērķis ir tāds, ka neironi šajā apgabalā var ātri noteikt toksiskas vielas asinīs.

Tādējādi, kad kāda inde, kas nāk no kuņģa, nonāk asinsrites sistēmā, tā stimulē post-smadzeņu zonu, izraisot vemšanu. Šādā veidā ķermenis var izvadīt indīgu saturu no kuņģa, pirms tas sāk būt kaitīgs.

Kopumā trīs galvenās asins-smadzeņu barjeras funkcijas ir:

- Aizsargā smadzenes no potenciāli bīstamām svešām vielām vai tām, kas varētu mainīt smadzeņu darbību.

- Aizsargā un atdala centrālo nervu sistēmu no hormoniem un neirotransmiteriem, kas atrodas pārējā ķermenī, izvairoties no nevēlamām sekām.

- Uztur nemainīgu ķīmisko līdzsvaru mūsu smadzenēs.

Kādas vielas šķērso asins smadzeņu barjeru?

Dažas vielas ir jutīgākas nekā citas, lai šķērsotu hematoencefālisko barjeru. Vielas ar šādām īpašībām iekļūst vieglāk nekā citas:

- Mazas molekulas daudz vieglāk šķērso hematoencefālisko barjeru nekā lielās.

- Taukos šķīstošās vielas viegli šķērso hematoencefālisko barjeru, savukārt tās, kuras to nedara lēnāk vai nespēj to šķērsot. Viens no taukos šķīstošo zāļu veidiem, kas viegli nonāk mūsu smadzenēs, ir barbiturāti. Citi piemēri ir etanols, nikotīns, kofeīns vai heroīns.

- molekulas ar mazāku elektrisko lādiņu šķērso barjeru ātrāk nekā tās, kurām ir liels lādiņš.

Dažas vielas var šķērsot hematoencefālisko barjeru. Pirmām kārtām caur to iziet glikozes, skābekļa un aminoskābju molekulas, kas ir būtiskas pareizai smadzeņu darbībai.

Aminoskābes, piemēram, tirozīns, triptofāns, fenilalanīns, valīns vai leicīns, ļoti ātri nonāk asins-smadzeņu barjerā. Daudzi no tiem ir smadzenēs sintezēto neirotransmiteru priekšgājēji.

Tomēr šī barjera izslēdz praktiski visas lielās molekulas un 98% no visām zālēm, kuras sastāv no mazām molekulām.

Tāpēc smadzeņu slimību ārstēšanā ir grūtības, jo zāles parasti nepārsniedz barjeru vai to nedara vajadzīgajā daudzumā. Atsevišķos gadījumos terapeitiskos līdzekļus var ievadīt tieši smadzenēs, lai apietu asins-smadzeņu barjeru.

Tajā pašā laikā tas novērš neirotoksīnu un lipofīlo vielu iekļūšanu caur transportētāju, ko regulē tā sauktais P-glikoproteīns.

Asinsrites orgāni

Kā minēts, ir vairāki smadzeņu reģioni, kur asins-smadzeņu barjera ir vājāka un caurlaidīgāka. Tas liek vielām viegli sasniegt šos reģionus.

Pateicoties šīm jomām, smadzenes var kontrolēt asins sastāvu. Cirkulējošos orgānos ietilpst:

- Priedes dziedzeris: tā ir struktūra, kas atrodas mūsu smadzenēs, starp acīm. Tas ir saistīts ar mūsu bioloģiskajiem ritmiem un svarīgām hormonālajām funkcijām. Atbrīvo melatonīnu un neiroaktīvos peptīdus.

- Neirohipofīze: tā ir hipofīzes aizmugurējā daiva. Tas uzglabā vielas no hipotalāma, galvenokārt neirohormonus, piemēram, oksitocīnu un vazopresīnu.

- Pēcspēles zona: kā minēts iepriekš, tas izraisa vemšanu, lai novērstu mūsu reibumu.

- Subforniskais orgāns: tas ir būtisks ķermeņa šķidrumu regulēšanā. Piemēram, tai ir liela nozīme slāpju sajūtā.

- Terminālā apakšstilba asinsvadu orgāns: arī veicina slāpju un šķidruma līdzsvaru, atbrīvojot vazopresīnu. Atklāj peptīdus un citas molekulas.

- Vidējā izdalīšanās: tā ir hipotalāmu zona, kas regulē hipofīzes priekšējo daļu, mijiedarbojoties starp stimulējošiem un kavējošiem hipotalāma hormoniem.

Apstākļi, kas ietekmē hematoencefālisko barjeru

Iespējams, ka dažādu slimību dēļ tiek traucēta asins smadzeņu barjera. Arī tad, kad šī barjera ir novājināta, tā var palielināt neirodeģeneratīvo traucējumu rašanās varbūtību vai paātrināt to rašanos.

- Hipertensija vai paaugstināts asinsspiediens: tas var mainīt šo barjeru, kļūt caurlaidīgai, kas var būt bīstama mūsu ķermenim.

- Radiācija: ilgstoša starojuma iedarbība var vājināt hematoencefālisko barjeru.

- Infekcijas: kādas centrālās nervu sistēmas daļas iekaisums padara šo barjeru vājāku. Kā piemēru var minēt meningītu - slimību, kurā smadzeņu smadzenes (slāņi, kas apņem smadzenes un muguras smadzenes) iekaisuši dažādi vīrusi un baktērijas.

- Trauma, išēmija, insults … var izraisīt tiešus smadzeņu bojājumus, ietekmējot hematoencefālisko barjeru.

- smadzeņu abscess. Tas ir saistīts ar iekaisumu un strutas uzkrāšanos smadzenēs. Infekcija parasti rodas no auss, mutes, deguna blakusdobumu utt. Lai gan tas var būt traumas vai operācijas sekas. Vairumā gadījumu ir nepieciešamas antibakteriālas terapijas no 8 līdz 12 nedēļām.

- multiplā skleroze: šķiet, ka cilvēkiem ar šo slimību ir asins-smadzeņu barjeras noplūde. Tas izraisa pārāk daudz balto asins šūnu nokļūšanu smadzenēs, kur tās kļūdaini uzbrūk mielīnam.

Mielīns ir viela, kas pārklāj nervu šūnas un ļauj nervu impulsiem ātri un efektīvi ceļot. Ja tas tiek iznīcināts, parādās progresējoša kognitīvā un motora pasliktināšanās.

Atsauces

1. Asins smadzeņu barjera. (sf). Saņemts 2017. gada 22. aprīlī no Wikipedia: en.wikipedia.org.
2. Asins smadzeņu barjera ("Keep Out"). (sf). Saņemts 2017. gada 22. aprīlī no neirozinātnes bērniem: fakultāte.washington.edu.
3. Asins-smadzeņu barjera. (2014. gada 2. jūlijs). Izgūts no BrainFacts: brainfacts.org.
4. Karlsons, NR (2006). Uzvedības fizioloģija 8. izdevums Madride: Pīrsons.