Hematoensefalik Bariyer Yapısı, İşlevleri ve Hastalıkları

kan beyin bariyeri (BHE), kanla beyin arasındaki yarı geçirgen bir duvardır. Beyin kan kılcal damarlarının duvarlarını oluşturan hücrelerden oluşur. Bu bariyer, merkezi sinir sisteminin nöronlarının vücudun geri kalanından kimyasal olarak izole edilmesini sağlar.

1908'de Tıpta Nobel Ödülü'nü kazanan Alman doktor Paul Ehrlich, kan-beyin bariyerinin varlığını gösterdi.

1878'de histolojik boyama üzerine bir tez yaptı. Ehrlich, bir farenin kan dolaşımına anilin adı verilen mavi bir boya enjekte etmeye çalıştı. Beyin ve omurilik dışındaki tüm dokuların mavi olduğunu buldu..

Bununla birlikte, aynı boyayı serebral ventriküllerin beyin omurilik sıvısına enjekte ederken, merkezi sinir sisteminin tamamı mavi renkle boyanmıştır..

Bu deney, beyin hücrelerinde (hücre dışı sıvı) kan ve sıvı arasında bir engel olduğunu göstermiştir: kan-beyin engeli.

Beyin, kendi güvenlik sistemine sahip olan tek organdır. Kan-beyin bariyeri sayesinde, diğer besinlerin girişini engellerken gerekli besinler ona ulaşabilir.

Bu bariyer, beyindeki kimyasalların giriş ve çıkışını kontrol ederek nöronların düzgün çalışmasını sağlar. Her ne kadar maalesef, bu engel yabancı maddelerin beyne geçişini engelleyecek kadar etkili davranmasına rağmen, normalde ilaçların buna ulaşmasını da engelliyor.

Her durumda, araştırma bu engeli aşmak için gerekli gereksinimleri olan ilaçları tasarlamaya devam ediyor.

Bununla birlikte, kan-beyin bariyeri bulunmayan vücudun bazı bölgeleri vardır. Bunlar dolaşımdaki organlar olarak bilinir..

Son olarak, kan-beyin bariyerinin açıklığını üreten belirli koşullar vardır. Bu, maddelerin serbestçe değiş tokuş edilmesini sağlar, böylece beyin işleyişi değiştirilebilir. Bunlardan bazıları inflamasyon, travmalar veya multipl skleroz gibi hastalıklardır..

Kan-beyin bariyerinin yapısı

Bazı maddeler bu engeli aşabilir, ancak diğerleri olamaz. Bu, seçici bir geçirgen bariyer olduğu anlamına gelir.

Vücudun büyük kısmında kan kılcal damarlarını oluşturan hücreler sıkıca bağlanmaz. Bunlara endotel hücreleri denir ve aralarında çeşitli maddelerin girip çıkabileceği yarıklar vardır. Böylece, elementler kan plazması ile organizmanın hücrelerini çevreleyen sıvı (hücre dışı sıvı) arasında değiştirilir..

Bununla birlikte, merkezi sinir sisteminde, kılcal damarlar bu yarıklara sahip değildir. Aksine, hücreler yakından bağlantılıdır. Bu, birçok maddenin kanı terk etmesini önler.

Bu engeli aşabilecek bazı somut maddeler olduğu doğrudur. Bunu, kılcal damarların duvarlarından taşıyan özel proteinlerle yaparlar..

Örneğin, glikoz taşıyıcıları bu maddenin beyne beyine yakıt vermesini sağlar. Ek olarak, bu taşıyıcılar toksik atık ürünlerin beyinde kalmasını önler.

Astrositler adı verilen glial (destekleyici) hücreler, beynin kan damarlarının etrafında toplanır ve kan-beyin bariyerinin gelişiminde önemli bir rol oynuyor gibi görünmektedir. Bunlar aynı zamanda iyonların beyinden kana taşınmasına katkıda bulunuyor gibi görünmektedir..

Öte yandan, sinir sisteminin diğerlerinden daha fazla kan-beyin bariyeri olan alanları vardır. Aşağıdaki bölüm bunun ne için olduğunu açıklıyor.

fonksiyonlar

İyi bir beyin fonksiyonu olması için, nöronların içindeki ve etrafındaki hücre dışı sıvının içindeki maddeler arasında bir dengenin sağlanması esastır. Bu mesajların hücreler arasında doğru şekilde iletilmesini sağlar.

Hücre dışı sıvının bileşenleri hafifçe değişse bile, bu iletim beyin fonksiyonunda değişikliklere yol açacak şekilde değişecektir.

Bu nedenle, kan-beyin engeli bu sıvının bileşimini düzenlemeye yarar. Örneğin, yediğimiz yiyeceklerin birçoğu, nöronlar arasındaki bilgi alışverişini değiştirebilecek kimyasal maddeler sunmaktadır. Kan-beyin bariyeri, bu maddelerin beyne ulaşmasını önler, iyi bir şekilde çalışmasını sağlar.

Kan-beyin bariyerinin sinir sistemi boyunca tek tip bir yapıya sahip olmadığını not etmek önemlidir. Diğerlerinden daha fazla geçirgenliğe sahip olduğu yerler var. Bu, başka yerlerde kabul edilmeyen maddelerin geçişine izin vermek için kullanışlıdır..

Bir örnek, beyin sapının postrema alanıdır. Bu bölge kusmayı kontrol eder ve çok daha geçirgen bir kan-beyin bariyerine sahiptir. Amacı, o bölgedeki nöronların kandaki toksik maddeleri hızlı bir şekilde tespit edebilmeleridir.

Bu nedenle, mideden gelen bazı zehirler dolaşım sistemine ulaştığında serebral tatlı alanı uyarır ve kusmaya neden olur. Bu şekilde organizma, zehirli içeriği, zararlı olmaya başlamadan önce mideden dışarı çıkarabilir..

Özet olarak, kan-beyin bariyerinin üç ana işlevi şunlardır:

- Beyni potansiyel olarak tehlikeli yabancı maddelerden veya beyin fonksiyonlarını değiştirebilecek şeylerden korur.

- Merkezi sinir sistemini, vücudun geri kalan kısmındaki hormonlardan ve sinir ileticilerinden koruyarak istenmeyen etkilerden kaçınır.

- Beynimizde sabit bir kimyasal dengeyi korur.

Kan-beyin bariyerini geçen maddeler?

Kan-beyin bariyerini geçmeye diğerlerinden daha duyarlı maddeler vardır. Aşağıdaki özelliklere sahip maddeler diğerlerinden daha kolay girerler:

- Küçük moleküller, kan-beyin bariyerini büyük moleküllerden çok daha kolay geçer.

- Yağda çözünen maddeler kan-beyin bariyerini kolayca geçerken, daha yavaş yapmayanlar veya geçmeyenler. Beynimize kolayca ulaşan bir tür lipitte çözünür ilaç barbitüratlardır. Diğer örnekler etanol, nikotin, kafein veya eroindir..

- Daha az elektrik yükü olan moleküller bariyeri yüksek yüke sahip olanlardan daha hızlı geçerler.

Bazı maddeler kan-beyin bariyerini geçebilir. Her şeyden önce, beynin düzgün çalışması için temel olan glukoz, oksijen ve amino asit moleküllerini geçerler..

Tirozin, triptofan, fenilalanin, valin veya lösin gibi amino asitler kan-beyin bariyerine çok hızlı bir şekilde girerler. Bunların çoğu beyinde sentezlenen nörotransmiterlerin öncüleridir..

Bununla birlikte, bu bariyer hemen hemen tüm büyük molekülleri ve küçük moleküllerden oluşan tüm ilaçların% 98'ini hariç tutar..

Bu nedenle beyin hastalıklarının tedavisi için zorluklar vardır, çünkü ilaçlar genellikle bariyeri geçmez veya gerekli miktarlarda değildir. Bazı durumlarda, kan-beyin bariyerini önlemek için terapötik ajanlar doğrudan beyine enjekte edilebilir.

Aynı zamanda, nörotoksinlerin ve lipofilik maddelerin glikoprotein P denilen bir taşıyıcı tarafından girilmesini önler.. 

Dolaşımdaki organlar

Belirtildiği gibi, kan-beyin bariyerinin en zayıf ve geçirgen olduğu birkaç beyin bölgesi vardır. Bu, maddelerin bu bölgelere kolaylıkla ulaşmasını sağlar.

Bu bölgeler sayesinde, beyin kan bileşimini kontrol edebilir. Circuventricular organların içinde:

- Epifiz bezi: beynimizin içinde gözler arasında bulunan bir yapıdır. Biyolojik ritimlerimiz ve önemli hormonal fonksiyonlarımızla ilgilidir. Melatonin ve nöroaktif peptidleri serbest bırakır.

- Nöropofiz: Hipofiz bezinin arka lobudur. Hipotalamustan, özellikle oksitosin ve vazopressin gibi nörohormonlardan gelen maddeleri depolar.

- Alan postrema: yukarıda belirtildiği gibi, sarhoş edici olmamızı önlemek için kusma üretir.

- Subfornikal organ: Vücut sıvılarının düzenlenmesinde esastır. Örneğin, susuzluk hissi konusunda önemli bir rolü vardır..

- Terminal laminasının vasküler organı: vazopressin salınımı yoluyla susuzluğa ve sıvı dengesine de katkıda bulunur. Peptitleri ve diğer molekülleri algılar.

- Eminence media: Hipotalamik uyarıcı ve inhibe edici hormonlar arasındaki etkileşimler yoluyla ön hipofizi düzenleyen bir hipotalamus bölgesidir..

Kan-beyin bariyerini etkileyen durumlar

Kan-beyin bariyerinin farklı hastalıklar nedeniyle değişmesi mümkündür. Ek olarak, bu bariyer zayıfladığında, olasılığın nörodejeneratif hastalıkların görünümünü arttırması veya hızlandırması mümkündür..

- Hipertansiyon veya yüksek tansiyon: Bu engelin değişmesine, geçirgen olmasına ve vücudumuz için tehlikeli olabilir..

- Radyasyon: radyasyona uzun süre maruz kalmak kan-beyin bariyerini zayıflatabilir.

- Enfeksiyonlar: Merkezi sinir sisteminin bir kısmının iltihabı bu engeli zayıflatır. Örnek olarak, beyin meningelerinin (beyni ve omuriliği çevreleyen tabakalar) çeşitli virüsler ve bakteriler tarafından iltihaplandığı bir hastalık olan menenjittir..

- Travma, iskemi, inme ... kan-beyin bariyerini etkileyen beyine doğrudan zarar verebilir.

- Beyin apsesi Beynin içinde iltihaplanma ve irin birikmesinden kaynaklanır. Enfeksiyon genellikle kulak, ağız, sinüs vb. Her ne kadar travma veya ameliyat sonucu olabilir. Çoğu durumda 8 ila 12 hafta antibakteriyel tedavi gerekir.

- Multipl skleroz: Bu hastalığı olan kişilerin kan-beyin bariyerinde sızıntı olduğu görülüyor. Bu, çok fazla beyaz kan hücresinin beyne ulaşmasına neden olur, burada yanlışlıkla miyeline saldırırlar.

Miyelin, sinir hücrelerini örten ve sinir uyarılarının hızlı ve etkili bir şekilde seyahat etmesini sağlayan bir maddedir. Yok edilirse, bilişsel ve ilerici bir motor bozulması ortaya çıkıyor.

referanslar

1. Kan Beyin bariyeri. (N.D.). 22 Nisan 2017 tarihinde Wikipedia'dan alındı: en.wikipedia.org.
2. Kan Beyin Bariyeri ("Dikkat Et"). (N.D.). 22 Nisan 2017'de Neuroscience'dan çocuklar için alındı: faculty.washington.edu.
3. Kan-Beyin Bariyeri. (2 Temmuz 2014). BrainFacts'ten alındı: brainfacts.org.
4. Carlson, N.R. (2006). Davranış Fizyolojisi 8. Ed. Madrid: Pearson.