Blod hjerne barrieren

Det Blod hjerne barrieren fungerer som en naturlig barriere mellem centralnervesystemet (CNS) og blodbanen. Det tillader kun selektiv massetransport. Forstyrrelser i blod-hjerne-barrieren kan føre til alvorlige hjernesygdomme.

Hvad er blodhjernebarrieren?

Blod-hjerne-barrieren adskiller miljøforholdene i hjernen og i blodomløbet. Meget komplekse og fint afstemte processer finder sted i hjernen, hvis forstyrrelse ville have uforudseelige konsekvenser. Blod-hjerne-barrieren beskytter derfor CNS mod patogener, giftstoffer, antistoffer, leukocytter, fra påvirkningen af ​​neurotransmittere i blodet og mod ændringer i pH-værdien.

Samtidig skal det sikres, at CNS leveres med de basale næringsstoffer og stoffer, der er nødvendige for dens funktion. Det samme gælder fjernelse af nedbrydningsprodukter fra hjernemetabolismen. Derfor er barrieren ikke helt hermetisk forseglet, men selektivt permeabel. Transporten af ​​vigtige stoffer mellem blodbanen og hjernen reguleres af passive og aktive diffusionsprocesser såvel som selektive kemiske processer. Væsentlige molekyler som vand, ilt og vigtige næringsstoffer kan passere blod-hjerne-barrieren uden begrænsning.

Anatomi & struktur

Blod-hjerne-barrieren består af endotelceller, pericytter og astrocytter. Endotelcellerne danner det inderste væglag af kapillærerne. Disse celler regulerer blandt andet udvekslingen af ​​stoffer mellem væv og blod.

I blod-hjerne-barrieren har endotelcellerne såkaldte stramme forbindelser. Dette er smalle bånd af membranproteiner, der forbinder endotelcellerne så tæt, at de danner et lag, der er uigennemtrængeligt for mange stoffer. Kun meget små molekyler kan diffundere gennem dette lag. Udveksling af stoffer mellem cellen og mellemrummet mellem cellerne forhindres stort set. Pericytterne er på sin side placeret på den ydre væg af kapillærerne og er bindevævsceller. Forbindes med endotelcellerne via celle-cellekanaler, mellemrumsforbindelserne.

Interaktionen mellem begge celletyper via disse kanaler styrer membranpotentialet, som er ansvarlig for den selektive diffusion af stoffer. Som såkaldte edderkopceller repræsenterer astrocytterne størstedelen af ​​gliacellerne i CNS.De forsyner neuronerne med næringsstoffer via deres kontakter med blodkarene. I deres membran er der receptorer for neurotransmittere.Derudover inducerer de blod-hjerne-barrieren gennem membrana limitans glialis perivascularis (en kantmembran, der omgiver hjerneens blodkar) og samtidig opretholder den.

Funktion & opgaver

Ud over dets beskyttende funktion for CNS mod skadelig påvirkning regulerer blod-hjerne-barrieren også transportprocesserne mellem blodbanen og hjernen. Der er forskellige fysiske og kemiske processer, der kontrollerer denne transport. De fleste af de opløselige stoffer, der endda kan overvinde denne barriere, passerer gennem den ved diffusion. Da blod-hjerne-barrieren er tæt lukket ved tætte forbindelser, kan diffusion ikke finde sted via intercellulære sprækker som med andre organer.

Stofferne kan kun overføres via hjernens kapillærbeholdere ved hjælp af transmembrantransport. Fri diffusion er den enkleste form for denne transport. Små lipofile molekyler kan passivt diffundere gennem cellemembranerne i epithelen og endda gennem de stramme forbindelser. Små polære molekyler, som vand, udsættes for kanalmedieret permeabilitet. Visse kanalproteiner, aquaporinerne, formidler transport af vand gennem blod-hjerne-barrieren og regulerer således hjernens vandbalance på samme tid. For store og polære, men vitale næringsstofmolekyler, såsom glukose eller mange aminosyrer, er der visse transportmolekyler, der letter diffusionen af ​​de tilsvarende stoffer.

Da disse former for diffusion ikke kræver nogen energi, er de passive diffusioner. Der er imidlertid også stoffer, der kun kan transporteres ved hjælp af ATP, dvs. ved at levere energi. Aktive transportører er såkaldte "pumper", der bruger energi til at bevæge underlagene mod koncentrationsgradienten. Udvalgte molekyler krydser blod-hjerne-barrieren ved hjælp af specielle receptorer, der er specifikt ansvarlige for deres transport.

sygdomme

Forstyrrelser i blod-hjerne-barrieren kan føre til forskellige neurologiske sygdomme. Indledende sygdomme som diabetes mellitus, betændelse i hjernen eller hjernesvulster beskadiger ofte denne barriere.

Langsigtede konsekvenser er hjerneskade. Visse patogener kan krydse blod-hjerne-barrieren. Dette inkluderer HI-virus. Nogle bakterier, såsom Escherichia coli, overvinder undertiden barriererens beskyttelsesmekanismer ved at frigive særlige toksiner. Når celler til kroppens eget immunforsvar krydser blod-hjerne-barrieren, kan det kliniske billede af multipel sklerose udvikle sig. Undersøgelser har vist, at neurodegenerative sygdomme, såsom Alzheimers sygdom, også gør barrieren mellem hjerne og blodbane gennemtrængelig.

Dette kan være udgangspunktet for den omfattende bortgang af hjernecellerne. Alkoholmisbrug er kendt for at være en vigtig risikofaktor for neurologiske sygdomme. Kronisk alkoholforbrug skader blod-hjerne-barrieren med uforudseelige konsekvenser. De funktionelle forstyrrelser ved barrieren favoriserer bakterielle infektioner og autoimmunologisk inducerede inflammatoriske reaktioner i hjernen. Misbrug af nikotin er også en risikofaktor med hensyn til skade på blod-hjerne-barrieren.Nikotin fremmer hjerte-kar-sygdomme, som igen har en stor indflydelse på hjernens ydeevne.

Rygere har en højere risiko for at udvikle bakteriel meningitis. Forskning har vist, at nikotin ændrer strukturen i blod-hjerne-barrieren. De tætte forbindelsesproteiner distribueres forskelligt og kan ikke længere udføre deres funktion fuldstændigt. Indflydelsen af ​​elektromagnetisk stråling på blod-hjerne-barrieren diskuteres også. Deres negative sundhedseffekter i området megahertz til gigahertz for høje energitettheter er påvist. Den høje energitæthed i den elektromagnetiske stråling fører til en målbar opvarmning i det berørte væv. I hvilket omfang opvarmning skader blod-hjerne-barrieren er endnu ikke undersøgt.

Du kan finde din medicin her

Typiske & almindelige hjernesygdomme

• demens
• Creutzfeldt-Jakob sygdom
• Hukommelsen bortfalder
• Hjerneblødning
• Meningitis