Krevní mozková bariéra

Krevní mozková bariéra je nesmírně důležitá pro zajištění homeostázy mozku, ale mnoho otázek týkajících se její tvorby se stále ještě nedá zcela pochopit. Ale již nyní je zcela jasné, že BBB je nejvýraznější v rozlišování, složitosti a hustotě histohematologické bariéry. Jeho hlavní strukturní a funkční jednotkou jsou endotelové buňky kapilár mozku.

Metabolismus mozku, stejně jako žádný jiný orgán, závisí na látkách, které přicházejí s krevním řečištěm. Četné krevní cévy poskytující práci nervového systému se vyznačují skutečností, že proces pronikání látek skrze jejich stěny je selektivní. Endotelové buňky kapilár mozku jsou spojeny kontinuálním kontinuálním kontaktem, takže látky mohou procházet pouze buňkami samotnými, ale nikoliv mezi nimi. Gliální buňky, druhá složka hematoencefalické bariéry, přilnou k vnějšímu povrchu kapilár. Ve vaskulárních plexusech komor mozku je anatomickým základem bariéry epiteliální buňky, také těsně spojené. V současné době je bariéra krev-mozek se nepovažuje za anatomické a morfologické a funkční jako formace schopný selektivně procházet, a v některých případech a dodána do nervových buněk pomocí aktivních transportních mechanismů na různé molekuly. Bariéra tak provádí regulační a ochranné funkce

V mozku existují struktury, ve kterých je oslabena hematoencefalická bariéra. To především, hypothalamus, stejně jako celá řada útvarů ve spodní části 3. A 4. Komor - zadní okno (oblast postrema), subfornical subkomissuralny a orgánů, jakož i epifýza. Integrita BBB je narušena ischemickými a zánětlivými lézemi mozku.

Krevní mozková bariéra se považuje za konečně vytvořenou, když vlastnosti těchto buněk splňují dvě podmínky. Za prvé, rychlost endocytózy v kapalné fázi (pinocytóza) v nich by měla být extrémně nízká. Za druhé, mezi buňkami musí být vytvořeny specifické husté kontakty, pro které je charakteristický velmi vysoký elektrický odpor. Dosahuje hodnoty 1000-3000 ohm / cm ² pro kapilární pial a od roku 2000 do 8000 0m / cm2 po dobu intraparenchymatózních mozkových kapilár. Pro porovnání: průměrná hodnota transendoteliálního elektrického odporu kapilár skeletálního svalu je pouze 20 ohmů / cm2.

Propustnost hematoencefalické bariéry pro většinu látek je z velké části určována jejich vlastnostmi, stejně jako schopnostmi neuronů syntetizovat tyto látky samy o sobě. Mezi látky, které mohou překonat tuto bariéru, patří především kyslík a oxid uhličitý, stejně jako různé kovové ionty, glukóza, esenciální aminokyseliny a mastné kyseliny nezbytné pro normální fungování mozku. Přeprava glukózy a vitamínů se provádí pomocí vektorů. Současně má D- a L-glukóza různou míru penetrace bariérou - v první je více než 100krát vyšší. Glukóza hraje hlavní roli jak v energetickém metabolismu mozku, tak v syntéze řady aminokyselin a bílkovin.

Vedoucím faktorem pro fungování hematoencefalické bariéry je úroveň metabolismu nervových buněk.

Neurony jsou opatřeny potřebnými látkami nejen pomocí vhodných krevních kapilár, ale také s procesy měkkých a arachnoidních skořápků, nad nimiž cirkuluje mozkomíšní moč. Cerebrospinální tekutina se nachází v dutině lebky, v komorách mozku a v mezích mezi membránami mozku. U lidí je jeho objem asi 100-150 ml. V důsledku cerebrospinální tekutiny se udržuje osmotická rovnováha nervových buněk a odstraňují se metabolické produkty toxické pro nervovou tkáň.

Způsoby výměny mediátorů a role hematoencefalické bariéry v metabolismu (na: Shepherd, 1987) 

Průchod látek hematoencefalickou bariérou závisí nejen na propustnosti cévní stěny (molekulová hmotnost, náboj a lipofilnost látky), ale také na přítomnosti nebo nepřítomnosti aktivního transportního systému.

Stereospecifický inzulín-nezávislý glukózový transportér (GLUT-1), který zajišťuje přenos této látky přes hematoencefalickou bariéru, je bohatý na endotelové buňky kapilár mozku. Aktivita tohoto transportéru může zajistit dodávání glukózy v množství 2-3krát, které vyžaduje mozku za normálních podmínek.

Charakteristika transportních systémů hematoencefalické bariéry (po: Pardridge, Oldendorf, 1977)

Přenosné připojení	Primární substrát	Km, mM	Vmax nmol / min * g
Hexózy	Glukóza	9.	1600
Monokarboxylové kyseliny	Laktát	1.9	120
Neutrální aminokyseliny	Fenylalanin	0,12	30
Základní aminokyseliny	Lysin	0,10	6.
Amen	Holín	0,22	6.
Purines	Adenin	0,027	1
Nukleosidy	Adenosin	0,018	0,7

U dětí s narušením fungování tohoto transportéru dochází k významnému poklesu hladiny glukózy v mozkomíšním moku a narušení vývoje a fungování mozku.

Monokarboxylové kyseliny (L-laktát, acetát, pyruvát), stejně jako ketonové tělesa se přepravují pomocí samostatných stereospecifických systémů. Přestože intenzita jejich transportu je nižší než transport glukózy, jsou důležitým metabolickým substrátem u novorozenců a na půstu.

Přeprava cholinu do centrálního nervového systému je zprostředkována nosičem a může být regulována rychlostí syntézy acetylcholinu v nervovém systému.

Vitamíny nejsou syntetizovány mozkem a jsou dodávány z krve pomocí speciálních transportních systémů. Navzdory skutečnosti, že tyto systémy mají poměrně nízkou transportní aktivitu, mohou za normálních podmínek zajistit transport potřebného množství vitamínů pro mozku, ale jejich nedostatek v potravinách může vést k neurologickým poruchám. Některé plazmatické proteiny mohou také proniknout do hematoencefalické bariéry. Jedním ze způsobů jejich proniknutí je transcytóza, zprostředkovaná receptory. Inzulín, transferrin, vazopresin a růstový faktor podobný inzulínu pronikají do bariéry. Endotelové buňky kapilár mozku mají specifické receptory pro tyto proteiny a jsou schopné provádět endocytózu komplexu protein-receptor. Je důležité, že v důsledku následných událostí se komplex rozpadne, intaktní protein se může uvolnit na protilehlé straně buňky a receptor se opět vloží do membrány. U polykationických proteinů a lektinů je metodou penetrace BBB také transcytóza, ale není spojena s působením specifických receptorů.

Mnoho neurotransmiterů přítomných v krvi není schopno proniknout do BBB. Tak, dopamin nemá tuto schopnost, zatímco L-Dopa proniká BBB pomocí neutrální dopravní systém aminokyselin. Kromě toho, kapilární buňky obsahují enzymy metabolizujících neurotransmiterů (cholinesterázy, GABA-transaminázy aminopeptidázy et al.), Léčiva a toxických látek, který poskytuje nejen ochranu mozku z krve cirkulující neurotransmiterů, ale také na toxiny.

GEB se také podílí na nosičích proteinech, které přepravují látky z endotelových buněk kapilár mozku do krve a zabraňují jejich pronikání do mozku, například b-glykoproteinu.

Během ontogeneze se výrazně mění rychlost přenosu různých látek prostřednictvím BBB. Proto je rychlost přenosu b-hydroxybutyrátu, tryptofanu, adeninu, cholinu a glukózy u novorozenců významně vyšší než u dospělých. To odráží poměrně vyšší potřebu vyvinutého mozku v energetických a makromolekulárních substrátech.

[1], [2], [3], [4], [5]