Barriera emato-encefalica

introduzione

La barriera emato-encefalica: molti probabilmente hanno già sentito questo termine e hanno un'idea approssimativa di cosa sia e a cosa serva.
Perché già il nome lo svela, è una barriera tra il flusso sanguigno e il cervello, più precisamente il liquido cerebrale (chiamato anche acqua nervosa, dal latino: Liquore).

Ma di cosa è fatta esattamente questa barriera, come funziona, cosa la trattiene e per cosa ne abbiamo bisogno comunque? Queste domande dovrebbero essere chiarite di seguito.

Generale

La barriera emato-encefalica è quindi una barriera tra i piccoli vasi sanguigni nel cervello e l'acqua nervosa.
L'acqua nervosa (lat. Liquore) è formato dal plesso coroideo e scorre attorno al sistema nervoso centrale (SNC), costituito dal cervello e dal midollo spinale. Questi sono circondati da tre meningi. L'acqua limpida come l'acqua scorre tra le meningi interne e medie, nel cosiddetto spazio subaracnoideo. Viene prodotto in aree più interne del cervello. Qui c'è un sistema di cavità, i cosiddetti ventricoli, in cui l'acqua nervosa si forma per filtrazione dal sangue.
In definitiva, tuttavia, il liquore contiene molte meno cellule e proteine ​​rispetto al sangue.
Ogni giorno si forma un nuovo liquore e allo stesso tempo il vecchio liquore viene riassorbito attraverso le vene o i vasi linfatici.

La funzione principale dell'acqua nervosa è quella di attutire il sistema nervoso centrale e quindi proteggerlo dalle influenze meccaniche esterne.
Inoltre, il fatto che il cervello nuoti nel liquore riduce significativamente il suo peso.
Inoltre, svolge un ruolo nella nutrizione delle cellule nervose.

La funzione della barriera emato-encefalica è quella di mantenere costante la composizione dell'acqua nervosa in modo che l'ambiente delle cellule nervose sia soggetto a meno fluttuazioni possibili. Ciò è possibile perché la barriera controlla lo scambio di sostanze tra sangue e liquore. Non consente il passaggio di sostanze nocive come veleni, agenti patogeni e ormoni. D'altra parte, lascia entrare sostanze nutritive come lo zucchero, i prodotti metabolici delle cellule nervose vengono rilasciati e possono essere trasportati attraverso il sangue al fegato e infine smaltiti.

Tuttavia, la barriera emato-encefalica non esiste in tutte le aree del cervello. Alcuni organi dipendono dal contatto con il sangue. Ad esempio, c'è un'area nel cervello che misura i componenti del sangue e, se necessario, se nel sangue sono presenti sostanze tossiche, innesca un riflesso del vomito.
Altri organi, a loro volta, producono ormoni che devono entrare nel sangue in modo che possano essere distribuiti nel corpo e avere il loro effetto altrove.

costruzione

La barriera emato-encefalica è semplicemente unnoi le pareti dei piccoli vasi cerebraliche sono strutturati in modo diverso qui rispetto al resto del corpo.
Svolgono un ruolo importante Cellule endoteliali. Queste sono le cellule che compongono le pareti dei minuscoli vasi sanguigni all'interno cervello modulo. Questi cosiddetti Capillari hanno - a differenza dei vasi più grandi in circolazione - solo uno parete monostrato.
Mentre le pareti delle grandi navi sono costituite da tre strati (due strati di tessuto connettivo e al centro uno strato di muscoli per regolare il diametro), i piccoli capillari hanno solo lo strato più interno - lo strato endoteliale. Queste cellule endoteliali sono un cosiddetto Lamina basale sopra (un sottile strato di proteine) e circondano la nave.

Nel resto del corpo, cioè fuori dal cervello, c'è l'endotelio dei vasi sanguigni non perfetto stretto. Rimangono piccoli spazi vuoti tra le cellule endoteliali.
In questo modo, acqua e soluti e per esempio Nutrienti dal sangue ai tessuti circostanti raggiungere.

Dentro il cervello tuttavia, le cellule endoteliali dei vasi formano quasi uno muro senza fessure. Le singole cellule endoteliali sono strettamente collegate l'una all'altra tramite le cosiddette giunzioni strette.
Questo strato endoteliale non può essere penetrato così facilmente, tranne che da sostanze liposolubiliche può diffondersi attraverso la membrana cellulare perché costituita dal grasso stesso, oppure attraverso meccanismi di trasporto attivi come pompe o canali.
I capillari sono incorporati nel tessuto del cervello Gli astrociti avvolto. Gli astrociti sono accanto al file neuroni (neuroni) il tipo di cellula più importante del cervello. Tra le altre cose, sono responsabili del nutrimento dei neuroni. I loro processi fanno anche parte della barriera emato-encefalica.

permeabilità

Nutrienti come zucchero (glucosio) o elettroliti Come sodio e potassio attivarsi attraverso il con l'ausilio di pompe o trasportatori endotelio gestito, l'acqua a sua volta può attraverso determinati canali (acquaporine) superare la barriera emato-encefalica.

Certo ormoni - particolarmente fatica- e Ormoni sessuali - può diffondersi attraverso la barriera emato-encefalica e influenzare il cervello.
Anche i gas liposolubili come ossigeno e diossido di carbonio può superare lo strato endoteliale senza strumenti speciali. Allo stesso modo altre sostanze liposolubili come alcool, nicotina e eroina. In questo modo, il file Sostanze che creano dipendenza lavorare nel cervello.
Più un farmaco è solubile nei grassi, più può penetrare nel SNC. Questi farmaci includono, ad esempio Farmaci psicotropi, anestesia-, dormire- e sedativi. A antibiotici d'altra parte, una scarsa liposolubilità (quindi invece una buona solubilità in acqua) rispettati come loro neurotossico siamo.

Tessuti che potenzialmente pericoloso poiché il cervello è sostenuto dalla barriera emato-encefalica.
Tuttavia, ci sono delle eccezioni. batteri e I virus quello innesca meningite, cioè meningite, o quello Virus dell'immunodeficienza umana (HIV) non può essere fermato dalla barriera.
Ancora altre sostanze che sono effettivamente necessarie nel SNC, ma che non possono nemmeno attraversare la barriera, devono essere rigenerate all'interno del cervello. Un esempio di una tale sostanza è colesterolo. Gli astrociti producono quindi essi stessi il colesterolo, essenziale per la produzione di Guaine mieliniche il neurone è (Le guaine di Mylin, a loro volta, sono un rivestimento indispensabile per le cellule nervose).

Un altro punto importante sono metastatico Cellule tumorali. Soprattutto le cellule di Carcinoma bronchiale (Cancro ai polmoni), Tumore al seno (Tumore al seno) e melanoma maligno (Cancro della pelle) cospargere hematogenous (così riguardo al sangue) nel cervello, nonostante la barriera emato-encefalica, dove sono presenti metastasi, ad es. tumori secondari può formarsi.
La barriera qui pone un problema perché consente il trattamento di chemioterapia raggiungere le metastasi più difficili.
Inoltre, la permeabilità della barriera emato-encefalica può essere ridotta da malattie tumorali, Infarti cerebrali, processi infiammatori o raro malattie genetiche (es. deficit dei canali sopra citati). Di conseguenza, le sostanze che dovrebbero essere effettivamente filtrate possono entrare nel liquore, oppure i nutrienti come il glucosio, di cui il cervello ha effettivamente bisogno, non lo raggiungono più.

Cambiamenti nella barriera emato-encefalica nella sclerosi multipla

I cambiamenti strutturali nell'area della barriera emato-encefalica portano a una perdita di integrità (intattezza della barriera emato-encefalica), che promuove lo sviluppo di varie malattie come la sclerosi multipla (SM).
Nella sclerosi multipla si verifica a causa di Crossover di varie cellule immunitarie (globuli bianchi e fagociti) nel cervello, a processi infiammatori e demielinizzanti nel sistema nervoso centrale (cervello e midollo spinale).
Questi processi demielinizzanti portano alla perdita o alla rottura della guaina mielinica (guaina mielinica delle cellule nervose nel sistema nervoso centrale, paragonabile all'isolamento di una linea), che porta a vari sintomi neurologici (come disturbi dell'acuità visiva).
L'esatto processo attraverso il quale globuli bianchi e fagociti attraversano la barriera emato-encefalica non è ancora completamente compreso. Un malfunzionamento è fondamentale per lo sviluppo della sclerosi multipla, che è caratterizzata, tra l'altro, da una ridotta formazione di contatti cellulari (paragonabile a una barriera densa).
Nel contesto della sclerosi multipla, le cellule specializzate della barriera emato-encefalica producono diversi tipi di molecole di segnalazione (molecole che mediano i processi). Con l'aiuto di questo, è possibile il passaggio di varie cellule immunitarie attraverso la barriera emato-encefalica nel cervello.

Informazioni generali sull'argomento possono essere trovate qui: sclerosi multipla

Cambiamenti nella barriera emato-encefalica da alcol

Oltre ai farmaci e ad alcuni farmaci, l'alcol è in grado di penetrare nella barriera del filtro selettivo del cervello, la barriera emato-encefalica.
L'alcol o il consumo eccessivo di alcol porta a un'integrità interrotta (intatta della barriera emato-encefalica), per cui il Sviluppo di malattie neurodegenerative (in cui le cellule nervose muoiono), è favorito.
Il consumo regolare di alcol e dei suoi prodotti metabolici lo portano cambiamenti strutturali nella barriera emato-encefalica.
Ciò significa che il consumo regolare ed eccessivo di alcol rende la barriera del filtro selettivo più permeabile alle sostanze tossiche e patogene. Ciò determina cambiamenti strutturali e funzionali nel sistema nervoso centrale (cervello e midollo spinale).

Cambiamenti nella barriera emato-encefalica causati dai farmaci

Nonostante la funzione protettiva selettiva della barriera emato-encefalica contro la penetrazione di sostanze non endogene nel cervello attraverso il sangue, è possibile che alcune sostanze superino il filtro selettivo della barriera emato-encefalica.
Oltre a droghe e alcol, alcuni farmaci sono anche in grado di attraversare la barriera emato-encefalica. Il gruppo di farmaci che possono penetrare nella barriera ematoencefalica comprende antidepressivi, antiepilettici (come gabapentin) e il precursore della sostanza messaggera dopamina, L-dopa (levodopa). La dopamina è una sostanza messaggera che è in parte responsabile dei sentimenti di felicità o concentrazione, per esempio.
La dopamina è utilizzata principalmente per il trattamento farmacologico terapeutico della malattia di Alzheimer e, nella sua forma attuale, non può attraversare la barriera emato-encefalica. Per trasportare la dopamina attraverso la barriera emato-encefalica nel cervello, si usa un precursore della dopamina, L-dopa (levodopa). Una volta nel cervello, la L-Dopa viene convertita in dopamina dalle stesse molecole del corpo per sviluppare il suo effetto.
Superamento della barriera emato-encefalica e miglioramento della permeabilità della barriera emato-encefalica per farmaci per il trattamento di malattie neurodegenerative come l'Alzheimer o la sclerosi laterale amiotrofica (COME), è ancora un argomento attuale della ricerca medica.

Conclusione

La barriera ematoencefalica è quindi indispensabile per questo sicurezza e Manutenzione funzionale dei neuroni. A volte diventa il file Efficacia dei farmaci difficile. Se non funziona correttamente, può portare a un numero deficit neurologici condurre.