อุปสรรคเลือดสมองชั้นป้องกันของสมอง

ใน encephalon และระบบประสาททั้งหมดเป็นอวัยวะพื้นฐานสำหรับมนุษย์ ดังนั้นมันจึงได้รับการปกป้องอย่างมากจากกระดูก (กะโหลกและกระดูกสันหลัง) และโดยระบบของเยื่อหุ้มสามชั้นที่เรียกว่าเยื่อหุ้มสมอง ความปลอดภัยของส่วนต่าง ๆ ของสมองได้รับการเสริมด้วยวิวัฒนาการหลายล้านปี.

อย่างไรก็ตามในขณะที่องค์ประกอบทั้งหมดเหล่านี้อาจจำเป็นในการปกป้องกะโหลกศีรษะจากการชกหรือการบาดเจ็บ แต่อาจไม่เพียงพอที่จะปกป้องสมองจากอันตรายประเภทอื่นเช่นการติดเชื้อไวรัสที่สามารถผ่านเลือด เพื่อหลีกเลี่ยงอันตรายประเภทนี้ให้ได้มากที่สุด, เรามีการป้องกันอีกประเภทหนึ่ง: กำแพงเลือดสมอง (BHE).

การค้นพบ BHE

แม้ว่าการมีอยู่ของสิ่งที่แยกเนื้อหาของเลือดที่มีอยู่ในระบบเลือดและระบบประสาทที่ถูกสงสัยก่อนหน้านี้การยืนยันความจริงข้อนี้จะไม่มาถึงจนถึงปี 1885 นักวิจัยชื่อ Paul Ehrlich จะแนะนำสีในปริมาณเลือด สัตว์และสังเกตในภายหลังว่า จุดเดียวที่ไม่ได้ย้อมเป็นระบบประสาทส่วนกลางและโดยเฉพาะอย่างยิ่งเซ็ป. เหตุผลนี้ต้องเกี่ยวข้องกับระบบป้องกันที่ล้อมรอบบริเวณนั้นราวกับว่าเป็นเมมเบรน.

ต่อมานักวิจัยอีกคนหนึ่งเอ็ดวินโกลด์แมนจะลองกระบวนการย้อนกลับโดยการย้อมสีน้ำไขสันหลังโดยสังเกตว่าส่วนที่มีสีเพียงชิ้นเดียวนั้นสอดคล้องกับเนื้อเยื่อประสาท การทดลองเหล่านี้สะท้อนถึงการดำรงอยู่ของ สิ่งที่ทำให้เกิดการอุดตันในระดับสูงระหว่างระบบประสาทและส่วนอื่น ๆ ของร่างกาย, สิ่งที่หลายปีต่อมาจะถูกเรียกว่าอุปสรรคสมองเลือดโดย Lewandowski และสำรวจโดยผู้เชี่ยวชาญจำนวนมาก.

เป็นการป้องกันระหว่างเลือดและสมอง

อุปสรรคเลือดสมองคือ เซลล์บุผนังหลอดเลือดชั้นเล็ก ๆ เซลล์ที่เป็นส่วนหนึ่งของผนังหลอดเลือด, ตั้งอยู่บริเวณส่วนใหญ่ของเส้นเลือดฝอยที่ชำระสมอง เลเยอร์นี้มีคุณสมบัติหลักคือมีความสามารถในการซึมผ่านสูงไม่อนุญาตให้สารจำนวนมากผ่านจากเลือดไปยังสมองและในทางกลับกัน.

ด้วยวิธีนี้ BHE ทำหน้าที่เป็นตัวกรองระหว่างเลือดและระบบประสาท. แม้จะมีสารบางอย่างเช่นน้ำ, ออกซิเจน, กลูโคส, คาร์บอนไดออกไซด์, กรดอะมิโนและโมเลกุลอื่น ๆ สามารถผ่านไปได้.

การดำเนินการในฐานะตัวกรองถูกดำเนินการผ่านโครงสร้างทั้งสองโดยการ จำกัด การรวมกันระหว่างเซลล์ที่ประกอบขึ้นเป็นเนื้อเรื่องไปยังสารต่าง ๆ และผ่านเมแทบอลิซึมของสารเพื่อเข้าถึงมันผ่านการใช้เอนไซม์ สายพานลำเลียง นั่นคือมันมีแง่มุมทางกายภาพและอีกอย่างหนึ่งคือสารเคมี.

แม้ว่ากำแพงเลือดสมองจะเป็นชั้นของเซลล์บุผนังหลอดเลือด แต่การทำงานที่เหมาะสมก็ขึ้นอยู่กับโครงสร้างของเซลล์ประเภทอื่น โดยเฉพาะมันได้รับการสนับสนุนโดยเซลล์ที่เรียกว่า pericytes ซึ่งให้การสนับสนุนโครงสร้างและห่อหุ้มเซลล์บุผนังหลอดเลือดทำให้ผนังหลอดเลือดแข็งแรงและ microglia.

จุดบอดของ BHE

แม้จะมีความสำคัญเมื่อมันมาถึงการปกป้องระบบประสาทอุปสรรคเลือดสมอง มันไม่ครอบคลุมทั้งสมองเนื่องจากต้องได้รับและสามารถปล่อยสารบางอย่าง, เช่นเดียวกับฮอร์โมนและสารสื่อประสาท การมีอยู่ของจุดบอดชนิดนี้เป็นสิ่งจำเป็นเพื่อให้แน่ใจว่าการทำงานของสิ่งมีชีวิตนั้นเป็นไปอย่างเหมาะสมเพราะมันเป็นไปไม่ได้ที่จะทำให้สมองแยกออกจากสิ่งที่เกิดขึ้นในส่วนอื่น ๆ ของร่างกาย.

พื้นที่ที่ไม่ได้รับการป้องกันโดยสิ่งกีดขวางนี้ตั้งอยู่รอบ ๆ โพรงสมองส่วนที่สามและถูกเรียกว่าอวัยวะรอบอวัยวะ ในพื้นที่เหล่านี้เส้นเลือดฝอยจะมี endothelium ที่มีรูพรุนซึ่งมีช่องเปิดหรือช่องทางที่อนุญาตให้มีการไหลของสารจากด้านหนึ่งของเยื่อหุ้มไปยังส่วนอื่น ๆ.

สถานที่ที่ไม่มีสิ่งกีดขวางทางสมองเลือดเป็นส่วนใหญ่ของระบบ neuroendocrine และระบบประสาทอัตโนมัติเป็นบางส่วนของโครงสร้างของอวัยวะอวัยวะอวัยวะ อวัยวะ subfornical (ใต้ fornix).

ข้ามกำแพงสมองเลือด

อย่างที่เราได้เห็นกำแพงสมองเลือดสามารถดูดซึมได้ แต่ในทางที่สัมพันธ์กันเพราะมันสามารถผ่านสารบางอย่างได้ นอกเหนือจากสถานที่ที่ไม่มีสิ่งกีดขวางสมองเลือดแล้ว ชุดของกลไกที่ส่วนประกอบที่จำเป็นสำหรับการทำงานของเซลล์สามารถผ่านได้.

กลไกที่ใช้กันทั่วไปและใช้บ่อยในแง่นี้ คือการใช้สายพาน, ซึ่งองค์ประกอบหรือสารที่จะขนส่งถูกผูกไว้กับตัวรับที่ต่อมาเข้าสู่ไซโตพลาสซึมของเซลล์บุผนังหลอดเลือด เมื่ออยู่ที่นั่นสารจะถูกแยกออกจากตัวรับและจะถูกขับออกทางเซลล์อีกข้างหนึ่งโดยเซลล์บุผนังหลอดเลือด.

กลไกอีกอย่างที่สารข้ามอุปสรรคเลือดสมองคือ transcytosis, กระบวนการที่มีการสร้างชุดของถุงในสิ่งกีดขวางซึ่งสารสามารถผ่านจากด้านหนึ่งไปอีกด้านหนึ่ง.

Transmembrane diffusion ช่วยให้ประจุประจุที่แตกต่างกันเคลื่อนที่ผ่านสิ่งกีดขวางสมองเลือดประจุไฟฟ้าและการไล่ระดับความเข้มข้นของอิเล็กโทรดเพื่อให้สารทั้งสองด้านของสิ่งกีดขวางนั้นดึงดูดกันและกัน.

ในที่สุดกลไกที่สี่ซึ่งสารใด ๆ ผ่านเข้าไปในสมองโดยไม่มีสิ่งกีดขวางเลือดสมองจะเข้ามาขวางโดยตรง วิธีหนึ่งในการทำเช่นนี้คือการใช้เซลล์ประสาทรับความรู้สึกบังคับให้มีการส่งสัญญาณย้อนกลับผ่านแอกซอนของเซลล์ประสาทไปยังโสม มันเป็นกลไกที่ใช้โดยโรคที่รู้จักกันดีว่าเป็นโรคพิษสุนัขบ้า.

ฟังก์ชั่นหลัก

เนื่องจากมีความเป็นไปได้ที่จะมองเห็นคุณสมบัติบางอย่างที่ทำให้สิ่งกีดขวางสมอง - เลือดเป็นองค์ประกอบที่จำเป็นสำหรับระบบประสาทเนื่องจากเซลล์บุผนังหลอดเลือดชั้นนี้จะทำหน้าที่ดังต่อไปนี้.

หน้าที่หลักของกำแพงเลือดสมองคือ ปกป้องสมองจากการมาถึงของสารภายนอกไป, ป้องกันการผ่านขององค์ประกอบเหล่านี้ ด้วยวิธีนี้โมเลกุลส่วนใหญ่ที่อยู่ภายนอกระบบประสาทเองไม่สามารถส่งผลกระทบต่อมันได้ป้องกันการติดเชื้อไวรัสและแบคทีเรียส่วนใหญ่ไม่ให้กระทบต่อสมอง.

นอกเหนือจากฟังก์ชั่นการป้องกันนี้โดยการปิดกั้นรายการขององค์ประกอบที่เป็นอันตรายการปรากฏตัวของมันยังช่วยให้การบำรุงรักษาที่ถูกต้องของสภาพแวดล้อมของเส้นประสาทโดยการรักษาองค์ประกอบคงที่ของของเหลวคั่นระหว่างหน้า.

หน้าที่สุดท้ายของอุปสรรคเลือดสมองคือการเผาผลาญหรือปรับเปลี่ยนองค์ประกอบเพื่อให้พวกเขาข้ามระหว่างเลือดและเนื้อเยื่อประสาทโดยไม่รบกวนการทำงานของระบบประสาทในทางที่ไม่พึงประสงค์ แน่นอนว่าสารบางตัวหนีกลไกการควบคุมนี้.

การป้องกันที่มีปัญหาในการรักษา

ความจริงที่ว่าสิ่งกีดขวางเลือดสมองนั้นผ่านไม่ได้และไม่อนุญาตให้ส่วนประกอบส่วนใหญ่เข้ามามีประโยชน์เมื่อการทำงานของสมองนั้นถูกต้องและไม่จำเป็นต้องมีการแทรกแซงทางการแพทย์หรือจิตเวช แต่ในกรณีที่จำเป็นต้องมีการดำเนินการจากภายนอกในระดับการแพทย์หรือเภสัชวิทยาอุปสรรคนี้แสดงถึงความยากลำบากที่ยากต่อการรักษา.

และเป็นยาส่วนใหญ่ที่ใช้ในระดับแพทย์และที่จะทำหน้าที่รักษาโรคหรือการติดเชื้อในส่วนอื่นของร่างกายไม่มีประสิทธิภาพในการรักษาปัญหาในสมองเนื่องจากส่วนใหญ่จะเป็นการปิดกั้นการกระทำของสิ่งกีดขวาง เลือดสมอง ตัวอย่างของสิ่งนี้สามารถพบได้ในยารักษาโรคเพื่อต่อสู้กับเนื้องอกพาร์กินสันหรือภาวะสมองเสื่อม.

เพื่อที่จะแก้ไข ในหลายกรณีจำเป็นต้องฉีดสารลงในของเหลวคั่นระหว่างหน้าโดยตรง, ใช้อวัยวะ circumventricular เป็นการเข้าถึง, ทำลายสิ่งกีดขวางชั่วคราวโดยใช้ microbubbles ที่ชี้ไปยังจุดที่เฉพาะเจาะจงโดยอัลตราซาวด์หรือการใช้องค์ประกอบทางเคมีที่สามารถข้ามกำแพงสมองเลือดผ่านกลไกที่อธิบายไว้ข้างต้น.

การอ้างอิงบรรณานุกรม:

• Ballabh, P. et al. (2004) อุปสรรคเลือดสมอง: ภาพรวม โครงสร้างระเบียบและผลกระทบทางคลินิก Neurobiol Dis.; 16: 1-13.
• Escobar, A. และGómez, B. (2008) อุปสรรคเลือดสมอง: ชีววิทยาระบบประสาทผลกระทบทางคลินิกและผลกระทบของความเครียดในการพัฒนา รายได้จาก Mex Neurci.:9(5): 395-405.
• Interlandi, J. (2011) ข้ามกำแพงเลือดสมอง หมายเหตุ การวิจัยและวิทยาศาสตร์.
• Pachter, J.S. et al. (2003) อุปสรรคเลือดสมองและบทบาทของมันในสิทธิ์ภูมิคุ้มกันในระบบประสาทส่วนกลาง J. Neuropath exper Neurol.; 62: 593-604.
• Purves, D.; Lichtman, J. W. (1985) หลักการพัฒนาระบบประสาท Sunderland, Mass.: Sinauer Associates.
• Saladin, K. (2011) กายวิภาคของมนุษย์ McGraw-Hill.