De bloed-hersenen barrière dient als een natuurlijke barrière tussen de centrale zenuwstelsel (CNS) en de bloedbaan. Het laat alleen selectief transport van stoffen toe. Verstoring van de bloed-hersenen barrière kan leiden tot ernstige hersenziekte.
Wat is de bloed-hersenbarrière?
De bloed-hersenen barrière bakent de omgevingscondities in de hersenen en in de bloedbaan af. In de hersenen vinden zeer complexe en fijn afgestemde processen plaats waarvan de verstoring onberekenbare gevolgen zou hebben. De bloed-hersenbarrière zorgt daarom voor bescherming van het CZS tegen pathogenen, gifstoffen, antilichamen, leukocyten, van de invloed van neurotransmitters in het bloed, en van veranderingen in PH-niveaus. Tegelijkertijd is het noodzakelijk ervoor te zorgen dat het CZS wordt voorzien van de basisvoedingsstoffen en stoffen die nodig zijn voor zijn functie. Hetzelfde geldt voor het verwijderen van afbraakproducten van het hersenmetabolisme. Daarom is de barrière niet volledig hermetisch, maar selectief permeabel. Het transport van belangrijke stoffen tussen de bloedbaan en de hersenen wordt gereguleerd door passieve en actieve diffusieprocessen en door selectieve chemische processen. Vitaal moleculen, zoals water, zuurstof, en belangrijke voedingsstoffen, kunnen door de bloed-hersenbarrière Zonder beperking.
Anatomie en structuur
De bloed-hersenbarrière is samengesteld uit de endotheelcellen, pericyten en astrocyten. De endotheelcellen vormen de binnenste wandlaag van de haarvaten. Deze cellen regelen onder meer de uitwisseling van stoffen tussen weefsel en bloed. In de bloed-hersenbarrière hebben de endotheelcellen zogenaamde tight junctions. Dit zijn smalle membraanbanden eiwitten die de endotheelcellen zo stevig verbinden dat ze een laag vormen die ondoordringbaar is voor veel stoffen. Maar heel klein moleculen kan door deze laag heen diffunderen. De uitwisseling van stoffen tussen de cel en de intercellulaire ruimte wordt zo grotendeels voorkomen. De pericytes bevinden zich op hun beurt op de buitenwand van de haarvaten en zijn dat ook bindweefsel cellen. Ze zijn verbonden met de endotheelcellen via cel-celkanalen, de gap junctions. De interactie van beide celtypen via deze kanalen regelt de membraanpotentiaal, die verantwoordelijk is voor de selectieve diffusie van stoffen. Astrocyten, zoals zogenaamde spincellen, vormen de meerderheid van de gliacellen in het CZS. Ze voorzien de neuronen van voedingsstoffen via de contacten naar de bloedvat Receptoren voor neurotransmitters bevinden zich in hun membraan. Ze induceren en houden tegelijkertijd de bloed-hersenbarrière in stand door de membrana limitans glialis perivascularis (een beperkend membraan rond het bloed). schepen van de hersenen).
Functie en taken
Naast zijn beschermende functie voor het CZS tegen schadelijke invloeden, reguleert de bloed-hersenbarrière ook de transportprocessen tussen de bloedbaan en de hersenen. Er zijn dus verschillende fysische en chemische processen die dit transport beheersen. De meeste oplosbare stoffen die überhaupt deze barrière kunnen passeren, gaan er door diffusie doorheen. Omdat de bloed-hersenbarrière goed is afgesloten door nauwe overgangen, kan diffusie niet plaatsvinden via intercellulaire spleten zoals in andere organen. Via de capillair schepen van de hersenen kunnen stoffen alleen worden doorgegeven via transmembraantransport. Vrije verspreiding is de eenvoudigste vorm van dit transport. Klein lipofiel moleculen kan passief diffunderen door de celmembranen van epitheel en zelfs door nauwe kruispunten. Kleine polaire moleculen, zoals water, zijn onderhevig aan kanaalgemedieerde permeabiliteit. Een bepaald kanaal eiwitten, aquaporines, bemiddelen in het transport van water over de bloed-hersenbarrière en dus tegelijkertijd het water reguleren evenwicht van de hersenen. Voor grote en polaire maar vitale voedingsmoleculen, zoals glucose of veel aminozuren, zijn er bepaalde transportmoleculen die de diffusie van de overeenkomstige stoffen vergemakkelijken. Aangezien voor deze vormen van diffusie geen energie nodig is, zijn het passieve diffusies. Er zijn echter ook stoffen die alleen vervoerd kunnen worden met behulp van ATP, dus door energie toe te voegen. Actieve transporteurs zijn zogenaamde "pompen" die de substraten met energie-input zelfs tegen de concentratie verloop. Geselecteerde moleculen passeren ook de bloed-hersenbarrière met behulp van speciale receptoren die specifiek verantwoordelijk zijn voor hun transport.
Ziekten
Verstoring van de bloed-hersenbarrière kan leiden voor verschillende neurologische ziekten. Initiële ziekten, zoals suikerziekte mellitus, ontsteking in de hersenen, of hersentumors, beschadigen deze barrière vaak. Gevolgen op de lange termijn zijn hersenschade. Zeker pathogenen kan de bloed-hersenbarrière passeren. Deze omvatten het HI-virus. Sommige bacteriën, zoals Escherichia coli, overwinnen soms ook de beschermende mechanismen van de barrière door speciale gifstoffen af te geven. Als cellen voor het eigen immuunsysteem van het lichaam de bloed-hersenbarrière overwinnen, wordt het klinische beeld van multiple sclerose kan zich ontwikkelen. Studies hebben aangetoond dat neurodegeneratieve ziekten, zoals Alzheimer, zorgen er ook voor dat de barrière tussen de hersenen en de bloedbaan doorlaatbaar wordt. Dit zou het startpunt kunnen zijn voor de uitgebreide teloorgang van hersencellen. Een belangrijke risicofactor voor neurologische aandoeningen is bekend alcohol misbruik. Chronisch alcohol consumptie beschadigt de bloed-hersenbarrière met onberekenbare gevolgen. Een disfunctie van de barrière bevordert bacteriële infecties en auto-immunologisch geïnduceerde ontstekingsreacties in de hersenen. Nicotine misbruik is ook een risicofactor met betrekking tot beschadiging van de bloed-hersenbarrière. Nicotine bevordert hart- en vaatziekten, wat op zijn beurt een grote invloed heeft op de hersenprestaties. Rokers hebben een hoger risico op het ontwikkelen van bacteriën hersenvliesontsteking Studies hebben aangetoond dat de structuur van de bloed-hersenbarrière wordt veranderd door nicotine De nauwe kruising eiwitten zijn anders verdeeld en kunnen hun functie niet meer volledig uitoefenen. De invloed van electromagnetische straling over de bloed-hersenbarrière wordt ook besproken. Het is negatief volksgezondheid effecten zijn gedocumenteerd voor het megahertz tot gigahertz bereik voor hoge energiedichtheden. De hoge energie dichtheid of electromagnetische straling leidt tot een meetbare verwarming van het aangetaste weefsel. De mate waarin verhitting de bloed-hersenbarrière beschadigt, moet nog worden onderzocht.
Typische en veel voorkomende hersenziekten.
- Dementia
- Creutzfeldt-Jakob ziekte
- Geheugen hiaten
- Hersenbloeding
- Hersenvliesontsteking
