Wat is de bloed-hersenbarrière?
De bloed-hersenbarrière is een barrière tussen het bloed en de hersensubstantie. Het wordt gevormd door de endotheelcellen op de binnenwand van de bloedcapillairen in de hersenen en de astrocyten (een vorm van gliacellen) die de bloedvaten omringen. De endotheelcellen in de capillaire hersenvaten zijn via zogenaamde tight Junctions (riemvormige, smalle juncties) zo nauw met elkaar verbonden, dat er geen stoffen ongecontroleerd tussen de cellen kunnen glippen. Om de hersenen binnen te komen, moeten alle stoffen door de cellen gaan, wat strikt gecontroleerd wordt.
Er bestaat een vergelijkbare barrière tussen het bloed en het hersenholtesysteem, dat het hersenvocht (CSV) bevat. Deze zogenaamde bloed-hersenvochtbarrière is iets zwakker dan de bloed-hersenbarrière. Ondanks de barrièrefunctie is er dus enige uitwisseling van stoffen tussen bloed en CSV mogelijk.
Wat is de functie van de bloed-hersenbarrière?
Filterfunctie van de bloed-hersenbarrière
De bloed-hersenbarrière heeft ook een zeer selectieve filterfunctie:
Kleine in vet oplosbare stoffen zoals zuurstof, kooldioxide of zelfs verdovingsgassen kunnen de bloed-hersenbarrière passeren door door de endotheelcellen te diffunderen. Bepaalde andere stoffen die het hersenweefsel nodig heeft (zoals bloedglucose = glucose, elektrolyten, sommige peptiden, insuline, enz.) worden met behulp van speciale transportsystemen door de barrière geleid.
De overige stoffen worden daarentegen tegengehouden zodat ze geen schade kunnen aanrichten in de gevoelige hersenen. Neurotransmitters in het bloed mogen bijvoorbeeld niet door de bloed-hersenbarrière heen, omdat ze de informatiestroom vanuit de zenuwcellen in de hersenen zouden verstoren. Ook moeten verschillende medicijnen en ziekteverwekkers door de bloed-hersenbarrière uit de hersenen worden gehouden.
Sommige stoffen dringen de barrière binnen
In de geneeskunde is het soms nodig om medicijnen aan de hersenen toe te dienen die de bloed-hersenbarrière niet kunnen passeren. Een voorbeeld: de hersenen van Parkinsonpatiënten hebben een tekort aan de neurotransmitter dopamine. Ter compensatie kunnen de patiënten echter geen dopamine krijgen, omdat het de bloed-hersenbarrière niet kan passeren. In plaats daarvan krijgen patiënten de dopaminevoorloper levodopa (L-dopa), die gemakkelijk vanuit het bloed naar de hersenen kan worden overgebracht. Daar wordt het vervolgens door een enzym omgezet in het effectieve dopamine.
Voor de behandeling van hersentumoren wordt de bloed-hersenbarrière tijdelijk opgeheven door een zeer hypertone oplossing in de halsslagader te infuseren. Hierdoor kunnen tumorremmende medicijnen de hersenen bereiken.
Waar bevindt zich de bloed-hersenbarrière?
De bloed-hersenbarrière bevindt zich in de hersenen. De endotheelcellen op de binnenwand van de fijne bloedvaten sluiten de wand van de bloedvaten af door middel van nauwe verbindingen, waardoor ze de feitelijke barrièrefunctie vervullen (samen met de omringende astrocyten).
Welke problemen kan de bloed-hersenbarrière veroorzaken?
Bilirubine, een galpigment, wordt normaal gesproken buiten de hersenen gehouden door zich te binden aan plasma-eiwitten. Bij premature baby's kan de concentratie van bilirubine in het bloed echter zo sterk worden verhoogd door hemolyse (het oplossen van rode bloedcellen) en langzame afbraak, dat het vermogen van plasma-eiwitten om bilirubine te binden wordt overschreden. Het vrije, ongebonden bilirubine kan vervolgens de bloed-hersenbarrière (baby) passeren en hersenweefsel binnendringen. Deze nucleaire of neonatale icterus kan resulteren in onomkeerbare hersenschade.
Infecties en tumoren
Cytomegalovirussen uit de herpesvirusgroep gebruiken witte bloedcellen als dragers om de bloed-hersenbarrière (baby) te passeren. Bij een zwangere vrouw leidt de infectie tot een miskraam (abortus), de dood van het ongeboren embryo of een algemene infectie van de baby met ontsteking van de hersenen (encefalitis), verkalkingen in de hersenen, convulsies en verlamming. Als de baby na de geboorte besmet raakt, kunnen dezelfde symptomen optreden, maar het verloop kan onopvallend blijven.
Tumormetastasen kunnen ook de bloed-hersenbarrière passeren. Kankercellen hechten zich aan de endotheelwand van de haarvaten en brengen hun eigen moleculen tot expressie voor adhesie. Deze binden zich vervolgens aan speciale receptoren, waardoor de weg door de bloed-hersenbarrière open is.
