Blod-hjärnbarriär

De Blod-hjärnbarriär fungerar som en naturlig barriär mellan centrala nervsystemet (CNS) och blodomloppet. Det tillåter endast selektiv masstransport. Störningar i blod-hjärnbarriären kan leda till allvarliga hjärtsjukdomar.

Vad är blodhjärnbarriären?

Blod-hjärnbarriären skiljer miljön i hjärnan och i blodomloppet. Mycket komplexa och fininställda processer äger rum i hjärnan, vars störning skulle ha oförutsebara konsekvenser. Blod-hjärnbarriären skyddar därför CNS från patogener, gifter, antikroppar, leukocyter, från påverkan av neurotransmittorer i blodet och från förändringar i pH-värdet.

Samtidigt måste det säkerställas att CNS förses med de grundläggande näringsämnen och ämnen som är nödvändiga för dess funktion. Detsamma gäller för avlägsnande av nedbrytningsprodukter från hjärnmetabolismen. Därför är barriären inte helt hermetiskt tätad, utan selektivt permeabel. Transporten av viktiga ämnen mellan blodomloppet och hjärnan regleras av passiva och aktiva diffusionsprocesser samt selektiva kemiska processer. Väsentliga molekyler som vatten, syre och viktiga näringsämnen kan passera blod-hjärnbarriären utan begränsningar.

Anatomi & struktur

Blod-hjärnbarriären består av endotelceller, pericyter och astrocyter. Endotelcellerna utgör det innersta väggskiktet i kapillärerna. Dessa celler reglerar bland annat utbytet av ämnen mellan vävnad och blod.

I blod-hjärnbarriären har endotelcellerna så kallade snäva korsningar. Dessa är smala band av membranproteiner som förbinder endotelcellerna så tätt att de bildar ett skikt som är ogenomträngligt för många ämnen. Endast mycket små molekyler kan diffundera genom detta skikt. Utbyte av ämnen mellan cellen och utrymmet mellan cellerna förhindras till stor del. Pericyterna är i sin tur belägna på ytterväggen i kapillärerna och är bindvävsceller. Är kopplade till endotelcellerna via cellcellskanaler, mellanrumskorsningarna.

Interaktionen mellan båda celltyperna via dessa kanaler styr membranpotentialen, som är ansvarig för den selektiva diffusionen av substanser. Som så kallade spindelceller representerar astrocyterna huvuddelen av gliacellerna i CNS.De förser neuronerna med näringsämnen via sina kontakter med blodkärlen. I deras membran finns receptorer för neurotransmittorer.De inducerar också blod-hjärnbarriären genom membrana limitans glialis perivascularis (ett kantmembran som omger hjärnans blodkärl) och samtidigt upprätthåller det.

Funktion & uppgifter

Förutom dess skyddande funktion för CNS mot skadliga påverkningar, reglerar blod-hjärnbarriären också transportprocesserna mellan blodomloppet och hjärnan. Det finns olika fysiska och kemiska processer som styr denna transport. De flesta av de lösliga ämnena som till och med kan övervinna denna barriär passerar genom den genom diffusion. Eftersom blod-hjärnbarriären är tätt stängd av trånga korsningar kan diffusion inte ske via intercellulära sprickor som med andra organ.

Ämnena kan bara föras via hjärnans kapillärkärl med hjälp av transmembrantransport. Fri diffusion är den enklaste formen av denna transport. Små lipofila molekyler kan passivt diffundera genom cellmembranen i epiteliet och till och med genom de trånga korsningarna. Små polära molekyler, som vatten, utsätts för kanalmedierad permeabilitet. Vissa kanalproteiner, akvaporinerna, medierar transporten av vatten genom blod-hjärnbarriären och reglerar således hjärnans vattenbalans på samma gång. För stora och polära, men vitala näringsmolekyler, som glukos eller många aminosyror, finns det vissa transportmolekyler som underlättar diffusionen av motsvarande substanser.

Eftersom dessa former av diffusion inte kräver någon energi är de passiva diffusioner. Det finns emellertid också ämnen som endast kan transporteras med användning av ATP, dvs. genom att tillhandahålla energi. Aktiva transportörer är så kallade "pumpar" som använder energi för att förflytta substraten mot koncentrationsgradienten. Valda molekyler passerar blod-hjärnbarriären med hjälp av speciella receptorer som är specifikt ansvariga för deras transport.

sjukdomar

Störningar i blod-hjärnbarriären kan leda till olika neurologiska sjukdomar. Initiala sjukdomar som diabetes mellitus, inflammation i hjärnan eller hjärntumörer skadar ofta denna barriär.

Långsiktiga konsekvenser är hjärnskador. Vissa patogener kan passera blod-hjärnbarriären. Detta inkluderar HI-viruset. Vissa bakterier, till exempel Escherichia coli, övervinner ibland skyddsmekanismerna för barriären genom att släppa speciella toxiner. När celler för kroppens eget immunförsvar passerar blod-hjärnbarriären kan den kliniska bilden av multipel skleros utvecklas. Studier har visat att neurodegenerativa sjukdomar såsom Alzheimers sjukdom också gör barriären mellan hjärnan och blodomloppet genomsläpplig.

Detta kan vara utgångspunkten för den omfattande nedfall av hjärncellerna. Alkoholmissbruk är känt för att vara en viktig riskfaktor för neurologiska sjukdomar. Kronisk alkoholkonsumtion skadar blod-hjärnbarriären med oförutsebara konsekvenser. De funktionella störningarna i barriären gynnar bakteriella infektioner och autoimmunologiskt inducerade inflammatoriska reaktioner i hjärnan. Missbruk av nikotin är också en riskfaktor när det gäller skador på blod-hjärnbarriären.Nikotin främjar hjärt-kärlsjukdomar, som i sin tur har ett stort inflytande på hjärnans prestanda.

Rökare löper högre risk att utveckla bakteriell meningit. Forskning har visat att nikotin förändrar strukturen i blod-hjärnbarriären. De snäva övergångsproteinerna distribueras olika och kan inte längre fullständigt utföra sin funktion. Påverkan av elektromagnetisk strålning på blod-hjärnbarriären diskuteras också. Deras negativa hälsoeffekter i intervallet megahertz till gigahertz för höga energitätheter är bevisade. Den höga energitätheten för den elektromagnetiska strålningen leder till en mätbar uppvärmning i den drabbade vävnaden. I vilken utsträckning uppvärmningen skadar blod-hjärnbarriären har ännu inte undersökts.

Du hittar din medicin här

Typiska & vanliga hjärtsjukdomar

• demens
• Creutzfeldt-Jakobs sjukdom
• Minnet förlorar
• Hjärnblödning
• Hjärnhinneinflammation