Penghalang darah-otak Lapisan pelindung otak

Dalam ensefalon dan seluruh sistem saraf adalah organ mendasar bagi manusia. Oleh karena itu, sangat dilindungi oleh tulang (tengkorak dan tulang belakang) dan oleh sistem tiga lapisan membran yang disebut meninges. Keamanan berbagai bagian otak telah diperkuat oleh jutaan tahun evolusi.

Namun, sementara semua elemen ini mungkin penting untuk melindungi tengkorak dari pukulan atau trauma, mungkin tidak cukup untuk melindungi otak dari jenis bahaya lain seperti infeksi virus yang bisa menembus darah. Untuk menghindari bahaya jenis ini sebanyak mungkin, Kami memiliki jenis perlindungan lain: penghalang darah-otak (BHE).

Penemuan BHE

Meskipun keberadaan sesuatu yang memisahkan kandungan darah yang ada dalam sistem darah dan sistem saraf sebelumnya diduga, konfirmasi fakta ini tidak akan tiba sampai tahun 1885. Seorang peneliti bernama Paul Ehrlich akan memperkenalkan tingtur ke dalam suplai darah binatang dan kemudian mengamati itu satu-satunya titik yang tidak diwarnai adalah sistem saraf pusat, dan khususnya ensefalon. Alasan untuk ini harus terkait dengan sistem perlindungan yang mengelilingi area itu seolah-olah itu adalah membran.

Kemudian peneliti lain, Edwin Goldman, akan mencoba proses sebaliknya dengan mengecat cairan serebrospinal, mengamati bahwa satu-satunya bagian berwarna sesuai dengan jaringan saraf. Eksperimen ini mencerminkan keberadaan sesuatu yang menghasilkan penyumbatan tingkat tinggi antara sistem saraf dan bagian tubuh lainnya, sesuatu yang bertahun-tahun kemudian akan disebut sawar darah otak oleh Lewandowski dan dieksplorasi oleh sejumlah besar ahli.

Perlindungan antara darah dan otak

Penghalang darah-otak adalah lapisan kecil sel endotel, sel yang merupakan bagian dari dinding pembuluh darah, terletak di sepanjang sebagian besar kapiler yang mengairi otak. Lapisan ini sebagai fitur utamanya memiliki tingkat impermeabilitas yang tinggi, tidak memungkinkan sejumlah besar zat untuk berpindah dari darah ke otak dan sebaliknya.

Dengan cara ini, BHE bertindak sebagai filter antara darah dan sistem saraf. Meskipun demikian beberapa zat seperti air, oksigen, glukosa, karbon dioksida, asam amino dan beberapa molekul lagi dapat lewat, dengan impermeabilitas relatif..

Kerjanya sebagai filter dilakukan melalui kedua strukturnya, dengan membatasi penyatuan antara sel-sel yang membentuk bagian ke zat yang berbeda, dan melalui metabolisme zat untuk mencapainya melalui penggunaan enzim dan pengangkut. Yaitu, ia memiliki segi fisik dan yang lainnya adalah bahan kimia.

Meskipun penghalang darah-otak itu sendiri merupakan lapisan sel endotel, fungsinya yang tepat juga tergantung pada jenis struktur seluler lainnya. Secara khusus, itu didukung oleh sel-sel yang disebut pericytes, yang memberikan dukungan struktural dan membungkus sel-sel endotel, menjaga dinding pembuluh darah stabil, serta mikroglia..

Bintik-bintik buta dari BHE

Meskipun penting ketika melindungi sistem saraf penghalang darah-otak Itu tidak menutupi seluruh otak, karena ia perlu menerima dan mampu memancarkan beberapa zat, seperti hormon dan neurotransmiter. Keberadaan jenis bintik-bintik buta ini diperlukan untuk memastikan berfungsinya organisme dengan baik, karena tidak mungkin untuk menjaga otak sepenuhnya terisolasi dari apa yang terjadi di seluruh tubuh.

Area yang tidak terlindungi oleh penghalang ini terletak di sekitar ventrikel serebral ketiga dan disebut organ circumventricular. Di daerah ini kapiler memiliki endotelium fenestrasi, dengan beberapa bukaan atau akses yang memungkinkan aliran zat dari satu sisi membran ke sisi lainnya..

Lokasi tanpa penghalang darah otak terutama dari sistem neuroendokrin dan sistem saraf otonom, menjadi beberapa struktur dari kelompok organ sirkventrikular ini yaitu neurohipofisis, kelenjar pineal, beberapa area hipotalamus, area postrema organ vaskular lamina terminalis dan organ subfornical (di bawah fornix).

Melintasi penghalang darah-otak

Seperti yang telah kita lihat, penghalang darah-otak dapat ditembus, tetapi secara relatif, karena hal itu memungkinkan lewatnya beberapa zat. Terlepas dari lokasi di mana penghalang darah otak tidak ada, ada serangkaian mekanisme di mana komponen-komponen penting untuk berfungsinya sel dapat melewatinya.

Mekanisme yang paling umum dan sering digunakan dalam hal ini adalah penggunaan conveyor, di mana elemen atau substansi yang akan diangkut diikat ke reseptor yang kemudian memasuki sitoplasma sel endotel. Sesampai di sana, substansi dipisahkan dari reseptor dan diekskresikan di sisi lain oleh sel endotel itu sendiri.

Mekanisme lain dimana zat melewati sawar darah-otak adalah transcytosis, proses di mana serangkaian vesikel terbentuk di penghalang di mana zat dapat melewati dari satu sisi ke sisi lain.

Difusi transmembran memungkinkan ion muatan yang berbeda bergerak melalui sawar darah-otak, muatan elektronik dan gradien konsentrasi yang bekerja sehingga zat di kedua sisi penghalang saling tertarik satu sama lain.

Akhirnya, mekanisme keempat yang melaluinya zat apa pun masuk ke otak tanpa penghalang darah-otak ikut campur adalah untuk langsung melewatinya. Salah satu cara untuk melakukan ini adalah dengan menggunakan neuron sensorik, memaksa transmisi terbalik melalui akson neuron ke soma-nya. Ini adalah mekanisme yang digunakan oleh penyakit serta dikenal sebagai rabies.

Fungsi utama

Karena telah dimungkinkan untuk melihat sekilas beberapa sifat yang membuat sawar darah-otak merupakan elemen penting untuk sistem saraf, karena lapisan sel endotel ini memenuhi terutama fungsi-fungsi berikut.

Fungsi utama sawar darah-otak adalah dari melindungi otak dari datangnya zat eksternal ke sana, mencegah lewatnya elemen-elemen ini. Dengan cara ini, sebagian besar molekul di luar sistem saraf itu sendiri tidak dapat mempengaruhinya, mencegah sebagian besar infeksi virus dan bakteri mempengaruhi otak..

Selain fungsi defensif ini dengan menghalangi masuknya unsur-unsur berbahaya, keberadaannya juga memungkinkan pemeliharaan yang benar dari lingkungan saraf dengan mempertahankan konstan komposisi cairan interstitial yang memandikan dan memelihara sel-sel..

Fungsi terakhir dari penghalang darah-otak adalah untuk memetabolisme atau memodifikasi unsur-unsur untuk membuat mereka bersilangan antara darah dan jaringan saraf tanpa mengganggu fungsi sistem saraf dengan cara yang tidak diinginkan. Tentu saja, beberapa zat lolos dari mekanisme kontrol ini.

Perlindungan terapeutik yang problematis

Fakta bahwa penghalang darah-otak sangat kedap dan tidak memungkinkan masuknya sebagian besar elemen bermanfaat ketika fungsi otaknya benar dan tidak ada jenis intervensi medis atau kejiwaan yang diperlukan. Tetapi dalam kasus di mana tindakan eksternal diperlukan pada tingkat medis atau farmakologis, penghalang ini merupakan kesulitan yang sulit untuk diobati.

Dan apakah banyak dari obat-obatan yang diterapkan pada tingkat medis dan yang akan berfungsi untuk mengobati penyakit atau infeksi di bagian lain dari tubuh tidak efektif untuk mengobati masalah di otak, karena sebagian besar karena tindakan penghalang penghalang hematoencephalic. Contohnya dapat ditemukan dalam obat-obatan yang didedikasikan untuk melawan tumor, parkinson atau demensia.

Untuk memperbaikinya Dalam banyak kasus perlu untuk menyuntikkan zat langsung ke cairan interstitial, gunakan organ circumventricular sebagai akses, untuk sementara memecahkan penghalang dengan menggunakan microbubbles dipandu ke titik-titik tertentu dengan USG atau menggunakan komposisi kimia yang dapat melintasi penghalang otak darah melalui beberapa mekanisme yang dijelaskan di atas.

Referensi bibliografi:

• Ballabh, P. et al. (2004). Penghalang darah-otak: ikhtisar. Struktur, regulasi dan implikasi klinis Neurobiol. Dis; 16: 1-13.
• Escobar, A. and Gómez, B. (2008). Penghalang darah-otak: Neurobiologi, implikasi klinis dan efek stres pada perkembangannya. Pendeta Mex. Neurci.:9(5): 395-405.
• Interlandi, J. (2011). Menyeberangi penghalang darah-otak. Catatan Penelitian dan Sains.
• Pachter, J.S. et al. (2003). Penghalang darah-otak dan perannya dalam hak istimewa kekebalan dalam sistem saraf pusat. J. Neuropat. Eksperimen Neurol.; 62: 593-604.
• Purves, D.; Lichtman, J. W. (1985). Prinsip pengembangan saraf. Sunderland, Mass.: Sinauer Associates.
• Saladin, K. (2011). Anatomi manusia McGraw-Hill.