Kan beyin bariyeri

Kan beyin bariyeri merkezi sinir sistemi (CNS) ile kan dolaşımı arasında doğal bir bariyer görevi görür. Yalnızca seçici toplu taşımaya izin verir. Kan-beyin bariyerindeki bozukluklar ciddi beyin hastalıklarına yol açabilir.

Kan beyin bariyeri nedir?

Kan-beyin bariyeri, beyindeki ve kan dolaşımındaki çevresel koşulları birbirinden ayırır. Beyinde çok karmaşık ve ince ayarlı süreçler gerçekleşir ve bunların bozulması öngörülemeyen sonuçlar doğurur. Kan-beyin bariyeri bu nedenle CNS'yi patojenlerden, zehirlerden, antikorlardan, lökositlerden, kandaki nörotransmiterlerin etkisinden ve pH değerindeki değişikliklerden korur.

Aynı zamanda CNS'nin işlevi için gerekli olan temel besinler ve maddelerle beslenmesi sağlanmalıdır. Aynısı, bozunma ürünlerinin beyin metabolizmasından uzaklaştırılması için de geçerlidir. Bu nedenle, bariyer tamamen hava geçirmez şekilde kapatılmaz, ancak seçici olarak geçirgendir. Önemli maddelerin kan dolaşımı ile beyin arasında taşınması, pasif ve aktif difüzyon süreçlerinin yanı sıra seçici kimyasal süreçlerle düzenlenir. Su, oksijen ve önemli besinler gibi temel moleküller kan-beyin bariyerini kısıtlama olmaksızın aşabilir.

Anatomi ve yapı

Kan-beyin bariyeri endotel hücreleri, perisitler ve astrositlerden oluşur. Endotel hücreleri, kılcal damarların en iç duvar katmanını oluşturur. Diğer şeylerin yanı sıra, bu hücreler doku ve kan arasındaki madde değişimini düzenler.

Kan-beyin bariyerinde, endotel hücreleri sözde sıkı bağlantılara sahiptir. Bunlar, endotel hücrelerini o kadar sıkı bağlayan dar membran protein bantlarıdır ki, birçok maddeye karşı geçirimsiz bir katman oluştururlar. Bu katmandan yalnızca çok küçük moleküller geçebilir. Hücre ile hücreler arasındaki boşluk arasındaki madde alışverişi büyük ölçüde engellenir. Perisitler ise kılcal damarların dış duvarında bulunur ve bağ dokusu hücreleridir. Endotel hücreleri ile hücre-hücre kanalları, boşluk kavşakları aracılığıyla bağlanır.

Her iki hücre tipinin bu kanallar aracılığıyla etkileşimi, maddelerin seçici difüzyonundan sorumlu olan zar potansiyelini kontrol eder. Örümcek hücreleri olarak adlandırılan astrositler, CNS'deki glial hücrelerin çoğunu temsil eder ve nöronlara kan damarlarıyla temasları yoluyla besin sağlarlar. Membranlarında nörotransmiterler için reseptörler vardır.Ayrıca membrana limitans glialis perivascularis (beynin kan damarlarını çevreleyen bir sınır zarı) yoluyla kan-beyin bariyerini indükler ve aynı zamanda onu korurlar.

İşlev ve görevler

Kan-beyin bariyeri, zararlı etkilere karşı CNS için koruyucu işlevinin yanı sıra, kan dolaşımı ile beyin arasındaki taşıma süreçlerini de düzenler. Bu taşımayı kontrol eden çeşitli fiziksel ve kimyasal süreçler vardır. Bu bariyeri bile aşabilen çözünür maddelerin çoğu difüzyon yoluyla bariyerden geçer. Kan-beyin bariyeri sıkı bağlantılarla sıkıca kapatıldığı için diğer organlarda olduğu gibi hücreler arası fissürlerle difüzyon gerçekleşemez.

Maddeler ancak transmembran taşınması yoluyla beynin kılcal damarlarından geçebilir. Serbest difüzyon bu taşınmanın en basit şeklidir Küçük lipofilik moleküller pasif olarak epiteldeki hücre zarlarından ve hatta sıkı bağlantılardan geçebilir. Su gibi küçük polar moleküller kanal aracılı geçirgenliğe tabidir. Bazı kanal proteinleri, aquaporinler, suyun kan-beyin bariyerinden taşınmasına aracılık eder ve böylece aynı zamanda beynin su dengesini düzenler. Glikoz veya birçok amino asit gibi büyük ve polar, ancak hayati besin molekülleri için, karşılık gelen maddelerin difüzyonunu kolaylaştıran belirli taşıma molekülleri vardır.

Bu difüzyon biçimleri herhangi bir enerji gerektirmediğinden pasif difüzyonlardır. Bununla birlikte, yalnızca ATP kullanılarak, yani enerji sağlayarak taşınabilen maddeler de vardır. Aktif taşıyıcılar, substratları konsantrasyon gradyanına karşı hareket ettirmek için enerji kullanan "pompalar" olarak adlandırılır. Seçilen moleküller, taşınmalarından özel olarak sorumlu olan özel reseptörlerin yardımıyla kan-beyin bariyerini geçer.

Hastalıklar

Kan-beyin bariyerindeki bozukluklar, çeşitli nörolojik hastalıklara yol açabilir. Diabetes mellitus, beyindeki iltihaplanma veya beyin tümörleri gibi ilk hastalıklar sıklıkla bu bariyere zarar verir.

Uzun vadeli sonuçlar beyin hasarıdır. Bazı patojenler kan-beyin bariyerini geçebilir. Bu, HI virüsünü içerir. Escherichia coli gibi bazı bakteriler, bazen özel toksinler salgılayarak bariyerin koruyucu mekanizmalarını aşarlar. Vücudun kendi bağışıklık savunması için hücreler kan-beyin bariyerini aştığında, multipl sklerozun klinik tablosu gelişebilir. Araştırmalar, Alzheimer hastalığı gibi nörodejeneratif hastalıkların da beyin ve kan dolaşımı arasındaki bariyeri geçirgen hale getirdiğini göstermiştir.

Bu, beyin hücrelerinin kapsamlı ölümünün başlangıç ​​noktası olabilir. Alkol kötüye kullanımının nörolojik hastalıklar için önemli bir risk faktörü olduğu bilinmektedir. Kronik alkol tüketimi, öngörülemeyen sonuçlarla kan-beyin bariyerine zarar verir. Bariyerin fonksiyonel bozuklukları, beyinde bakteriyel enfeksiyonları ve otoimmünolojik olarak indüklenen enflamatuar reaksiyonları destekler. Nikotin kötüye kullanımı aynı zamanda kan-beyin bariyerine verilen hasar açısından bir risk faktörüdür Nikotin, kardiyovasküler hastalıkları teşvik eder ve bu da beyin performansı üzerinde büyük bir etkiye sahiptir.

Sigara içenler bakteriyel menenjit gelişme riski daha yüksektir. Araştırmalar, nikotinin kan-beyin bariyerinin yapısını değiştirdiğini göstermiştir. Sıkı bağlantı proteinleri farklı şekilde dağıtılır ve artık işlevlerini tam olarak yerine getiremez. Elektromanyetik radyasyonun kan-beyin bariyeri üzerindeki etkisi de tartışılmaktadır. Yüksek enerji yoğunlukları için megahertz ila gigahertz aralığındaki olumsuz sağlık etkileri kanıtlanmıştır. Elektromanyetik radyasyonun yüksek enerji yoğunluğu, etkilenen dokuda ölçülebilir bir ısınmaya yol açar. Isınmanın kan-beyin bariyerine ne ölçüde zarar verdiği henüz araştırılmadı.

İlaçlarınızı burada bulabilirsiniz

Tipik ve yaygın beyin hastalıkları

• bunaklık
• Creutzfeldt-Jakob hastalığı
• Hafıza kayıpları
• Beyin kanaması
• Menenjit