حاجز الدم في الدماغ

الحاجز الدموي الدماغي مهم للغاية لتوفير توازن عقلي ، لكن العديد من الأسئلة المتعلقة بتكوينه لا تزال غير مفهومة بالكامل. ولكن الآن بالفعل من الواضح تماما أن BBB هو الأكثر وضوحا على التمايز والتعقيد والكثافة من الحاجز الهستولوجي. وحدتها الهيكلية والوظيفية الرئيسية هي الخلايا البطانية للشعيرات الدموية في الدماغ.

يعتمد استقلاب الدماغ ، مثله مثل أي عضو آخر ، على المواد الواردة إلى مجرى الدم. تتميز العديد من الأوعية الدموية التي توفر عمل الجهاز العصبي بحقيقة أن عملية اختراق المواد من خلال جدرانها انتقائية. ترتبط الخلايا البطانية من الشعيرات الدموية في الدماغ عن طريق الاتصال المستمر المستمر ، بحيث يمكن للمواد تمر إلا من خلال الخلايا نفسها ، ولكن ليس بينها. الخلايا الدبقية ، المكون الثاني من الحاجز الدموي الدماغي ، تلتصق بالسطح الخارجي للشعيرات الدموية. في الضفائر الوعائية للبطينين في الدماغ ، فإن الأساس التشريحي للحاجز هو الخلايا الظهارية ، وهي أيضًا مرتبطة بإحكام. في الوقت الحاضر ، لا يعتبر الحاجز الدموي الدماغي كمنظور شكلي ، ولكن ككيان وظيفي يمكن أن ينتقل بشكل انتقائي ، وفي بعض الحالات ، يسلم جزيئات مختلفة إلى الخلايا العصبية عبر آليات النقل النشطة. وهكذا ، يقوم الحاجز بوظائف تنظيمية ووقائية

في الدماغ ، هناك هياكل يتم فيها إضعاف الحاجز الدموي الدماغي. هذا، وفوق كل شيء، وتحت المهاد، فضلا عن عدد من التشكيلات في الجزء السفلي من 3 والبطينين 4TH - المربع الخلفي (منطقة postrema)، subkomissuralny والهيئات تحت القبو، وكذلك الغدة الصنوبرية. تتزعزع نزاهة BBB من الآفات الإقفارية والتهابات الدماغ.

ويعتبر الحاجز الدموي الدماغي في نهاية المطاف عندما تكون خصائص هذه الخلايا تستوفي حالتين. أولا ، يجب أن يكون معدل الالتقام الخلوي الطور السائل (الإبهام) فيها منخفض للغاية. ثانياً ، يجب أن تتكون اتصالات كثيفة محددة بين الخلايا ، والتي تكون مقاومة كهربائية عالية جداً مميزة لها. فإنه يصل إلى قيم 1000-3000 Ω / سم ² لشعيرات الأوعية الدموية الناعمة ، ومن 2000 إلى 8000 م / سم 2 لشعيرات الدماغ الداخلية. للمقارنة: متوسط قيمة المقاومة الكهربائية عبر البطانة من الشعيرات الدموية من العضلات والهيكل العظمي هو فقط 20 أوم / سم 2.

يتم تحديد نفاذية الحاجز الدموي الدماغي لمعظم المواد إلى حد كبير من خلال خصائصها ، وكذلك من خلال قدرة الخلايا العصبية على تركيب هذه المواد بنفسها. وتشمل المواد التي يمكن التغلب على هذا الحاجز ، أولاً وقبل كل شيء ، الأكسجين وثاني أكسيد الكربون ، وكذلك أيونات المعادن المختلفة ، والجلوكوز ، والأحماض الأمينية الأساسية والأحماض الدهنية اللازمة لأداء الدماغ الطبيعي. يتم نقل الجلوكوز والفيتامينات باستخدام ناقلات. في نفس الوقت ، D- و L- الجلوكوز لديهم معدلات مختلفة من الاختراق من خلال الحاجز - في الأول هو أكثر من 100 مرة أعلى. يلعب الجلوكوز دورا رئيسيا في كل من استقلاب الطاقة في الدماغ وفي تخليق عدد من الأحماض الأمينية والبروتينات.

العامل الرئيسي الذي يحدد عمل الحاجز الدموي الدماغي هو مستوى التمثيل الغذائي للخلايا العصبية.

يتم تزويد الخلايا العصبية بالمواد الضرورية ، ليس فقط بمساعدة الشعيرات الدموية المناسبة ، ولكن أيضًا مع عمليات القواقع اللينة والعناقية ، التي يدور فوقها السائل الدماغي الشوكي. يقع السائل النخاعي في تجويف الجمجمة ، في البطينين في الدماغ وفي الفراغات بين أغشية الدماغ. في البشر ، حجمه حوالي 100-150 مل. بسبب السائل النخاعي ، تتم المحافظة على التوازن التناضحي للخلايا العصبية ويتم إزالة المنتجات الأيضية السامة للنسيج العصبي.

طرق تبادل الوسيط ودور الحاجز الدموي الدماغي في الأيض (على: الراعي ، 1987) 

إن مرور المواد عبر الحاجز الدموي الدماغي لا يعتمد فقط على نفاذية جدار الأوعية الدموية (الوزن الجزيئي والشحنة ودرجة للدهون للمادة) ، ولكن أيضًا على وجود أو عدم وجود نظام نقل نشط.

إن جهاز نقل الجلوكوز المستقل المعتمد على الأنسولين (GLUT-1) ، الذي يوفر نقل هذه المادة عبر الحاجز الدموي الدماغي ، غني بالخلايا البطانية للشعيرات الدموية في الدماغ. يمكن أن يضمن نشاط هذا الناقل توصيل الجلوكوز بمقدار 2-3 مرات مما يتطلبه الدماغ في الظروف العادية.

خصائص أنظمة النقل للحاجز الدموي الدماغي (بعد: Pardridge، Oldendorf، 1977)

اتصالات قابلة للنقل	الركيزة الأساسية	كم ، م	Vmax nmol / min * g
Hexoses	جلوكوز	9	1600
أحماض مونوكاربوكسيلية	اللاكتات	1.9	120
أحماض أمينية محايدة	الفينيل ألانين	0.12	30
الأحماض الأمينية الأساسية	يسين	0.10	6
قتل	مزيج	0.22	6
البيورينات	الأدينين	0027	1
النيوكليوسيدات	الأدينوزين	0018	0.7

في الأطفال الذين يعانون من تعطيل أداء هذا الناقل ، هناك انخفاض كبير في مستوى الجلوكوز في السائل الدماغي الشوكي وعرقلة في تطوير وعمل الدماغ.

يتم نقل الأحماض أحادية الكربوكسيلية (L-lactate ، acetate ، pyruvate) ، وكذلك أجسام الكيتون بواسطة أنظمة منفصلة مجسامية. على الرغم من أن كثافة نقلهم أقل من نقل الجلوكوز ، إلا أنها تشكل ركيزة استقلابية مهمة في الأطفال حديثي الولادة وفي الصيام.

كما يتم نقل نقل الكولين إلى الجهاز العصبي المركزي من قبل الناقل ويمكن تنظيمه من خلال معدل توليف أستيل كولين في الجهاز العصبي.

لا يتم تكوين الفيتامينات من قبل الدماغ ويتم توفيرها من الدم عن طريق أنظمة النقل الخاصة. على الرغم من حقيقة أن هذه الأنظمة لديها نشاط نقل منخفض نسبيا ، في ظل الظروف العادية فإنها يمكن أن توفر نقل كمية الفيتامينات الضرورية للدماغ ، ولكن نقصها في الطعام يمكن أن يؤدي إلى اضطرابات عصبية. بعض بروتينات البلازما يمكن أن تخترق الحاجز الدموي الدماغي. واحدة من طرق اختراقها هي التخلخل (transcytosis) ، بوساطة المستقبلات. هذه هي الطريقة التي يخترق بها الأنسولين الأنسولين ، ترانسفرين ، فاسوبريسين وعامل النمو الشبيه بالإنسولين. الخلايا البطانية من الشعيرات الدموية في الدماغ لديها مستقبلات محددة لهذه البروتينات وقادرة على إجراء الالتقام من مجمع مستقبلات البروتين. من المهم أنه نتيجة للأحداث اللاحقة ، يتحلل المركب ، يمكن إطلاق البروتين السليم على الجانب الآخر من الخلية ، ويتم إعادة تضمين المستقبل في الغشاء. بالنسبة لل proteروتينات والتكتيكات متعددة التكسيات ، فإن طريقة الاختراق من خلال ال BBروتين BBB هي أيضًا عملية إحلال الخلايا ، ولكنها لا ترتبط بعملية مستقبلات محددة.

العديد من الناقلات العصبية الموجودة في الدم ليست قادرة على اختراق BBB. وهكذا، لم يكن لديك هذه القدرة الدوبامين في حين تخترق L-دوبا من خلال BBB عبر نظام نقل الأحماض الأمينية محايد. وبالإضافة إلى ذلك، الخلايا الشعرية تحتوي على أنزيمات استقلاب النواقل العصبية (الكولين، أمينوببتيداز GABA-ناقلة وآخرون)، الأدوية والمواد السامة، والذي يوفر الحماية ليس فقط من الدماغ من الدورة الدموية العصبية، ولكن أيضا على السموم.

كما تشارك GEB في البروتينات الحاملة التي تنقل المواد من الخلايا البطانية من الشعيرات الدموية في الدماغ إلى الدم ، ومنع تغلغلها في الدماغ ، على سبيل المثال ، ب - جليكوبروتين.

في سياق الجنين ، تتغير سرعة نقل المواد المختلفة من خلال BBB بشكل كبير. وبالتالي ، فإن سرعة نقل b-hydroxybutyrate ، و tryptophan ، و adenine ، و الكولين ، و الجلوكوز عند الأطفال حديثي الولادة أعلى بكثير من البالغين. وهذا يعكس الحاجة الأعلى نسبيا للدماغ النامي في الطاقة والركائز الجزيئية.

[1], [2], [3], [4], [5]