Asinsradensijas barjera

Asins un smadzeņu barjera ir ārkārtīgi svarīga smadzeņu homeostāzes nodrošināšanai, tomēr daudzi jautājumi par tā veidošanos joprojām nav pilnībā izprotami. Bet jau tagad ir pilnīgi skaidrs, ka BBB ir visizteiktākais histohematoloģiskā barjera diferenciācija, sarežģītība un blīvums. Tā galvenā strukturālā un funkcionālā vienība ir smadzeņu kapilāru endotēlija šūnas.

Smadzeņu metabolisms, tāpat kā neviens cits orgāns, nav atkarīgs no vielām, kuras nonāk asinīs. Daudzus asinsvadus, kas nodrošina nervu sistēmas darbību, izceļ fakts, ka vielu iespiešanās process caur sienām ir selektīvs. Smadzeņu kapilāru endotēlija šūnas ir saistītas ar nepārtrauktiem nepārtrauktiem kontaktiem, tāpēc vielas var iziet tikai pa šūnām, bet ne starp tām. Glīvu šūnas, otrā asinsrades barjeras sastāvdaļa, pieliek pie kapilāru ārējās virsmas. Smadzeņu sirds kambara asinsvadu spiedienos barjeras anatomiskais pamats ir arī cieši saistītas epitēlija šūnas. Pašlaik asins-smadzeņu barjeru nav uzskatāms par anatomisko un morfoloģisko un funkcionāls, kā veidojums, kas spēj selektīvi iet, un dažos gadījumos un piegādāti nervu šūnām, izmantojot aktīvo transporta mehānismu dažādām molekulām. Tādējādi barjera veic regulējošās un aizsardzības funkcijas

Smadzenēs pastāv struktūras, kurās novājināta asins-smadzeņu barjera. Tas, pirmkārt, hipotalāmu, kā arī vairāki veidojumu apakšā 3. Un 4. Vēderiņu - aizmugures box (apgabals postrema) subfornical subkomissuralny un iestādes, kā arī čiekurveidīgs dziedzeris. BBB integritāti traucē smadzeņu išēmijas un iekaisuma bojājumi.

Tiek uzskatīts, ka asins-smadzeņu barjera tiek galīgi izveidota, ja šo šūnu īpašības atbilst diviem nosacījumiem. Pirmkārt, šķidrās fāzes endocitozes (pinocitozes) tempam jābūt ļoti zemam. Otrkārt, starp šūnām ir jānosaka īpaši blīvi kontakti, kuriem raksturīga ļoti liela elektriskā pretestība. Tas sasniedz 1000-3000 Ω / cm ² mīkstās duļķes kapilāriem un no 2000 līdz 8000 0m / cm2 intraparenhimālas smadzeņu kapilāriem. Salīdzinājumam: skeleta muskuļu kapilāru transendoteliālās elektriskās pretestības vidējā vērtība ir tikai 20 omi / cm2.

Lielākajai daļai vielu asins-smadzeņu barjeras caurlaidība lielā mērā ir atkarīga no to īpašībām, kā arī no neironu spējas sintezēt šīs vielas atsevišķi. Vielas, kas var pārvarēt šo barjeru, ir, pirmkārt, skābeklis un oglekļa dioksīds, kā arī dažādi metāla joni, glikoze, neaizvietojamās aminoskābes un taukskābes, kas nepieciešamas smadzeņu normālai darbībai. Glikozes un vitamīnu transports tiek veikts, izmantojot vektorus. Tajā pašā laikā D- un L-glikozei ir dažādi caurlaidi caur barjeru - vispirms tas ir vairāk nekā 100 reizes lielāks. Glikozei ir nozīmīga loma gan smadzeņu enerģijas vielmaiņā, gan vairāku aminoskābju un olbaltumvielu sintēzē.

Galvenais faktors, kas nosaka asins-smadzeņu barjeras darbību, ir nervu šūnu metabolisma līmenis.

Neironiem tiek nodrošināti nepieciešamie līdzekļi ne tikai ar piemērotu asins kapilāru palīdzību, bet arī ar mīksto un aramzāģu čaumalu procesiem, pa kuru cirkulē cerebrospinālais šķidrums. Cerebrospinālais šķidrums atrodas galvaskausa dobumā, smadzeņu sirds kambaros un telpās starp smadzeņu membrānām. Cilvēkiem tas ir aptuveni 100-150 ml. Ņemot vērā cerebrospinālajā šķidrumā, tiek saglabāts nervu šūnu osmotiskais līdzsvars un tiek noņemti vielmaiņas produkti, kas ir toksiski nervu audiem.

Mediatora apmaiņas veidi un asins-smadzeņu barjeras loma metabolismā (par: Shepherd, 1987) 

Vielu pāreja caur asins-smadzeņu barjeru ir atkarīga ne tikai no asinsvadu sienas caurlaidības (molekulmasa, vielas uzlāde un lipofīlitāte), bet arī no aktīva transporta sistēmas klātbūtnes vai neesamības.

Stereospecifisks no insulīniem neatkarīgs glikozes pārvadātājs (GLUT-1), kas nodrošina šīs vielas pārnešanu caur asins-smadzeņu barjeru, ir bagāts ar smadzeņu kapilāru endotēlija šūnām. Šī transportētāja aktivitāte var nodrošināt glikozes piegādi 2-3 reizes lielākā apjomā, nekā nepieciešams smadzenēs normālos apstākļos.

Asinsvadu barjeras transporta sistēmas raksturojums (pēc: Pardridge, Oldendorf, 1977)

Pārvadājamie savienojumi	Primārais substrāts	Km, mM	Vmax nmol / min * g
Heksozes	Glikoze	9	1600
Mono-carboxylic acid	Laktāts	1.9	120
Neitrālās aminoskābes	Fenilalanīns	0,12	30
Pamata aminoskābes	Lizīns	0.10	6. Vieta
Amin	Holin	0,22	6. Vieta
Purīni	Adenīns	0,027	1
Nukleozīdi	Adenozīns	0.018	0.7

Bērniem, kuriem traucēta šī transporta līdzekļa darbība, smadzeņu asinsvadu šķidruma glikozes līmeņa būtiska samazināšanās un smadzeņu attīstības un darbības traucējumi.

Monokarbonskābes (L-laktāts, acetāts, piruvāts), kā arī ketonu struktūras tiek pārvadātas ar atsevišķām stereospecifiskajām sistēmām. Lai gan to transportēšanas intensitāte ir mazāka nekā glikozes transportēšana, tie ir nozīmīgs vielmaiņas substrāts jaundzimušajiem un tukšā dūšā.

Holīna transportēšanu ar centrālo nervu sistēmu veic arī pārvadātājs, un to var regulēt ar acetilholīna sintēzes ātrumu nervu sistēmā.

Vitamīni netiek sintezēti smadzenēs, un tiek piegādāti no asinīm, izmantojot īpašas transporta sistēmas. Neskatoties uz to, ka šīm sistēmām ir relatīvi zema transporta aktivitāte, parastos apstākļos tās var nodrošināt smadzenēs nepieciešamo vitamīnu daudzuma transportēšanu, taču to trūkums pārtikā var izraisīt neiroloģiskus traucējumus. Daži plazmas olbaltumvielas var iekļūt arī asins-smadzeņu barjerā. Viens no tā izplatīšanās veidiem ir transcitozi, ko veic ar receptoriem. Tādā veidā insulīns, transferīns, vazopresīns un insulīnam līdzīgs augšanas faktors iekļūst barjerā. Smadzeņu kapilāru endotēlija šūnas ir specifiski šo olbaltumvielu receptori un spēj veikt olbaltumvielu receptoru kompleksa endocitozi. Svarīgi, lai sekojošu notikumu rezultātā komplekss saplīst, infekcijas proteīns var izdalīties šūnu pretējā pusē, un receptoru no jauna iestrādā membrānā. Polikotiozu olbaltumvielu un lektīnu gadījumā caur BBB iekļūst arī transcitozes paņēmiens, bet tas nav saistīts ar specifisku receptoru darbību.

Daudzi asinsritē esošie neirotransmiteri nespēj iekļūt BBB. Tādējādi dopamīnam nav šīs spējas, savukārt L-Dopa iekļūst caur BBB, izmantojot neitrālu aminoskābju transporta sistēmu. Turklāt, kapilāru šūnas satur fermentus metabolisko neirotransmiteru (holīnesterāzes, GABA-aminotransamināze aminopeptidāzi et al.), Narkotiku un toksiskas vielas, kas nodrošina ne tikai lai aizsargātu smadzenēs no asinīm cirkulējošā neirotransmiteru, bet arī uz toksīniem.

GEB piedalās arī nesēja olbaltumvielās, kas pārvada vielas no galvas smadzeņu kapilāru endotēlija šūnām uz asinīm, novēršot to iekļūšanu smadzenēs, piemēram, b-glikoproteīnu.

Ontogēnijas gaitā būtiski mainās dažādu vielu transportēšanas ātrums caur BBB. Tādējādi b-hidroksibutirāta, triptofāna, adenīna, holīna un glikozes transportēšanas ātrums jaundzimušajiem ir ievērojami augstāks nekā pieaugušajiem. Tas atspoguļo relatīvi augsto vajadzību pēc smadzenēm, kas attīstās enerģētikas un makromolekulārajos substrātos.

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