Križno-možganska pregrada

Križno-možganska pregrada je izredno pomembna za zagotavljanje homeostaze v možganih, vendar mnoga vprašanja v zvezi z njeno formacijo še vedno niso popolnoma razumljena. Toda že sedaj je povsem jasno, da je BBB najbolj izrazit pri diferenciaciji, kompleksnosti in gostoti histohematološke pregrade. Njena glavna strukturna in funkcionalna enota je endotelna celica kapilar v možganih.

Metabolizem možganov, tako kot noben drug organ, je odvisen od snovi, ki prihajajo s krvnim obtokom. Številne krvne žile, ki zagotavljajo delo živčnega sistema, se odlikujejo po dejstvu, da je proces prodiranja snovi skozi stene selektiven. Endotelijske celice kapilar v možganih so povezane s stalno zveznimi kontakti, zato snovi lahko prehajajo le skozi celice sami, ne pa med njimi. Glialne celice, druga komponenta krvno-možganske bariere, se držijo zunanje površine kapilar. Vaskularni pleksi možganskih prekatov so anatomske osnove pregrade epitelijske celice, ki so tudi tesno povezane. Trenutno je krvno-možgansko pregrado, ne štejejo kot anatomske in morfološke in funkcionalne kot Zanimiv je mogoče po izbiri prenesti, in v nekaterih primerih in dostavi živčne celice z aktivnim transportnih mehanizmov za različne molekule. Tako prepreka izvaja regulativne in zaščitne funkcije

V možganih obstajajo strukture, v katerih je krvno-možganska pregrada oslabljena. To predvsem, hipotalamus, kot tudi številne formacije na dnu 3. In 4. Prekatov - zadnje polje (območje postrema), subfornical subkomissuralny in organi, kot tudi epifizo. Celovitost BBB moti ishemična in vnetna lezija možganov.

Krvno-možganska pregrada se šteje, da se končno oblikuje, ko lastnosti teh celic izpolnjujejo dva pogoja. Prvič, stopnja tekoče-fazne endocitoze (pinocitoza) v njih mora biti izredno nizka. Drugič, med celicami se morajo oblikovati specifični gosti kontakti, za katere je značilen zelo visok električni upor. Pri kapilarah mehkega dura mater doseže vrednosti 1000-3000 Ω / cm ² in od 2000 do 8000 0m / cm2 za intraparenchymalne možganske kapilare. Za primerjavo: povprečna vrednost transendothelialne električne upornosti kapilar skeletnih mišic je le 20 ohmov / cm2.

Prepustnost krvno-možganske barijere za večino snovi je v veliki meri odvisna od njihovih lastnosti, pa tudi zaradi sposobnosti nevronov, da same snovi same sintetizirajo. Snovi, ki lahko presežejo to oviro, vključujejo predvsem kisik in ogljikov dioksid ter različne kovinske ione, glukozo, esencialne aminokisline in maščobne kisline, potrebne za normalno delovanje možganov. Prevoz glukoze in vitaminov poteka z uporabo vektorjev. Hkrati imajo D- in L-glukoza različne stopnje penetracije skozi pregrado - v prvem je več kot 100-krat večja. Glukoza igra pomembno vlogo tako pri presnovi energije v možganih kot tudi pri sintezi številnih aminokislin in beljakovin.

Vodilni dejavnik, ki določa delovanje krvno-možganske barijere, je stopnja presnove živčnih celic.

Neuroni so opremljeni s potrebnimi snovmi ne le s pomočjo primernih krvnih kapilar, temveč tudi s procesi mehke in arahnoidne lupine, nad katerimi cirkulira cerebrospinalna tekočina. Cerebrospinalna tekočina se nahaja v votlini lobanje, v možganih in v prostoru med membranami možganov. Pri ljudeh njen volumen znaša približno 100-150 ml. Zaradi cerebrospinalne tekočine se ohranja osmotsko ravnovesje živčnih celic, odstranijo pa se metabolni produkti, strupeni za živčno tkivo.

Način izmenjave mediatorja in vloga krvno-možganske pregrade v presnovi (na: Shepherd, 1987) 

Prehod snovi preko krvno-možganske barijere ni odvisen le od prepustnosti do žilnih zidov (molekulska masa, naboj in lipofilnost snovi), temveč tudi na prisotnosti ali odsotnosti aktivnega transportnega sistema.

Stereospecificni insulin-neodvisni glukozni transporter (GLUT-1), ki zagotavlja prenos te snovi skozi krvno-možgansko pregrado, je bogat z endotelnimi celicami kapilar v možganih. Dejavnost tega prevoznika lahko zagotovi dobavo glukoze v količini, ki je 2-3-kratna, kot jo zahteva možgani v normalnih pogojih.

Značilnosti transportnih sistemov krvno-možganske pregrade (po: Pardridge, Oldendorf, 1977)

Prenosne povezave	Primarni substrat	Km, mM	Vmax nmol / min * g
Heksosi	Glukoza	9	1600
Monokarboksilne kisline	Laktat	1.9	120
Nevtralne aminokisline	Fenilalanin	0.12	30
Osnovne aminokisline	Lizin	0.10	6
Amin	Holin	0,22	6
Purines	Adenin	0,027	1
Nukleozidi	Adenozin	0,018	0,7

Pri otrocih z motnjami v delovanju tega transporterja se znatno zmanjša nivo glukoze v cerebrospinalni tekočini in motnja v razvoju in delovanju možganov.

Monokarboksilne kisline (L-laktat, acetat, piruvat), kot tudi ketonska telesa se prevažajo z ločenimi stereospecificnimi sistemi. Čeprav je intenzivnost njihovega prevoza manjša od transporta glukoze, so pomemben presnovni substrat pri novorojenčkih in na tešče.

Prevoz holina v osrednji živčni sistem tudi nosi nosilec in ga lahko uravnava hitrost sinteze acetilholina v živčnem sistemu.

Vitamini ne sintetizirajo možgani in se s krvjo dobavljajo s posebnimi transportnimi sistemi. Kljub dejstvu, da imajo ti sistemi relativno nizko transportno aktivnost, lahko v normalnih pogojih zagotovijo prevoz količine vitaminov, ki so potrebni za možgane, vendar pa njihova pomanjkljivost v hrani lahko povzroči nevrološke motnje. Nekatere plazemske beljakovine lahko tudi prodrejo v krvno-možgansko pregrado. Eden od načinov njihovega prodiranja je transcitoza, ki jo posredujejo receptorji. Tako preidejo na oviro insulin, transferin, vazopresin in insulin podoben rastni faktor. Endotelne celice kapilar v možganih imajo specifične receptorje za te proteine in so sposobne izvesti endocitozo proteinsko-receptorskega kompleksa. Pomembno je, da se zaradi kasnejših dogodkov kompleksni dezintegrira, se na nasprotni strani celice lahko sprosti nepoškodovan protein in receptor je ponovno vdelan v membrano. Pri polikacijskih beljakovinah in lektinah je metoda penetracije skozi BBB tudi transcitoza, vendar ni povezana z delovanjem specifičnih receptorjev.

Številni nevrotransmitorji, prisotni v krvi, ne morejo prodreti v BBB. Tako dopamina nima te sposobnosti, medtem ko L-Dopa prodre skozi BBB z nevtralnim transportnim sistemom amino kisline. Poleg tega kapilarnih celice vsebujejo encime, ki presnavljajo nevrotransmiterja (holinesteraze GABA-transaminaza aminopeptidaze et al.), Drog in strupenih snovi, ki ne zagotavlja samo zaščite možganov iz krvi krožečega nevrotransmiterjev, pa tudi na toksine.

GEB sodeluje tudi v nosilnih beljakovinah, ki transportirajo snovi iz endotelijskih celic kapilar v možganih v krvi in preprečujejo njihovo prodiranje v možgane, na primer b-glikoprotein.

V času ontogenosti se transportna hitrost različnih snovi preko BBB bistveno spremeni. Tako je hitrost transporta b-hidroksibutirata, triptofana, adenina, holina in glukoze pri novorojenčkih znatno višja kot pri odraslih. To odraža sorazmerno večjo potrebo po razvoju možganov v energiji in makromolekulih substratih.

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