Kāda ir asins-smadzeņu barjera?
Asins-smadzeņu barjera ir barjera starp asinīm un smadzeņu vielu. To veido endotēlija šūnas uz smadzeņu asins kapilāru iekšējās sienas un astrocīti (glia šūnu forma), kas ieskauj asinsvadus. Endotēlija šūnas kapilāros smadzeņu asinsvados ir tik cieši saistītas viena ar otru, izmantojot tā sauktos ciešos savienojumus (jostas formas, šauri savienojumi), ka nekādas vielas nevar nekontrolēti izslīdēt starp šūnām. Lai iekļūtu smadzenēs, visām vielām ir jāiziet cauri šūnām, kas tiek stingri kontrolēts.
Starp asinīm un smadzeņu dobuma sistēmu, kas satur cerebrospinālo šķidrumu (CSF), pastāv salīdzināma barjera. Šī tā sauktā asins-cerebrospinālā šķidruma barjera ir nedaudz vājāka nekā asins-smadzeņu barjera. Tādējādi, neskatoties uz barjeras funkciju, ir iespējama zināma vielu apmaiņa starp asinīm un cerebrospinālajā šķidrumā.
Kāda ir asins-smadzeņu barjeras funkcija?
Asins-smadzeņu barjeras filtra funkcija
Asins-smadzeņu barjerai ir arī ļoti selektīva filtrēšanas funkcija:
Mazas taukos šķīstošas vielas, piemēram, skābeklis, oglekļa dioksīds vai pat anestēzijas gāzes, var šķērsot hematoencefālisko barjeru, izkliedējoties caur endotēlija šūnām. Dažas citas vielas, kas nepieciešamas smadzeņu audiem (piemēram, glikoze asinīs = glikoze, elektrolīti, daži peptīdi, insulīns utt.), tiek izvadītas caur barjeru ar īpašu transporta sistēmu palīdzību.
Savukārt pārējās vielas tiek aizturētas, lai tās nevarētu radīt nekādus bojājumus jutīgajās smadzenēs. Piemēram, neirotransmiteri asinīs nedrīkst iziet cauri hematoencefālisko barjerai, jo tie traucētu informācijas plūsmu no smadzeņu nervu šūnām. Dažādas zāles un patogēni arī jānotur no smadzenēm ar hematoencefālisko barjeru.
Dažas vielas iekļūst barjerā
Medicīnā dažreiz smadzenēs ir jānogādā zāles, kas nevar šķērsot hematoencefālisko barjeru. Viens piemērs: Parkinsona slimnieku smadzenēs trūkst neirotransmitera dopamīna. Tomēr pacientiem nevar dot dopamīnu, lai to kompensētu, jo tas nevar šķērsot hematoencefālisko barjeru. Tā vietā pacientiem tiek ievadīts dopamīna prekursors levodopa (L-dopa), kas var viegli nokļūt no asinīm smadzenēs. Pēc tam ferments to pārvērš efektīvā dopamīnā.
Smadzeņu audzēju ārstēšanai hematoencefālisko barjeru uz laiku pārspēj, miega artērijā ievadot ļoti hipertonisku šķīdumu. Tas ļauj audzēju inhibējošām zālēm sasniegt smadzenes.
Kur atrodas asins-smadzeņu barjera?
Asins-smadzeņu barjera atrodas smadzenēs. Endotēlija šūnas uz smalko asinsvadu iekšējās sienas noblīvē asinsvadu sienas caur ciešiem savienojumiem, nodrošinot faktisko barjeras funkciju (kopā ar apkārtējiem astrocītiem).
Kādas problēmas var izraisīt asins-smadzeņu barjera?
Bilirubīns, žults pigments, parasti tiek turēts ārpus smadzenēm, saistoties ar plazmas olbaltumvielām. Tomēr priekšlaicīgi dzimušiem zīdaiņiem bilirubīna koncentrāciju asinīs var tik ļoti palielināt hemolīze (sarkano asins šūnu izšķīšana) un lēna degradācija, ka tiek pārsniegta plazmas olbaltumvielu spēja saistīt bilirubīnu. Brīvais, nesaistītais bilirubīns pēc tam var šķērsot hematoencefālisko barjeru (mazulim) un iekļūt smadzeņu audos. Šī kodola vai jaundzimušā dzelte var izraisīt neatgriezeniskus smadzeņu bojājumus.
Infekcijas un audzēji
Citomegalovīrusi no herpes vīrusu grupas izmanto baltās asins šūnas kā nesējus, lai šķērsotu hematoencefālisko (zīdaiņu) barjeru. Grūtniecei infekcija izraisa spontānu abortu (abortu), nedzimušā embrija nāvi vai ģeneralizētu mazuļa infekciju ar smadzeņu iekaisumu (encefalītu), pārkaļķošanos smadzenēs, krampjus un paralīzi. Ja mazulis inficējas pēc piedzimšanas, var parādīties tādi paši simptomi, taču gaita var palikt neuzkrītoša.
Audzēju metastāzes var šķērsot arī hematoencefālisko barjeru. Vēža šūnas pievienojas kapilāru endotēlija sienai un izsaka savas molekulas adhēzijai. Pēc tam tie saistās ar īpašiem receptoriem, ar kuriem tiek atvērts ceļš caur hematoencefālisko barjeru.
