Blood Brain Barrier: Definisi, Fungsi, Anatomi, Pengangkutan Zat dan Penyakit Terkait

Blood Brain Barrier: Definisi, Fungsi, Anatomi, Pengangkutan Zat dan Penyakit Terkait

Ini adalah struktur kompleks yang dibentuk oleh lapisan sel endotel sistem saraf pusat.

Sel-sel ini secara selektif memungkinkan masuknya molekul yang diperlukan untuk fungsi otak , seperti asam amino, oksigen, glukosa, dan air, sambil menjaga unsur-unsur lain keluar.

Fungsi

Sawar darah-otak membatasi perjalanan zat dari aliran darah ke jaringan sistem saraf pusat.

Ini memberikan permeabilitas yang sangat selektif, dengan kontrol yang jauh lebih ketat daripada di sebagian besar jaringan lain di tubuh atas pergerakan zat melalui endotelium kapiler.

Ini berkontribusi pada pembentukan lingkungan mikro neuron spesifik dan dianggap sebagai bagian dari sistem neuroimun.

Selain melindungi otak dari molekul yang berpotensi berbahaya dan fluktuasi plasma, sawar darah-otak juga melayani tujuan homeostatis, menyediakan nutrisi ke otak (melalui transporter selektif) dan membantu membuang produk limbah.

Dengan mempertahankan lingkungan yang stabil, sawar darah-otak membantu memastikan transmisi sinaptik.

Ilmu urai

Penghalang darah-otak muncul di kapiler darah sistem saraf pusat, karakteristik unik dari organ ini dalam tubuh manusia.

Ini terdiri dari sel-sel endotel yang melapisi bagian dalam setiap pembuluh darah.

Dalam endotel kapiler otak, setiap batas sel melekat erat pada sel yang berdekatan.

Penyatuan ini membuat dinding internal kapiler tahan air.

Struktur ini membatasi lewatnya molekul hidrofilik ke jaringan saraf.

Membran basal kapiler dikelilingi oleh sel-sel khusus sistem saraf pusat, yang juga terlibat secara fungsional, seperti perisit, lamina basal abluminal, astrosit perivaskular, dan mikroglia.

Pericitos

Ini adalah sel kontraktil yang diatur di sekitar kapiler dan fungsinya adalah untuk mengatur pematangan sel endotel dan aliran darah kapiler.

Kurangnya fungsi perisit sangat parah sehingga dapat menyebabkan efektivitas penghalang darah-otak.

Astrosit

Mereka adalah sel glia yang paling melimpah. Salah satu fungsinya yang paling penting adalah dukungan metabolisme dan struktural neuron.

Dengan bagian akhir dari proyeksi selulernya, yang disebut kaki astrositik, kaki astrositik atau pembatas glial, astrosit menutupi zona luar kapiler dan memperkuat efek sawar darah-otak dan membuat filter antara darah dan neuron.

Transportasi di sawar darah-otak

Otak bergantung pada pengiriman hormon dan nutrisi penting, termasuk glukosa dan berbagai asam amino, dari organ lain dalam tubuh.

Penghalang darah-otak membantu memblokir zat berbahaya dan benda mikroskopis, seperti racun, bakteri, dan virus, memasuki otak.

Melalui studi ekstensif, para ilmuwan menemukan bahwa senyawa yang sangat kecil atau larut dalam lemak, seperti antidepresan, obat anti-kecemasan, alkohol, kokain, dan banyak hormon, dapat melewati sel-sel endotel yang membentuk sawar darah otak tanpa banyak. dari usaha.

Sebaliknya, molekul yang lebih besar, seperti glukosa atau insulin, harus diangkut oleh protein.

Protein pengangkut ini, yang terletak di dinding pembuluh darah otak, secara selektif mengunci dan mengekstrak molekul yang diinginkan dari darah ke otak.

Sel-sel di dalam dan di setiap sisi sawar darah-otak selalu berkomunikasi tentang molekul mana yang harus dilewati dan kapan.

Misalnya, jika sel-sel saraf di satu wilayah otak bekerja sangat keras, mereka akan memberi sinyal pada pembuluh darah untuk melebar, memungkinkan sel-sel yang mentransmisikan nutrisi untuk berjalan dengan cepat dari darah ke sel-sel saraf yang membutuhkan.

penyakit

Ketika sawar darah otak rusak, seperti yang terjadi pada beberapa kanker otak, infeksi otak, dan penyakit saraf lainnya seperti: stroke, multiple sclerosis, epilepsi, hipoksia dan iskemia, antara lain, pecah kecil pada pembuluh darah.

Meningitis virus ditandai dengan peradangan pada selaput yang mengelilingi dan melindungi otak dan sumsum tulang belakang dan mengganggu integritas fungsional sawar darah-otak.

Peradangan, yang disebabkan oleh infeksi atau virus, dapat berdampak buruk pada integritas sawar darah-otak, membuatnya lebih permeabel terhadap infiltrasi oleh sel-sel kekebalan.

Stroke iskemik mendahului kerusakan pada sawar darah otak.

Studi menunjukkan bahwa penghalang darah-otak yang permeabel memungkinkan terlalu banyak sel darah putih di otak orang dengan multiple sclerosis.

Dengan akses ke otak, sel-sel ini menyerang myelin, lapisan isolasi antara sel-sel saraf, yang menyebabkan gejala penyakit yang menghancurkan.

Stres meningkatkan permeabilitas sawar darah-otak terhadap makromolekul yang berperedaran dalam darah.

Sementara persimpangan ketat dari penghalang darah-otak bertanggung jawab untuk menjaga bakteri keluar dari otak, mereka juga mencegah masuknya antibodi dan antibiotik; infeksi otak karena itu cukup sulit untuk diperbaiki.

Kanker otak juga sulit diobati dengan agen kemoterapi, yang biasanya tidak menembus otak dan sering diangkut keluar sel oleh transporter multi-obat.

Misalnya, P-glikoprotein mengangkut obat keluar dari sel target, jadi penghambatan transporter ini sangat penting dalam membalikkan resistensi multidrug.

Masuknya limfosit T melintasi sawar darah-otak pada multiple sclerosis menyebabkan demielinasi.

Gangguan sawar darah-otak telah dikaitkan dengan berbagai gangguan neurologis, termasuk penyakit Alzheimer dan penyakit Parkinson, di mana rusaknya sawar diyakini dapat merangsang perkembangan penyakit.

Perubahan sawar darah-otak menginduksi hilangnya neuron dopaminergik, yang dapat berkontribusi pada patogenesis penyakit Parkinson.

Peningkatan ekspresi reseptor untuk produk akhir glikasi -amyloid peptide (Aβ) tingkat lanjut diamati pada neuron, mikroglia, astrosit, pada penyakit Alzheimer.