Veri-aivoesteri

Veren aivotesteri on äärimmäisen tärkeä aivojen homeostaasin ylläpitämisessä, mutta monia muodostumista koskevia kysymyksiä ei vieläkään täysin ymmärretä. Mutta jo nyt on täysin selvää, että BBB on voimakkaimmin histohematologisen esteen erilaistumisesta, monimutkaisuudesta ja tiheydestä. Sen tärkein rakenteellinen ja toiminnallinen yksikkö on aivojen kapillaarien endoteelisolut.

Aivojen aineenvaihdunta, kuten mikään muu elin, ei riipu verenkierrosta tulevista aineista. Lukuisat verisuonet, jotka tarjoavat hermoston toimintaa, erottuvat sillä, että aineiden seinämien läpi tunkeutumisen prosessi on valikoiva. Aivojen kapillaareja endoteelisoluja yhdistetään jatkuvilla jatkuvilla kontaktilla, joten aineet voivat kulkea vain solujen läpi, mutta ei niiden välillä. Veri-solut, veri-aivoesteen toinen komponentti, tarttuvat kapillaarien ulkopintaan. Aivojen kammioiden vaskulaarisissa plexeissa esteen anatominen perusta ovat epiteelisolut, jotka ovat myös tiiviisti liitettyjä. Tällä hetkellä, veri-aivoesteen ei katsota anatominen ja morfologiset ja toiminnalliset kuin muodostelma voi kulkea selektiivisesti, ja joissakin tapauksissa, ja toimitetaan hermosolujen avulla aktiivisen kuljetuksen mekanismeista eri molekyylejä. Siten este estää sääntely- ja suojaustoimintoja

Aivoissa on rakenteita, joissa veri-aivoesteri heikkenee. Tämä ennen kaikkea hypotalamus, sekä useita kokoonpanojen alareunassa 3. Ja 4. Kammiot - taka box (area postremassa), subfornikaalisen subkomissuralny ja elinten sekä käpylisäke. BBB: n eheys häiritsee iskeemisiä ja tulehduksellisia aivojen vaurioita.

Veren aivoesteen katsotaan muodostuvan lopulta, kun näiden solujen ominaisuudet täyttävät kaksi olosuhteita. Ensinnäkin nestemäisen vaiheen endosytoosin (pinosytoosin) määrän pitäisi olla erittäin vähäinen. Toiseksi solujen välillä on muodostettava tiettyjä tiiviitä koskettimia, joiden ominaispiirre on erittäin suuri sähkövastus. Se saavuttaa arvot 1000-3000 Ω / cm ² pehmeän kova-aineen kapillaareille ja 2000 - 8000 0m / cm2 intraparenchymal aivokapillaareille. Vertailun vuoksi luurankolihaksen kapillaarien transendoteelisen sähkövastuksen keskiarvo on vain 20 ohm / cm2.

Veren aivoesteen läpäisevyys useimmille aineille määräytyy pitkälti niiden ominaisuuksien sekä kyvyn kykyä syntetisoida nämä aineet yksinään. Aineet, jotka voivat voittaa tämän esteen, sisältävät ennen kaikkea happea ja hiilidioksidia sekä erilaisia metalli-ioneja, glukoosia, välttämättömiä aminohappoja ja rasvahappoja, jotka ovat välttämättömiä aivojen normaalille toiminnalle. Glukoosin ja vitamiinien kuljetus tapahtuu vektoreilla. Samanaikaisesti D- ja L-glukoosilla on eri läpäisyaste eston kautta - ensimmäisessä se on yli 100 kertaa suurempi. Glukoosilla on tärkeä rooli sekä aivojen energia-aineenvaihdunnassa että useiden aminohappojen ja proteiinien synteesissä.

Veren ja aivoesteen toimivuuden määrittäva tekijä on hermosolujen metabolian taso.

Neuronien tarjontaa tarvittavilla aineilla suoritetaan paitsi sopivien verikapillaarien avulla myös pehmeiden ja arachnoidisten kuoren prosessien ansiosta, joihin aivo-selkäydinneste kierrätetään. Cerebrospinnaalinen neste sijaitsee kallon ontelossa, aivojen kammioissa ja aivojen kalvojen välisissä tiloissa. Ihmisillä sen tilavuus on noin 100-150 ml. Aivo-selkäydinnesteiden ansiosta hermosolujen osmoottinen tasapaino säilyy ja hermokudosta aiheuttavat metaboliset tuotteet poistetaan.

Medianvaihdon tapoja ja veri-aivoesteen merkitys aineenvaihdunnassa (Shepherd, 1987) 

Aineiden kulkeutuminen veren ja aivojen esteen läpi ei riipu pelkästään verisuonten seinämän läpäisevyydestä (molekyylimassa, aineen rasva ja lipofiilisuus), vaan myös aktiivisen kuljetusjärjestelmän läsnäolosta tai puuttumisesta.

Stereospesifinen insuliinista riippumaton glukoosi-kuljetin (GLUT-1), joka tarjoaa tämän aineen siirtymisen veren aivoesteen kautta, on runsaasti aivojen kapillaarien endoteelisoluja. Tämän kuljettajan aktiivisuus voi varmistaa glukoosin saannin 2-3 kertaa, mitä aivoissa vaaditaan normaaleissa olosuhteissa.

Veren aivotesteen kuljetusjärjestelmän ominaispiirteet (Pardridge, Oldendorf, 1977)

Siirrettävät liitännät	Ensisijainen substraatti	Km, mM	Vmax nmol / min * g
Heksooseiksi	Glukoosi	9	1600
Mono-karboksyylihapon happo	Laktaatti	1.9	120
Neutraalit aminohapot	Fenyylialaniinin	0.12	30
Perus aminohappoja	Lysiiniä	0,10	6
Murha	Sekoittaa	0,22	6
Purines	Adeniini	0027	1
Nukleosidit	Adenosiini	0018	0,7

Lapset, joilla on häiriö tämän kuljettajan toiminnassa, glukoosin pitoisuus on merkittävästi pienentynyt aivo-selkäydinnesteessä ja häiriö aivojen kehityksessä ja toiminnassa.

Monokarboksyylihapot (L-laktaatti, asetaatti, pyruvaatti) sekä ketonikappaleet kuljetetaan erillisillä stereospesifisillä järjestelmillä. Vaikka niiden liikenteen voimakkuus on glukoosin kuljetusta alhaisempi, ne ovat tärkeä aineenvaihdunta-aine substraateille vastasyntyneissä ja paastoissa.

Koliinin kuljettaminen keskushermostoon välittää myös kantoaine ja sitä voidaan säätää asetyylikoliinin synteesin nopeudella hermojärjestelmässä.

Aivot eivät synnytä vitamiineja ja ne toimitetaan verestä erityisten kuljetusjärjestelmien avulla. Huolimatta siitä, että näillä järjestelmillä on suhteellisen alhainen liikenne, normaaleissa olosuhteissa ne pystyvät kuljettamaan aivoihin tarvittavia vitamiineja, mutta niiden puute elintarvikkeessa voi johtaa neurologisiin häiriöihin. Jotkut plasman proteiinit voivat myös tunkeutua veri-aivoesteen. Yksi tunkeutumisen tavoista on transsitoosi, jota välittävät reseptorit. Näin insuliini, transferriini, vasopressiini ja insuliinin kaltainen kasvutekijä tunkeutuvat esteeseen. Aivojen kapillaarien endoteelisoluissa on spesifisiä reseptoreita näille proteiineille ja kykenevät suorittamaan proteiiniseptorikompleksin endosytoosi. On tärkeää, että seuraavien tapahtumien seurauksena kompleksi hajoaa, ehjä proteiini voidaan vapauttaa solun vastakkaisella puolella, ja reseptori on uudelleen upotettu kalvoon. Polkyationisien proteiinien ja lektiinien tapauksessa BBB: n läpi tunkeutumisen menetelmä on myös transsytoosi, mutta se ei liity spesifisten reseptorien toimintaan.

Monet veressä olevat välittäjäaineet eivät pääse tunkeutumaan BBB: hen. Siten, dopamiini ei ole tätä kykyä, kun L-dopan läpäisee BBB kautta neutraalin aminohapon kuljetusjärjestelmä. Lisäksi hiussuonten solut sisältävät entsyymejä metabolisoivien välittäjäaineiden (koliiniesteraasin, GABA-transaminaasin aminopeptidaasia et ai.), Drugs ja myrkyllisiä aineita, mikä ei pelkästään suojaa aivojen verestä kiertävän välittäjäaineiden, mutta myös myrkkyjä.

GEB osallistuu myös kantoaineproteiineihin, jotka kuljettavat aineita aivojen kapillaarien endoteelisoluista veriin estäen niiden tunkeutumisen aivoihin, esimerkiksi b-glykoproteiinin.

Ontogeenin aikana eri aineiden kuljetusnopeus BBB: n kautta muuttuu merkittävästi. Näin ollen b-hydroksibutyraatin, tryptofaanin, adeniinin, koliinin ja glukoosin kuljetusnopeus vastasyntyneissä on huomattavasti korkeampi kuin aikuisilla. Tämä heijastaa kehittyvän aivojen suhteellisen korkeaa tarvetta energia- ja makromolekyylisubstraateissa.

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