Hematoencefalická bariéra (BBB): stavba, funkcia a ochrana mozgu
Hematoencefalická bariéra (BBB): pochopte jej stavbu, funkciu a ako chráni mozog pred infekciami, neurotoxínmi a poškodením. Praktické tipy na podporu BBB.
Hematoencefalická bariéra (BBB) je vysoko selektívna priepustná bariéra, ktorá kontroluje, čo sa dostane z krvného obehu do mozgu a čo nie. Je kľúčová pre udržiavanie stabilného vnútorného prostredia mozgu a jeho správnej funkcie.
Stavba (mikroanatóia)
Hematoencefalickú bariéru tvoria predovšetkým endotelové bunky kapilár mozgu, ktoré sú pevne spojené pomocou tight junctions (tesné medzibunkové spojenia). K ďalším súčastiam patria:
- bazálna membrána (extracelulárny matrix), ktorá poskytuje podporu a filtráciu,
- pericyty — bunky obopínajúce kapiláry, dôležité pre reguláciu prietoku krvi a integrity bariéry,
- astrocytové nožičky (end-feet astrocytov), ktoré obklopujú kapiláry a sprostredkúvajú výmenu látok a signály medzi krvou a neurónmi,
- mikrogliálne bunky a ďalšie bunkové komponenty, ktoré ovplyvňujú imunitnú odpoveď v mozgu.
Funkcia
BBB umožňuje prechod vody, niektorých plynov (ako O2 a CO2) a molekúl rozpustných v tukoch pasívnou difúziou. Zároveň selektívne umožňuje vstup látok nevyhnutných pre mozog, napríklad glukózu a aminokyseliny, ktoré sú kľúčové pre metabolizmus a tvorbu neurotransmiterov. Bariéra tiež bráni mnohým škodlivým látkam — vrátane baktérií a vírusov — aby sa dostali do mozgu, čím pomáha chrániť pred infekciou a nadmerným zápalom.
Mechanizmy transportu
Prechod látok cez BBB sa deje niekoľkými mechanizmami:
- Pasívna difúzia: malé lipofilné molekuly prechádzajú ľahšie.
- Nositeľmi sprostredkovaný transport (carrier-mediated transport): napr. transportér glukózy GLUT1 pre glukózu alebo špecifické systémy pre aminokyseliny.
- Receptorom sprostredkovaná transcytóza: väčšie molekuly ako inzulín alebo transferín sa viažu na receptory a sú transportované cez bunku v bublinkách (vezikuloch).
- Efúzne pumy (aktívne vylučovanie): proteíny ako P-glykoproteín (multidrug-resistance pumps) aktívne odstraňujú toxíny a niektoré lieky z mozgu späť do krvi — ide o formu aktívneho transportného mechanizmu.
Oblasti mozgu bez plnohodnotnej BBB
Niekoľko malých oblastí v mozgu nemá klasickú hematoencefalickú bariéru (tzv. circumventricularne orgány). Tieto oblasti sú dôležité pre monitorovanie zložiek krvi a reguláciu hormonálnych a homeostatických funkcií. Medzi ne patrí napríklad area postrema (centrum na vyvolanie zvracania), median eminence, subfornikálny orgán a organum vasculosum laminae terminalis. Tiež choroidálny plexus má odlišné, viac prepustné kapiláry a tvorí krvno–mozgový mokový filter (blood–CSF barrier).
Porušenie BBB a klinický význam
BBB môže byť poškodená pri mnohých ochoreniach a stavoch: ischemický mozgový infarkt (cievna mozgová príhoda), traumatické poranenie mozgu, zápalové ochorenia (napr. roztrúsená skleróza), infekcie, nádorové procesy alebo vplyvom chronických chorôb (hypertenzia, diabetes) a starnutia. Porušenie bariéry vedie k edému, zápalovej odpovedi, zvýšenej priepustnosti pre toxíny a zápalové bunky a môže zhoršiť neurologický deficit.
V klinickej praxi sa narušenie BBB dá detegovať zobrazovacími metódami (napr. MRI s kontrastom — unikanie gadolínia) a je dôležité pri plánovaní liečby mozgových ochorení.
Výzvy a prístupy k liečbe: prekonávanie BBB
BBB je veľkou prekážkou pri podávaní liekov do mozgu, preto sa vyvíjajú techniky na jej dočasné alebo cielenejšie prekonanie:
- osmoticé otváranie bariéry (hypertonické roztoky),
- fokusovaný ultrazvuk v kombinácii s mikrobublinkami na lokálne a reverzibilné zvýšenie priepustnosti,
- vytváranie liekov viazaných na ligandy, ktoré využívajú receptorom sprostredkovanú transcytózu,
- nanotechnologické nosiče a liposómy, intratekalné alebo intraventrikulárne podanie pri ťažkých ochoreniach.
Prevencia a ochrana BBB
Ochrana hematoencefalickej bariéry súvisí s celkovým zdravím: kontrola krvného tlaku, udržiavanie normálnej glykémie pri diabetes, zdravý životný štýl (strava, pohyb, nekouření), obmedzovanie expozície toxínom a včasná liečba zápalových a infekčných ochorení. V rámci výskumu sa skúmajú antioxidanty, protizápalové látky a molekuly stabilizujúce tesné spoje ako potenciálne prostriedky na zachovanie integrity BBB.
Hematoencefalická bariéra je teda komplexný a dynamický systém — kľúčový pre ochranu mozgu, ale zároveň výzva pri liečbe neurologických ochorení. Porozumenie jej stavbe, funkciám a mechanizmom porušenia pomáha vyvíjať bezpečnejšie a účinnejšie terapie.
Časť siete kapilár zásobujúcich mozgové bunky
Vyhľadávanie
Nemecký lekár Paul Ehrlich objavil hematoencefalickú bariéru. Do krvného obehu myší vstrekol farbivo. Farbivo sa dostalo do všetkých orgánov okrem mozgu. Hematoencefalická bariéra zabránila farbivu dostať sa do mozgu. Potom jeden z Ehrlichových študentov vstrekol farbivo priamo do mozgu myší. Tentoraz mozog zmodral, ale žiadne iné orgány sa nezmenili. Hematoencefalická bariéra zabránila farbivu dostať sa z mozgu do krvného obehu (ktorý by farbivo preniesol do všetkých ostatných orgánov v tele).
Funkcia
Hematoencefalická bariéra chráni mozog pred mnohými bežnými infekciami. Infekcie mozgu sú zriedkavé. Ak sa vyskytnú, sú často závažné a ťažko liečiteľné. Protilátky (ktoré imunitný systém tela vytvára na boj proti infekciám) sú príliš veľké na to, aby prešli cez hematoencefalickú bariéru. Takisto mnohé antibiotiká nedokážu prejsť cez BBB, aby zničili infekciu v mozgu.
Jedným zo spôsobov, ako dostať lieky do mozgu, je vstreknúť ich do mozgovomiechového moku (CSF). CSF pomáha chrániť mozog a miechu. V skutočnosti sa však mozgu nedotýka. Namiesto toho dve z vrstiev, ktoré chránia mozog a miechu, držia CSF. Z tohto dôvodu, aj keď sa lieky vstreknú priamo do CSF, stále sa do mozgu veľmi dobre nedostanú.
Niektoré baktérie, vírusy a iné látky sa môžu dostať cez hematoencefalickú bariéru a poškodiť mozog. Napríklad:
- Spirochétové baktérie ako Borrelia (spôsobuje boreliózu) a Treponema pallidum (spôsobuje syfilis).
- Niektoré vírusy, ako napríklad západonílsky vírus a vírus detskej obrny
- Alkohol a mnohé nelegálne drogy, ako napríklad heroín a kokaín.
Súvisiace stránky
- Psychoaktívne lieky (lieky, ktoré môžu prechádzať cez hematoencefalickú bariéru)
Otázky a odpovede
Otázka: Čo je to hematoencefalická bariéra?
Odpoveď: Hematoencefalická bariéra je priepustná bariéra, ktorá kontroluje, čo sa z krvného obehu dostane do mozgu.
Otázka: Čo môže prejsť cez hematoencefalickú bariéru?
A: Voda, glukóza a aminokyseliny sú niektoré z vecí, ktoré môžu prejsť cez hematoencefalickú bariéru.
Otázka: Akým škodlivým veciam bráni hematoencefalická bariéra dostať sa do mozgu?
Odpoveď: Hematoencefalická bariéra bráni mnohým škodlivým látkam, ako sú baktérie a vírusy, aby sa dostali do mozgu.
Otázka: Ako sa tvorí hematoencefalická bariéra?
Odpoveď: Hematoencefalickú bariéru tvoria endotelové bunky kapilár.
Otázka: Ako umožňuje hematoencefalická bariéra prestup určitých molekúl?
Odpoveď: Hematoencefalická bariéra umožňuje prechod vody, niektorých plynov a molekúl rozpustných v tukoch pasívnou difúziou. Umožňuje tiež selektívny prenos molekúl, ako sú glukóza a aminokyseliny, ktoré sú kľúčové pre funkciu nervov.
Otázka: Môžu neurotoxíny prechádzať cez hematoencefalickú bariéru?
Odpoveď: Hematoencefalická bariéra môže zabrániť vstupu neurotoxínov prostredníctvom aktívneho transportného mechanizmu.
Otázka: Existujú v mozgu oblasti bez hematoencefalickej bariéry?
Odpoveď: Áno, niekoľko malých oblastí mozgu nemá hematoencefalickú bariéru.
Prehľadať