شارك:
هيكل الحاجز الدماغي الوعائي ، وظائفه وأمراضه
ال حاجز الدم في الدماغ (BHE) هو جدار نصف نافذ بين الدم والدماغ. وهي تتألف من الخلايا التي تشكل جدران الشعيرات الدموية في الدماغ. يسمح هذا الحاجز لعزل الخلايا العصبية في الجهاز العصبي المركزي كيميائيا عن بقية الجسم.
أظهر بول إيرليك ، الطبيب الألماني الذي فاز بجائزة نوبل في الطب عام 1908 ، وجود حاجز الدم في الدماغ.
في عام 1878 قدم أطروحة عن تلطيخ الأنسجة. حاول إرليخ حقن صبغة زرقاء تسمى الأنيلين في مجرى الدم بالماوس. وجد أن جميع الأنسجة كانت مصبوغة باللون الأزرق ، باستثناء الدماغ والحبل الشوكي.
ومع ذلك ، عند حقن نفس الصبغة في السائل النخاعي من البطينين ، كان الجهاز العصبي المركزي بأكمله مصبوغًا باللون الأزرق.
أظهرت هذه التجربة أن هناك حاجزًا بين الدم والسائل في خلايا الدماغ (السائل خارج الخلية): حاجز الدم في الدماغ.
المخ هو العضو الوحيد الذي لديه نظام أمن خاص به. بفضل حاجز الدم في الدماغ ، يمكن الوصول إلى العناصر الغذائية الأساسية مع عرقلة دخول مواد أخرى.
يعمل هذا الحاجز على الحفاظ على حسن سير الخلايا العصبية عن طريق التحكم في دخول وخروج المواد الكيميائية في المخ. على الرغم من أن هذا الحاجز ، لسوء الحظ ، يعمل بشكل فعال على منع مرور المواد الغريبة إلى الدماغ والذي يمنع عادة الأدوية من الوصول إلى هذا الدواء.
في أي حال ، يستمر البحث في تصميم الأدوية التي لديها المتطلبات اللازمة لاختراق هذا الحاجز.
ومع ذلك ، هناك بعض المناطق من الجسم حيث لا يوجد حاجز الدم في الدماغ. هذه هي المعروفة باسم الأجهزة الدائرية.
أخيرًا ، هناك شروط معينة تؤدي إلى فتح حاجز الدم في الدماغ. هذا يسمح بتبادل المواد بحرية ، بحيث يمكن تغيير أداء الدماغ. بعضها التهاب أو صدمات أو أمراض مثل التصلب المتعدد.
هيكل حاجز الدم في الدماغ
يمكن لبعض المواد عبور هذا الحاجز ، ولكن البعض الآخر لا يستطيع ذلك. وهو ما يعني أنه حاجز نفاذية بشكل انتقائي.
في جزء كبير من الجسم ، لا ترتبط الخلايا المكونة لشعيرات الدم بإحكام. وتسمى هذه الخلايا البطانية ، ولها شقوق بينها يمكن من خلالها إدخال مواد مختلفة والخروج منها. وبالتالي ، يتم تبادل العناصر بين بلازما الدم والسائل المحيط بخلايا الكائن الحي (السائل خارج الخلية).
ومع ذلك ، في الجهاز العصبي المركزي ، الشعيرات الدموية لا تملك هذه الشقوق. على العكس من ذلك ، ترتبط الخلايا ارتباطًا وثيقًا. هذا يمنع العديد من المواد من ترك الدم.
صحيح أن هناك بعض المواد الخرسانية التي يمكنها عبور هذا الحاجز. يفعلون ذلك عن طريق البروتينات الخاصة التي تنقلهم من جدران الشعيرات الدموية.
على سبيل المثال ، تسمح ناقلات الجلوكوز بدخول هذه المادة إلى الدماغ لتوفير الوقود. بالإضافة إلى ذلك ، فإن هذه الناقلات تمنع منتجات النفايات السامة من البقاء في المخ.
تتكدس الخلايا الدبقية (الداعمة) ، التي تسمى الخلايا النجمية ، حول الأوعية الدموية للدماغ ويبدو أنها تلعب دورًا مهمًا في تطوير حاجز الدم في الدماغ. ويبدو أن هذه أيضًا تساهم في نقل الأيونات من الدماغ إلى الدم.
من ناحية أخرى ، هناك مناطق في الجهاز العصبي تحتوي على حاجز دموي أكثر نفاذاً من غيرها. يشرح القسم التالي ماهية هذا.
وظائف
لكي تكون هناك وظيفة دماغية جيدة ، من الضروري الحفاظ على توازن بين المواد الموجودة داخل الخلايا العصبية وفي السائل خارج الخلية المحيط بها. هذا يسمح بنقل الرسائل بشكل صحيح بين الخلايا.
إذا تغيرت مكونات السائل خارج الخلية ، ولو بشكل طفيف ، فسيتم تغيير هذا الانتقال مما يؤدي إلى حدوث تغييرات في وظائف المخ.
لذلك ، يعمل حاجز الدم في الدماغ على تنظيم تكوين هذا السائل. على سبيل المثال ، العديد من الأطعمة التي نتناولها تقدم مواد كيميائية يمكن أن تعدل تبادل المعلومات بين الخلايا العصبية. حاجز الدم في الدماغ يمنع هذه المواد من الوصول إلى الدماغ ، والحفاظ على أداء جيد.
من المهم أن نلاحظ أن حاجز الدم في الدماغ ليس له بنية موحدة في جميع أنحاء الجهاز العصبي. هناك أماكن فيها نفاذية أكثر من غيرها. هذا مفيد للسماح بمرور المواد غير المرحب بها في أماكن أخرى.
مثال على ذلك هو منطقة postrema من جذع الدماغ. تتحكم هذه المنطقة في القيء ، ولها حاجز دموي أكثر نفاذاً. والغرض منه هو أن الخلايا العصبية في تلك المنطقة يمكنها اكتشاف المواد السامة في الدم بسرعة.
وبالتالي ، عندما يصل بعض السموم الناتجة من المعدة إلى الدورة الدموية ، فإنه يحفز منطقة الحلوى الدماغية التي تسبب القيء. وبهذه الطريقة ، يمكن للكائن الحي أن يطرد المحتوى السام من المعدة قبل أن يصبح ضارًا.
باختصار ، الوظائف الرئيسية الثلاث لحاجز الدم في الدماغ هي:
- يحمي الدماغ من المواد الخطرة المحتملة أو التي يمكن أن تغير وظائف المخ.
- يحمي ويفصل الجهاز العصبي المركزي عن الهرمونات والناقلات العصبية الموجودة في بقية الجسم ، وتجنب الآثار غير المرغوب فيها.
- يحافظ على توازن كيميائي ثابت في دماغنا.
ما المواد عبور حاجز الدم في الدماغ?
هناك مواد أكثر عرضة من غيرها لعبور حاجز الدم في الدماغ. المواد التي لها الخصائص التالية تدخل بسهولة أكثر من غيرها:
- تمر الجزيئات الصغيرة بسهولة أكبر بحاجز الدم في الدماغ من الجزيئات الكبيرة.
- المواد القابلة للذوبان في الدهون تعبر بسهولة حاجز الدم في الدماغ ، في حين أن المواد التي لا تفعل ذلك ببطء أو لا تمر عبره. أحد أنواع العقاقير القابلة للذوبان في الدهون والتي تصل بسهولة إلى دماغنا هي الباربيتورات. ومن الأمثلة الأخرى الإيثانول والنيكوتين والكافيين أو الهيروين.
- الجزيئات التي لديها شحنة كهربائية أقل تمر الحاجز بسرعة أكبر من تلك التي لديها شحنة عالية.
يمكن لبعض المواد عبور حاجز الدم في الدماغ. قبل كل شيء ، فإنها تمر جزيئات الجلوكوز والأكسجين والأحماض الأمينية التي هي أساسية لتشغيل الدماغ السليم.
تدخل الأحماض الأمينية مثل التيروزين أو التربتوفان أو الفينيل ألانين أو الليالين أو الليوسين إلى حاجز الدم في الدماغ بسرعة كبيرة. العديد من هذه السلائف من الناقلات العصبية التي يتم تصنيعها في الدماغ.
ومع ذلك ، فإن هذا الحاجز يستثني جميع الجزيئات الكبيرة تقريبًا و 98٪ من جميع الأدوية التي تتكون من جزيئات صغيرة.
هذا هو السبب في وجود صعوبات في علاج أمراض الدماغ ، لأن العقاقير لا تعبر عادة الحاجز أو لا بالكميات اللازمة. في بعض الحالات ، يمكن حقن العوامل العلاجية مباشرة في الدماغ لتجنب حاجز الدم في الدماغ.
في الوقت نفسه ، يمنع دخول السموم العصبية والدهنية من خلال ناقل ينظمه ما يسمى بروتين الجليكوبر P.
الأجهزة الدائرية
كما ذكرنا ، هناك العديد من مناطق المخ حيث يكون حاجز الدم في الدماغ أضعف وأكثر نفاذاً. هذا يسبب المواد للوصول إلى هذه المناطق بكل سهولة.
بفضل هذه المناطق ، يمكن للدماغ التحكم في تكوين الدم. داخل الأعضاء الدائرية:
- الغدة الصنوبرية: هي بنية تقع داخل دماغنا ، بين العينين. يرتبط بإيقاعاتنا البيولوجية ووظائفنا الهرمونية الهامة. يطلق الميلاتونين والببتيدات العصبية.
- انحلال عصبي: هو الفص الخلفي للغدة النخامية. يخزن المواد من ما تحت المهاد ، وخاصة الهرمونات العصبية مثل الأوكسيتوسين والفاسوبريسين.
- postrema المنطقة: كما ذكر أعلاه ، وتنتج القيء لمنعنا من التسمم.
- العضو تحت السطحي: ضروري في تنظيم سوائل الجسم. على سبيل المثال ، لها دور مهم في الإحساس بالعطش.
- عضو وعائي من الصفيحة الطرفية: يساهم أيضًا في توازن العطش والسوائل من خلال إطلاق فاسوبريسين. يكتشف الببتيدات وجزيئات أخرى.
- وسائط الظهور: هي منطقة ما تحت المهاد التي تنظم الغدة النخامية الأمامية من خلال التفاعلات بين هرمونات التحفيز المهاد وتثبيط.
الظروف التي تؤثر على حاجز الدم في الدماغ
من الممكن تغيير حاجز الدم في الدماغ بسبب أمراض مختلفة. بالإضافة إلى ذلك ، عندما يضعف هذا الحاجز ، فمن المحتمل أن يزيد الاحتمال أو يزيد من ظهور الاضطرابات التنكسية العصبية..
- ارتفاع ضغط الدم أو التوتر الشديد: يمكن أن يتسبب في تغيير هذا الحاجز ، وتصبح نفاذية ، والتي يمكن أن تشكل خطرا على الجسم.
- الإشعاع: التعرض الطويل للإشعاع يمكن أن يضعف حاجز الدم في الدماغ.
- الالتهابات: يؤدي التهاب جزء من الجهاز العصبي المركزي إلى إضعاف هذا الحاجز. مثال على ذلك التهاب السحايا ، وهو مرض يصاب فيه التهاب السحايا الدماغي (الطبقات المحيطة بالدماغ والحبل الشوكي) بالتهاب فيروسات وبكتيريا مختلفة..
- الصدمة ، نقص التروية ، السكتة الدماغية ... يمكن أن تسبب أضرارًا مباشرة للمخ ، مما يؤثر على حاجز الدم في الدماغ.
- خراج المخ ويرجع ذلك إلى التهاب وتراكم القيح داخل الدماغ. تأتي العدوى عادة من الأذن والفم والجيوب الأنفية ، إلخ. على الرغم من أنه قد يكون نتيجة للصدمة أو الجراحة. في معظم الحالات ، يستغرق العلاج بمضادات الجراثيم من 8 إلى 12 أسبوعًا.
- التصلب المتعدد: يبدو أن الأشخاص المصابين بهذا المرض قد تسربوا في حاجز الدم في الدماغ. يؤدي هذا إلى وصول الكثير من خلايا الدم البيضاء إلى المخ ، حيث تهاجم المايلين عن طريق الخطأ.
المايلين مادة تغطي الخلايا العصبية وتسمح لنبضات العصب بالسفر بسرعة وفعالية. إذا تم تدميره ، يظهر تدهور حركي معرفي وتقدمي.
مراجع
- حاجز الدماغ في الدم. (بدون تاريخ). تم الاسترجاع في 22 أبريل 2017 ، من ويكيبيديا: en.wikipedia.org.
- حاجز الدماغ في الدم ("الابتعاد"). (بدون تاريخ). تم الاسترجاع في 22 أبريل 2017 ، من العلوم العصبية للأطفال: faculty.washington.edu.
- حاجز الدم - الدماغ. (2 يوليو 2014). تم الاسترجاع من BrainFacts: brainfacts.org.
- كارلسون (2006). فسيولوجيا السلوك ، الطبعة الثامنة: مدريد: بيرسون.