Vér-agy gát: szerkezet, funkció és betegségek

A vér-agy gát természetes akadályként szolgál a központi idegrendszer (CNS) és a véráram. Csak az anyagok szelektív szállítását teszi lehetővé. A vér-agy gát lehet vezet súlyos agybetegségig.

Mi a vér-agy gát?

A vér-agy gát határozza meg a miliő körülményeket az agyban és a véráramban. Nagyon összetett és finomhangolt folyamatok zajlanak le az agyban, amelyek megzavarásának kiszámíthatatlan következményei lennének. A vér-agy gát ezért biztosítja a központi idegrendszer védelmét a kórokozók, toxinok, antitestek, leukociták, a vér neurotranszmittereinek hatásától és a PH-szint változásaitól. Ugyanakkor biztosítani kell, hogy a központi idegrendszer ellátódjon a működéséhez szükséges alapvető tápanyagokkal és anyagokkal. Ugyanez vonatkozik az agyi anyagcsere lebomlási termékeinek eltávolítására. Ezért a gát nem teljesen hermetikus, hanem szelektíven áteresztő. A fontos anyagok szállítását a véráram és az agy között passzív és aktív diffúziós folyamatok, valamint szelektív kémiai folyamatok szabályozzák. Létfontosságú molekulák, Mint például a víz, oxigénés fontos tápanyagok átjuthatnak a vér-agy gát korlátozás nélkül.

Anatómia és felépítés

A vér-agy gát endotélsejtekből, pericitákból és asztrocitákból áll. Az endothelsejtek alkotják a kapillárisok legbelső fali rétegét. Többek között ezek a sejtek szabályozzák az anyagcserét a szövetek és a vér között. A vér-agy gátban az endothelsejtek úgynevezett szoros csatlakozásokkal rendelkeznek. Ezek keskeny membránszalagok fehérjék amelyek olyan szorosan kötik össze az endothel sejteket, hogy sok anyag számára át nem eresztő réteget képeznek. Csak nagyon kicsi molekulák diffundálhat ezen a rétegen. Az anyagok cseréje a sejt és a sejtközi tér között tehát nagymértékben megakadályozott. A periciták viszont a kapillárisok külső falán helyezkednek el, és azok kötőszöveti sejtek. Sejt-sejt csatornákon, a rés csatlakozásokon keresztül kapcsolódnak az endothel sejtekhez. Mindkét sejttípus kölcsönhatása ezen csatornákon keresztül szabályozza a membránpotenciált, amely felelős az anyagok szelektív diffúziójáért. Az asztrociták, úgynevezett póksejtek alkotják a központi idegrendszerben található gliasejtek többségét. Az idegsejteket tápanyagokkal látják el a véredény. A neurotranszmitterek receptorai a membránjukban helyezkednek el. Indukálják és egyidejűleg fenntartják a vér-agy gátat is a membrana limitans glialis perivascularis (a vért körülvevő korlátozó membrán) révén hajók az agy).

Funkció és feladatok

A központi idegrendszer káros hatásokkal szembeni védő funkciója mellett a vér-agy gát szabályozza a véráram és az agy közötti transzport folyamatokat is. Így különféle fizikai és kémiai folyamatok szabályozzák ezt a transzportot. A legtöbb oldható anyag, amely ezt a gátat egyáltalán át tudja lépni, diffúzió útján megy át rajta. Mivel a vér-agy gátat szoros csatlakozások szorosan lezárják, a diffúzió nem következhet be sejtközi hasadékokon keresztül, mint más szervekben. A hajszálcsöves hajók az agyban az anyagok csak transzmembrán transzporton keresztül juthatnak át. A szabad diffúzió jelenti ennek a szállításnak a legegyszerűbb formáját. Kis lipofil molekulák passzívan diffundálhat az epithelia sejtmembránjain, sőt szűk kereszteződéseken keresztül is. Kis poláris molekulák, mint pl vízcsatorna által közvetített permeabilitásnak vannak kitéve. Bizonyos csatorna fehérjék, akvaporinok, közvetítik a transzportot víz át a vér-agy gáton, és ezzel egyidejűleg szabályozza a vizet egyensúly az agy. Nagy és poláris, de létfontosságú tápanyagmolekulákhoz, mint pl szőlőcukor vagy sok aminosavak, vannak bizonyos transzportmolekulák, amelyek megkönnyítik a megfelelő anyagok diffúzióját. Mivel a diffúzió ezen formáihoz nincs szükség energiára, passzív diffúziók. Vannak azonban olyan anyagok is, amelyeket csak ATP alkalmazásával, azaz energia hozzáadásával lehet szállítani. Az aktív szállítószalagok úgynevezett „szivattyúk”, amelyek az alapanyagokat még az energiabevitel mellett is szállítják koncentráció gradiens. A kiválasztott molekulák speciális receptorok segítségével is átjutnak a vér-agy gáton, amelyek kifejezetten felelősek a szállításukért.

Betegségek

A vér-agy gát megzavarása lehet vezet különböző neurológiai betegségekre. Kezdeti betegségek, mint pl cukorbetegség mellitusz, gyulladás az agyban, vagy agydaganatok, gyakran károsítják ezt az akadályt. Hosszú távú következményei az agy károsodása. Bizonyos kórokozók átjuthat a vér-agy gáton. Ide tartozik a HI vírus. Néhány baktériumok, például az Escherichia coli, néha speciális toxinok felszabadításával is legyőzi a gát védő mechanizmusait. Ha a test saját immunvédelmi rendszerének sejtjei leküzdik a vér-agy gátat, akkor a sclerosis multiplex kialakulhat. Tanulmányok kimutatták, hogy a neurodegeneratív betegségek, mint pl Alzheimer-kór, emellett az agy és a véráram közötti gát áteresztővé válik. Ez lehet a kiindulópont az agysejtek kiterjedt pusztulásához. A neurológiai betegségek egyik fő kockázati tényezője ismert alkohol visszaélés. Krónikus alkohol a fogyasztás kiszámíthatatlan következményekkel károsítja a vér-agy gátat. A gát diszfunkciója kedvez a bakteriális fertőzéseknek és az autoimmunológiailag kiváltott gyulladásos válaszoknak az agyban. Nikotin a visszaélés szintén kockázati tényező a vér-agy gát károsodása szempontjából. Nikotin elősegíti a szív- és érrendszeri betegségeket, amelyek viszont nagy hatással vannak az agy teljesítményére. A dohányosoknál nagyobb a baktériumok kialakulásának kockázata agyhártyagyulladás. Tanulmányok kimutatták, hogy a vér-agy gát struktúrája megváltozik nikotin. A szűk kereszteződés fehérjék másképp vannak elosztva, és már nem tudják teljes mértékben ellátni a funkciójukat. A hatása elektromágneses sugárzás a vér-agy gáton is tárgyalnak. Negatívja Egészség A megahertz-gigahertz tartományra gyakorolt ​​hatásokat dokumentálták a nagy energiasűrűség érdekében. A nagy energia sűrűség of elektromágneses sugárzás mérhető felmelegedéshez vezet az érintett szövetben. Azt, hogy a fűtés milyen mértékben károsítja a vér-agy gátat, még vizsgálni kell.

Tipikus és gyakori agybetegségek.

  • Elmebaj
  • Creutzfeldt-jakob betegség
  • Memória hiányosságok
  • Agyvérzés
  • Agyhártyagyulladás