ცოდნა სინათლეა - Knowledge is light - Знание свет -
ჰემატოენცეფალური ბარიერი ( ჰემატოენცეფალური ბარიერი) წარმოადგენს ენდოთელური უჯრედების მაღალსელექციურ ნახევრადგამტარ საზღვარს , რომელიც არეგულირებს გახსნილი ნივთიერებებისა და ქიმიკატების გადაცემას სისხლის მიმოქცევის სისტემასა და ცენტრალურ ნერვულ სისტემას შორის , რითაც იცავს ტვინს სისხლში მავნე ან არასასურველი ნივთიერებებისგან . ჰემატოენცეფალურ ბარიერს წარმოქმნიან კაპილარული კედლის ენდოთელური უჯრედები , კაპილარის გარსის შემკვრელი ასტროციტები და კაპილარული ბაზალურ მემბრანაში ჩაშენებული პერიციტები . ეს სისტემა საშუალებას იძლევა ზოგიერთი მცირე მოლეკულის გავლის პასიური დიფუზიის გზით , ასევე სხვადასხვა საკვები ნივთიერებების, იონების, ორგანული ანიონების და მოლეკულების, როგორიცაა გლუკოზა და ამინომჟავები , შერჩევითი და აქტიური ტრანსპორტირების , რომლებიც გადამწყვეტია ნერვული ფუნქციონირებისთვის.
ჰემატოენცეფალური ბარიერი ზღუდავს პათოგენების გავლას, სისხლში გახსნილი ნივთიერებების დიფუზიას და დიდი ან ჰიდროფილური მოლეკულების ცერებროსპინალურ სითხეში შეღწევას, ამავდროულად, ჰიდროფობიური მოლეკულების (O2 , CO2 , ჰორმონები) და მცირე არაპოლარული მოლეკულების დიფუზიას . ბარიერის უჯრედები აქტიურად გადააქვთ მეტაბოლური პროდუქტები, როგორიცაა გლუკოზა, ბარიერის გავლით, სპეციფიკური სატრანსპორტო ცილების გამოყენებით . ბარიერი ასევე ზღუდავს პერიფერიული იმუნური ფაქტორების, როგორიცაა სასიგნალო მოლეკულები, ანტისხეულები და იმუნური უჯრედები, გავლას ცენტრალურ ნერვულ სისტემაში, რითაც იცავს ტვინს პერიფერიული იმუნური მოვლენებით გამოწვეული დაზიანებისგან.
ტვინის სპეციალიზებულ სტრუქტურებს, რომლებიც მონაწილეობენ ტვინის ნერვულ წრედებში სენსორულ და სეკრეტორულ ინტეგრაციაში — წრიულპარკუჭოვან ორგანოებსა და ქოროიდულ წნულს — ამის საპირისპიროდ, აქვთ მაღალგამტარი კაპილარები.
სტრუქტურა
სისხლის-ტვინის ბარიერი (სისხლ-ტვინის ბარიერი ) ტვინის კაპილარების ენდოთელურ უჯრედებს შორის მჭიდრო შეერთებების სელექციურობის შედეგია , რაც ზღუდავს გახსნილი ნივთიერებების გავლას. სისხლსა და ტვინს შორის საზღვარზე ენდოთელური უჯრედები უწყვეტად არიან დაკავშირებული ამ მჭიდრო შეერთებებით, რომლებიც შედგება ტრანსმემბრანული ცილების უფრო მცირე ქვედანაყოფებისგან , როგორიცაა ოკლუდინი , კლაუდინები (მაგალითად, კლაუდინი-5 ), შეერთების ადჰეზიის მოლეკულა (მაგალითად, JAM-A). ამ მჭიდრო შეერთების ცილებიდან თითოეული სტაბილიზირებულია ენდოთელურ უჯრედის მემბრანასთან სხვა ცილოვანი კომპლექსით, რომელიც მოიცავს საყრდენ ცილებს, როგორიცაა მჭიდრო შეერთების ცილა 1 (ZO1) და მასთან დაკავშირებული ცილები.
სისხლის ბარიერი შედგება ენდოთელური უჯრედებისგან, რომლებიც სისხლიდან ნივთიერებების გავლას უფრო შერჩევით ზღუდავენ, ვიდრე სხეულის სხვა ნაწილების კაპილარების ენდოთელური უჯრედები. ასტროციტული უჯრედების გამონაზარდები, რომლებსაც ასტროციტურ ფეხებს (ასევე ცნობილნი არიან როგორც „ გლია ლიმიტანსი “) აკრავს სისხლის ბარიერის ენდოთელურ უჯრედებს და ამ უჯრედების ბიოქიმიურ მხარდაჭერას უზრუნველყოფს. სისხლის ბარიერი განსხვავდება საკმაოდ მსგავსი სისხლ-ცერებროსპინალური სითხის ბარიერისგან , რომელიც ქოროიდული წნულის ქოროიდული უჯრედების ფუნქციაა , და სისხლ-ბადურის ბარიერისგან , რომელიც შეიძლება ჩაითვალოს ასეთი ბარიერების მთელი სფეროს ნაწილად.
ადამიანის ტვინის ყველა სისხლძარღვს არ აქვს სისხლის მიმოქცევის ბარიერის თვისებები. ამის მაგალითებია პარკუჭთაშუა წრის ორგანოები , მესამე და მეოთხე პარკუჭების სახურავი , დიენცეფალონის სახურავზე არსებული ეპიფიზის კაპილარები და ეპიფიზი .
განვითარება
როგორც ჩანს, სისხლის მიმოქცევის სისტემა დაბადების მომენტისთვის ფუნქციონირებს. P-გლიკოპროტეინი , რომელიც ტრანსპორტიორია , უკვე არსებობს ემბრიონის ენდოთელიუმში.
სხვადასხვა სისხლით გადამდები ნივთიერებების ტვინის მიერ შეწოვის გაზომვამ აჩვენა, რომ ახალშობილის ენდოთელური უჯრედები ფუნქციურად მსგავსი იყო მოზრდილების ენდოთელური უჯრედებისა , რაც მიუთითებს, რომ შერჩევითი ჰემატოენცეფალური ბარიერი დაბადებისას მოქმედებს.
ფუნქცია
წრიული პარკუჭის ორგანოები
სენსორული CVO-ების გამტარი კაპილარები (area postrema, subfornical organ, lamina terminalis-ის სისხლძარღვოვანი ორგანო) სისტემურ სისხლში მოცირკულირე სიგნალების სწრაფ აღმოჩენის საშუალებას იძლევა, ხოლო სეკრეტორული CVO-ების (median eminence, epiphysis, hypophysis წილი) კაპილარები ხელს უწყობენ ტვინიდან მიღებული სიგნალების მოცირკულირე სისხლში ტრანსპორტირებას. შესაბამისად, CVO-ს გამტარი კაპილარები ნეიროენდოკრინული ფუნქციისთვის ორმხრივი სისხლ-ტვინის კომუნიკაციის წერტილს წარმოადგენენ .
სპეციალიზებული გამტარი ზონები
ჰემატოენცეფალური ბარიერის „უკან“ მდებარე ტვინის ქსოვილსა და გარკვეულ CVO-ებში სისხლის სიგნალებისთვის „ღია“ ზონებს შორის სასაზღვრო ზონები შეიცავს სპეციალიზებულ ჰიბრიდულ კაპილარებს, რომლებიც უფრო გაჟონვადია, ვიდრე ტიპიური ტვინის კაპილარები, მაგრამ არც ისე გამტარია, როგორც CVO კაპილარები. ასეთი ზონები არსებობს area postrema-ს — nucleus tractus solitarii (NTS) და მედიანა ამაღლების — ჰიპოთალამუსის რკალოვანი ბირთვის საზღვარზე . როგორც ჩანს, ეს ზონები ფუნქციონირებენ როგორც სწრაფი ტრანზიტის რეგიონები ტვინის სტრუქტურებისთვის, რომლებიც მონაწილეობენ სხვადასხვა ნერვულ წრედებში — როგორიცაა NTS და რკალოვანი ბირთვი — სისხლის სიგნალების მისაღებად, რომლებიც შემდეგ გადადის ნერვულ გამომავალ სიგნალად. მედიანა ამაღლებასა და ჰიპოთალამუსის რკალოვან ბირთვს შორის გაზიარებულ გამტარ კაპილარულ ზონას აძლიერებს ფართო პერიკაპილარული სივრცეები, რაც ხელს უწყობს გახსნილი ნივთიერებების ორმხრივ დინებას ორ სტრუქტურას შორის და მიუთითებს, რომ მედიანა ამაღლება არა მხოლოდ სეკრეტორული ორგანოა, არამედ შეიძლება იყოს სენსორული ორგანოც.
თერაპიული კვლევა
როგორც ნარკოტიკების სამიზნე
ჰემატოენცეფალურ ბარიერს ტვინის კაპილარების ენდოთელიუმი ქმნის და ტვინიდან გამორიცხავს მსხვილმოლეკულური ნეიროთერაპიული საშუალებების 100%-ს და ყველა მცირემოლეკულური პრეპარატის 98%-ზე მეტს. თერაპიული საშუალებების ტვინის კონკრეტულ რეგიონებში მიწოდების სირთულის დაძლევა ტვინის უმეტესი დარღვევების მკურნალობის დიდ გამოწვევას წარმოადგენს. თავისი ნეიროპროტექტორული როლის შესრულებისას, ჰემატოენცეფალური ბარიერი ფუნქციონირებს ისე, რომ ხელს უშლის მრავალი პოტენციურად მნიშვნელოვანი დიაგნოსტიკური და თერაპიული საშუალების ტვინში მიწოდებას. თერაპიული მოლეკულები და ანტისხეულები, რომლებიც სხვა შემთხვევაში შეიძლება ეფექტური იყოს დიაგნოზირებისა და თერაპიისთვის, არ გადაკვეთენ სისხლის ბარიერს საკმარისი რაოდენობით კლინიკურად ეფექტური რომ იყოს. ამ პრობლემის გადასაჭრელად, ზოგიერთი პეპტიდი, რომელსაც შეუძლია ბუნებრივად გადალახოს სისხლის ბარიერი, ფართოდ იქნა შესწავლილი, როგორც წამლის მიწოდების სისტემა.
ტვინში წამლის მიზანმიმართული მოქმედების მექანიზმები გულისხმობს ჰემატოენცეფალური ბარიერის „გავლის“ ან „უკნიდან“ გავლას. წამლის ტვინში ერთჯერადი დოზებით ჰემატოენცეფალური ბარიერის მეშვეობით მიწოდების მეთოდები გულისხმობს მის დარღვევას ოსმოსური გზით ან ბიოქიმიურად ვაზოაქტიური ნივთიერებების, როგორიცაა ბრადიკინინი , გამოყენებით ან თუნდაც მაღალი ინტენსივობის ფოკუსირებული ულტრაბგერის (HIFU) ლოკალიზებული ზემოქმედებით .
სისხლის ბარიერში გავლის სხვა მეთოდები შეიძლება მოიცავდეს ენდოგენური სატრანსპორტო სისტემების გამოყენებას, მათ შორის მატარებლით განპირობებულ ტრანსპორტიორებს, როგორიცაა გლუკოზისა და ამინომჟავების მატარებლები, ინსულინის ან ტრანსფერინის რეცეპტორებით განპირობებულ ტრანსციტოზს და აქტიური გამოდევნის ტრანსპორტიორების, როგორიცაა p- გლიკოპროტეინი, ბლოკირებას . ზოგიერთმა კვლევამ აჩვენა, რომ სისხლის ბარიერში ტრანსპორტიორების , როგორიცაა ტრანსფერინის რეცეპტორი , სამიზნე ზონაში გადაადგილების ნაცვლად, ტვინის კაპილარების ენდოთელურ უჯრედებში რჩებიან ჩარჩენილები.
ინტრანაზალური შეყვანა
ტვინის არაინვაზიური მიზანმიმართული ზემოქმედება შესაძლებელია ცხვირის გასასვლელის მეშვეობით. ლორწოვან-ცილიარული კლირენსის შემდეგ გასასვლელში დარჩენილი პრეპარატები ტვინში სამი გზით ხვდება: (1) ყნოსვითი ნერვი - ყნოსვითი ბოლქვი - ტვინი; (2) სამწვერა ნერვი - ტვინი; და (3) ფილტვები/კუჭ-ნაწლავის ტრაქტი - სისხლი - ტვინი . პირველი და მეორე მეთოდები მოიცავს ნერვებს, ამიტომ ისინი იყენებენ ნეირონულ გზას, ხოლო მესამე - სისტემური ცირკულაციის გზით. თუმცა, ეს მეთოდები ნაკლებად ეფექტურია პრეპარატების მიწოდებისთვის, რადგან ისინი არაპირდაპირი მეთოდებია.
ნანონაწილაკები
დაზიანება დაზიანებებისა და დაავადებების დროს
ჰემატოენცეფალური ბარიერი შეიძლება დაზიანდეს გარკვეული ნევროლოგიური დაავადებების დროს , რასაც მიუთითებს ალცჰაიმერის დაავადების , ამიოტროფიული გვერდითი სკლეროზის , ეპილეფსიის , იშემიური ინსულტის და ტვინის ტრავმის ნეიროვიზუალიზაციის კვლევები , ასევე სისტემური დაავადებების დროს , როგორიცაა ღვიძლის უკმარისობა . ისეთმა ეფექტებმა, როგორიცაა გლუკოზის ტრანსპორტირების დარღვევა და ენდოთელური დეგენერაცია, შეიძლება გამოიწვიოს მეტაბოლური დისფუნქცია ტვინში და ჰემატოენცეფალური ბარიერის გამტარიანობის გაზრდა პროანთებითი ფაქტორების მიმართ, რაც პოტენციურად საშუალებას აძლევს ანტიბიოტიკებს და ფაგოციტებს გადაადგილდნენ ჰემატოენცეფალურ ბარიერში. თუმცა, მრავალი ნეიროდეგენერაციული დაავადების დროს ზუსტი მიზეზი და პათოლოგია უცნობია. ასევე იზრდება მტკიცებულება, რომ ჯანსაღი ნაწლავის მიკრობიომი აუცილებელია ჰემატოენცეფალური ბარიერის მთლიანობის შესანარჩუნებლად, როგორც განვითარების , ასევე დაბერების დროს . ჯერ კიდევ გაურკვეველია, დაავადების დროს ჰემატოენცეფალური ბარიერის დისფუნქცია გამომწვევი აგენტია, დაავადების შედეგი თუ სადღაც შუაშია.
ისტორია
1898 წელს ჩატარებულმა კვლევამ აჩვენა, რომ დაბალი კონცენტრაციის „ ნაღვლის მარილები “ ცხოველების სისხლში შეყვანისას ქცევაზე გავლენას ვერ ახდენდნენ. ამრიგად, თეორიულად, მარილები ტვინში ვერ აღწევდნენ.
ორი წლის შემდეგ, შესაძლოა, მაქს ლევანდოვსკი ყოფილიყო პირველი, ვინც 1900 წელს შემოიღო ტერმინი „სისხლ-ტვინის ბარიერი“, ჰიპოთეტურ ნახევრადგამტარ მემბრანაზე მითითებით. არსებობს გარკვეული კამათი ტერმინის „ სისხლ-ტვინის ბარიერის “ შექმნასთან დაკავშირებით , რადგან ის ხშირად ლევანდოვსკის მიეწერება, მაგრამ ის მის ნაშრომებში არ ჩანს. ტერმინის შემქმნელი შესაძლოა ლინა შტერნი ყოფილიყო . შტერნი იყო რუსი მეცნიერი, რომელმაც თავისი ნაშრომები რუსულ და ფრანგულ ენებზე გამოაქვეყნა. მის პუბლიკაციებსა და ინგლისურენოვან მეცნიერებს შორის ენობრივი ბარიერის გამო, შესაძლოა, მისი ნაშრომი ტერმინის ნაკლებად ცნობილ წარმომავლობად ექცია.
მთელი ამ ხნის განმავლობაში ბაქტერიოლოგი პოლ ერლიხი სწავლობდა შეღებვას , პროცედურას, რომელიც გამოიყენება მრავალ მიკროსკოპულ კვლევაში ქიმიური საღებავების გამოყენებით წვრილი ბიოლოგიური სტრუქტურების ხილვადობის მიზნით. როდესაც ერლიხი ამ საღებავების ნაწილს (განსაკუთრებით ანილინის საღებავებს , რომლებიც მაშინ ფართოდ გამოიყენებოდა) შეჰყავდა, საღებავი ზოგიერთი სახეობის ცხოველის ყველა ორგანოს ღებავდა, მათი ტვინის გარდა. იმ დროს, ერლიხი შეღებვის ამ ნაკლებობას მიაწერდა იმას, რომ ტვინი უბრალოდ არ ითვისებდა საღებავის საკმარის რაოდენობას.
თუმცა, 1913 წელს ჩატარებული მოგვიანებით ჩატარებული ექსპერიმენტის დროს, ედვინ გოლდმანმა (ერლიხის ერთ-ერთმა სტუდენტმა) საღებავი პირდაპირ ცხოველების ტვინის ცერებროსპინალურ სითხეში შეუშვა . მან აღმოაჩინა, რომ ტვინი მართლაც იღებებოდა, მაგრამ სხეულის დანარჩენი ნაწილი არა, რაც ამ ორს შორის კომპარტმენტალიზაციის არსებობას ადასტურებდა. იმ დროს ითვლებოდა, რომ ბარიერისთვის თავად სისხლძარღვები იყო პასუხისმგებელი, რადგან აშკარა მემბრანა არ ჩანდა.
იხ.ვიდეო - Blood Brain Barrier
