Co je hematoencefalická bariéra?
Hematoencefalická bariéra je bariéra mezi krví a mozkovou substancí. Tvoří ho endoteliální buňky na vnitřní stěně krevních kapilár v mozku a astrocyty (forma gliových buněk) obklopující cévy. Endoteliální buňky v kapilárních mozkových cévách jsou navzájem tak pevně spojeny prostřednictvím tzv. těsných spojů (pásové, úzké spoje), že mezi buňkami nemohou nekontrolovaně proklouznout žádné látky. Pro vstup do mozku musí všechny látky projít buňkami, což je přísně kontrolováno.
Srovnatelná bariéra existuje mezi krví a systémem mozkových dutin, který obsahuje mozkomíšní mok (CSF). Tato tzv. hematocerebrospinální bariéra je poněkud slabší než hematoencefalická bariéra. I přes bariérovou funkci je tedy možná určitá výměna látek mezi krví a CSF.
Jaká je funkce hematoencefalické bariéry?
Filtrační funkce hematoencefalické bariéry
Hematoencefalická bariéra má také vysoce selektivní filtrační funkci:
Malé látky rozpustné v tucích, jako je kyslík, oxid uhličitý nebo dokonce anestetické plyny, mohou procházet hematoencefalickou bariérou difúzí přes endoteliální buňky. Některé další látky potřebné pro mozkovou tkáň (např. krevní glukóza = glukóza, elektrolyty, některé peptidy, inzulín atd.) procházejí bariérou pomocí speciálních transportních systémů.
Zbývající látky jsou naopak zadržovány, aby v citlivém mozku nemohly způsobit žádné poškození. Například neurotransmitery v krvi nesmějí projít hematoencefalickou bariérou, protože by narušily tok informací z nervových buněk v mozku. Různé léky a patogeny musí být také udržovány mimo mozek hematoencefalickou bariérou.
Některé látky bariérou pronikají
V medicíně je někdy nutné dodat do mozku léky, které nedokážou projít hematoencefalickou bariérou. Jeden příklad: Mozky pacientů s Parkinsonovou chorobou mají nedostatek neurotransmiteru dopaminu. Pacientům však nelze podat dopamin jako kompenzaci, protože nemůže projít hematoencefalickou bariérou. Místo toho je pacientům podáván dopaminový prekurzor levodopa (L-dopa), který může snadno přejít z krve do mozku. Tam je pak pomocí enzymu přeměněn na účinný dopamin.
Při léčbě mozkových nádorů je hematoencefalická bariéra dočasně překonána infuzí vysoce hypertonického roztoku do krční tepny. To umožňuje lékům inhibujícím nádory dostat se do mozku.
Kde se nachází hematoencefalická bariéra?
Hematoencefalická bariéra se nachází v mozku. Endoteliální buňky na vnitřní stěně jemných krevních cév utěsňují stěnu cév přes těsná spojení a zajišťují skutečnou bariérovou funkci (spolu s okolními astrocyty).
Jaké problémy může způsobit hematoencefalická bariéra?
Bilirubin, žlučové barvivo, je normálně zadržován mimo mozek vazbou na plazmatické proteiny. U nedonošených dětí však může být koncentrace bilirubinu v krvi hemolýzou (rozpouštěním červených krvinek) a pomalou degradací natolik zvýšena, že je překročena schopnost plazmatických bílkovin vázat bilirubin. Volný, nenavázaný bilirubin pak může procházet hematoencefalickou bariérou (dítě) a vstupovat do mozkové tkáně. Tento jaderný nebo neonatální ikterus může mít za následek nevratné poškození mozku.
Infekce a nádory
Cytomegaloviry ze skupiny herpetických virů používají bílé krvinky jako přenašeče k překonání hematoencefalické (dětské) bariéry. U těhotné ženy vede infekce k potratu (potratu), smrti nenarozeného embrya nebo generalizované infekci dítěte se zánětem mozku (encefalitida), kalcifikacemi v mozku, křečemi a paralýzou. Pokud se dítě nakazí po narození, mohou se objevit stejné příznaky, ale průběh může zůstat nenápadný.
Nádorové metastázy mohou také procházet hematoencefalickou bariérou. Rakovinné buňky se připojují k endoteliální stěně kapilár a exprimují své vlastní molekuly pro adhezi. Ty se pak vážou na speciální receptory, pomocí kterých je otevřena cesta hematoencefalickou bariérou.
