Как этот шлюз управляет молекулами, которые проходят из крови в мозг?
Гематоэнцефалический барьер (ГЭБ) - это важнейшая группа клеток, которые выстилают кровеносные сосуды в центральной нервной системе (головной и спинной мозг).
Они обеспечивают прохождение веществ между прозрачной жидкостью, окружающей мозг (спинномозговая жидкость), и эритроцитами в артериях, венах и капиллярах. Ключевым преимуществом наличия такого барьера является то, что он предотвращает проникновение крупных микроорганизмов в мозг и вызывает инфекции.
В то время как инфекции в других областях распространены (например, после пореза пальца или легких инфекций грудной клетки), те, которые затрагивают мозг, встречаются гораздо реже. Однако когда они возникают (например, менингит), они потенциально опасны для жизни, так как их очень трудно лечить.
Плотные соединения между клетками регулируют размер и тип частиц, которые проходят между ними, включая молекулы кислорода, молекулы углекислого газа, питательные вещества и гормоны. Поскольку он настолько эффективен, он также останавливает попадание лекарств в мозг (например, некоторых антибиотиков), поэтому, хотя они эффективны в остальной части тела, они неэффективны в этом жизненно важном органе.
Преодоление этого-главная задача врачей на ближайшее десятилетие, и битва уже началась. Манипулирование естественными транспортными механизмами гематоэнцефалического барьера и доставка лекарств внутри наночастиц, чтобы протиснуться через плотные соединения, - это всего лишь два примера современных методов, которые находятся в стадии разработки.
Пересечение ВВВ
Эндотелиальная оболочка гематоэнцефалического барьера любит липиды (молекулы жира), но ненавидит частицы с высокими электрическими зарядами (ионы) и крупные вещества. Таким образом, идеальное вещество мало, богато липидами и имеет низкий электрический заряд.
Барбитураты являются таким примером, поскольку они свободно проходят через гематоэнцефалический барьер для подавления функции мозга; они действуют как седативные и антидепрессанты. Однако это свободное движение сопряжено с риском – слишком много его будет накапливаться и замедлять работу мозга до такой степени, что вы можете потерять сознание и даже перестать дышать.
Факты о гематоэнцефалическом барьере
Астроциты - эти многочисленные звездообразные клетки обеспечивают биохимическую поддержку эндотелиальным клеткам, а также играют важную роль в транспортировке и ремонте.
Некоторые ионы переносятся из клеток крови в астроциты, а затем из астроцитов в нейроны головного мозга.
Специальный транспорт-активные и пассивные транспортеры через эту мембрану могут преодолеть некоторые из этих проблем, и ими можно манипулировать, чтобы доставить лекарства в нужное место.
Сильно заряженные-сильно заряженные ионы отталкиваются, что означает, что некоторые лекарства неэффективны в мозге.
Высокие уровни сывороточного холестерина и нарушения гематоэнцефалического барьера (ГЭБ) были вовлечены в качестве основных механизмов в патогенезе болезни Альцгеймера. Результаты исследований, проведенных на животных и людях, предполагают, что кофеин может быть защитным против болезни Альцгеймера, но с помощью плохо изученных механизмов. Используя кроликов, которых кормили обогащенной холестерином диетой, мы проверили нашу гипотезу о том, что хроническое употребление кофеина защищает от вызванных диетой высокохолестериновых нарушений ГЭБ. Новозеландских кроликов кормили 2%-ной диетой, обогащенной холестерином, и 3 мг кофеина вводили ежедневно в питьевой воде в течение 12 недель. Измеряли концентрацию общего холестерина и кофеина в крови. Обонятельные луковицы (а также для некоторых исследований гиппокамп и кора головного мозга) были оценены для утечек ГЭБ, уровней экспрессии белка плотного соединения ГЭБ, активации астроцитов и плотности микроглии с использованием гистологических, иммуностейнирующих и иммуноблоттинговых методов. Мы обнаружили, что кофеин блокирует вызванные диетой повышенные уровни холестерина в экстравазации IgG и фибриногена, увеличивает утечку синего красителя Эвана, уменьшает уровни белков плотного соединения окклюдина и ZO-1, увеличивает активацию астроцитов и плотность микроглии, где присутствовала экстравазация IgG. Хронический прием кофеина защищает от повышенного уровня холестерина, вызванного диетой, при нарушении функции ГЭБ, а кофеин и препараты, подобные кофеину, могут быть полезны при лечении болезни Альцгеймера.
Введение
Гематоэнцефалический барьер (ГЭБ), физический и метаболический барьер между центральной нервной системой и системным кровообращением , помогает регулировать и защищать микроокружение головного мозга. Нарушение ГЭБ встречается при различных неврологических расстройствах, включая черепно-мозговую травму , инсульт, рассеянный склероз, ВИЧ-1 деменцию, болезнь Альцгеймера и болезнь Паркинсона . Изменения в гомеостазе холестерина и высокий уровень холестерина в пище были вовлечены в некоторые из этих неврологических расстройств (особенно инсульт и болезнь Альцгеймера) и , как было показано, увеличивают утечку ГЭБ. Поскольку ГЭБ функционирует для защиты центральной нервной системы и нарушение ГЭБ предшествует неврологическим расстройствам, таким как инсульт и болезнь Альцгеймера , повышенная утечка ГЭБ в результате обогащенных холестерином диет может только, по крайней мере частично, эти неврологические расстройства.
Последние эпидемиологические и экспериментальные исследования показывают, что кофеин при его хроническом применении оказывает благоприятное воздействие на целый ряд сосудисто – нервных нарушений, включая инсульт и болезнь Альцгеймера. Мы и другие продемонстрировали благотворное влияние кофеина на ранние модели возникновения болезни Альцгеймера. Здесь мы использовали кроликов, получавших обогащенную холестерином диету в качестве модели для спорадической болезни Альцгеймера, где были отмечены проблемы с целостностью ГЭБ. Эти исследования проводились в основном с использованием обонятельных луковиц, однако подтверждающие исследования проводились с гиппокампом и корой головного мозга. Обонятельные луковицы являются областью мозга с интактной ГЭБ и являются областью, важной для обоняния. При нейродегенеративных заболеваниях вообще и болезни Альцгеймера в частности пациенты испытывают обонятельную дисфункцию . Действительно, было высказано предположение, что обонятельная дисфункция является одним из самых ранних симптомов болезни Альцгеймера и бета-амилоидные бляшки и патологии Тау в обонятельной системе были зарегистрированы при болезни Альцгеймера . Соответственно, обонятельные луковицы являются важной областью, с помощью которой можно проверить гипотезу о том, что хроническое употребление кофеина защищает от вызванных диетой повышенного холестерина нарушений ГЭБ.
Спасибо за прочтение, подписывайтесь!