Мозок відокремлений від решти тіла гематоенцефалічним бар’єром. Як віруси долають гематоенцефалічний бар’єр, щоб отримати доступ до центральної нервової системи? Як працює гематоенцефалічний бар'єр?

Гематоенцефалічний бар’єр є високоселективним бар’єром, головною функцією якого є відокремлення центральної нервової системи (ЦНС) від кровотоку. Його механізм дозволяє ретельно контролювати обмін між кров'ю і мозковим відділом. Таким чином, гематоенцефалічний бар’єр ізолює мозок від решти тіла та забезпечує йому особливе середовище, відмінне від внутрішнього середовища решти тіла.

Гематоенцефалічний бар'єр має спеціальні фільтруючі властивості, які дозволяють йому запобігати потраплянню потенційно токсичних сторонніх речовин у головний і спинний мозок.

Цей гемоенцефалічний бар’єр, завдяки своєму високоселективному фільтру, може пропускати воду, певні гази та жиророзчинні молекули шляхом пасивної дифузії, а також вибірковий транспорт молекул, таких як глюкоза та амінокислоти, які відіграють важливу роль. має вирішальне значення для функції нейронів і запобігає надходженню потенційних ліпофільних нейротоксинів через активний механізм транспорту, опосередкований глікопротеїном.

Астроцити (допомагають підтримувати хімічне та електричне середовище, забезпечуючи необхідні поживні речовини для мозку та вимиваючи його відходи) є важливими для створення цього бар’єру.

Гематоенцефалічний бар'єр захищає мозок від токсинів і месенджерів, які циркулюють у крові.

Крім того, ця роль двосічна, оскільки вона також запобігає проникненню молекул з терапевтичною метою.

Деякі віруси все ще можуть подолати цей бар’єр через кров або за допомогою «ретроградного аксонального» транспорту. Порушення гематоенцефалічного бар'єру викликані різними захворюваннями.

Нейродегенеративні захворювання

Через свою важливу функцію у підтримці церебрального гомеостазу, гематоенцефалічний бар’єр також може бути початком певних неврологічних захворювань, таких як нейродегенеративні захворювання та ураження мозку, такі як хвороба Альцгеймера (AD), але які залишаються дуже рідкісними. .

Цукровий діабет

Інші захворювання, наприклад, цукровий діабет, також погано впливають на підтримку гематоенцефалічного бар'єру.

Інші патології

Інші патології, навпаки, перешкоджають функціонуванню ендотелію зсередини, тобто весь гематоенцефалічний бар’єр пошкоджується діями позаклітинного матриксу.

Навпаки, низка захворювань головного мозку проявляється тим фактом, що певні збудники можуть проникати через гематоенцефалічний бар’єр, викликаючи інфекції головного мозку, які є руйнівними захворюваннями, що супроводжуються високою смертністю або у тих, хто пережив тяжкі неврологічні наслідки. До них належать, наприклад, різноманітні патогенні мікроорганізми, бактерії, гриби, вірус HI, Т-лімфотропний вірус людини 1, вірус Західного Нілу та бактерії, такі як Neisseria meningitidis або Vibrio cholerae.

При розсіяному склерозі «збудниками» є клітини імунної системи організму, які долають гематоенцефалічний бар’єр.

Метастатичні клітини успішно долають гематоенцефалічний бар’єр у деяких немозкових пухлинах і можуть викликати метастази в головному мозку (гліобластома).

Введення лікування в мозок шляхом проходження гематоенцефалічного бар’єру є справжньою подорожжю, оскільки воно також запобігає доступу ліків, особливо тих, що мають велику молекулярну структуру, до області, яку потрібно лікувати.

Деякі препарати, такі як темозоломід, які використовуються для боротьби з гліобластомою, мають хімічні та фізичні властивості, які дозволяють йому подолати бар’єр і досягти пухлини.

Однією з можливостей, досліджених у спробі усунути цю проблему, є впровадження методів, які можуть механічно проникати через гематоенцефалічний бар’єр.

Гематоенцефалічний бар’єр є значною перешкодою для лікування, але дослідження тривають.

Першим контрастним продуктом, розробленим для МРТ, був гадоліній (Gd), а потім Gd-DTPA77, що дозволило отримати більш досконалі МРТ для діагностики локальних уражень гематоенцефалічного бар’єру. Молекула Gd-DTPA дуже непроникна для проходження здорового гематоенцефалічного бар’єру.

Інші механізми формування зображення

Використання «однофотонної емісійної томографії» або «позитронно-емісійної томографії».

Дефекти гематоенцефалічного бар’єру також можна оцінити шляхом дифузії відповідних контрастних речовин за допомогою комп’ютерної томографії.