Мозг отделен от остального тела гематоэнцефалическим барьером. Как вирусы преодолевают гематоэнцефалический барьер и попадают в центральную нервную систему? Как работает гематоэнцефалический барьер?

Гематоэнцефалический барьер представляет собой высокоселективный барьер, основная функция которого заключается в отделении центральной нервной системы (ЦНС) от кровотока. Его механизм позволяет тщательно контролировать обмены между кровью и мозговым отделом. Таким образом, гематоэнцефалический барьер изолирует мозг от остального тела и обеспечивает ему специфическую среду, отличную от внутренней среды остального тела.

Гематоэнцефалический барьер обладает особыми фильтрующими свойствами, которые позволяют ему предотвращать попадание потенциально токсичных инородных веществ в головной и спинной мозг.

Этот гемоэнцефалический барьер, благодаря своему высокоселективному фильтру, может обеспечивать прохождение воды, некоторых газов и жирорастворимых молекул путем пассивной диффузии, а также избирательный транспорт таких молекул, как глюкоза и аминокислоты, которые играют определенную роль. имеет решающее значение для функции нейронов и предотвращает проникновение потенциальных липофильных нейротоксинов посредством активного механизма транспорта, опосредованного гликопротеинами.

Астроциты (помогают поддерживать химическую и электрическую среду, обеспечивая мозг необходимыми питательными веществами и вымывая отходы) играют важную роль в создании этого барьера.

Гематоэнцефалический барьер защищает мозг от токсинов и мессенджеров, циркулирующих в крови.

Более того, эта роль обоюдоострая, поскольку она также предотвращает проникновение молекул в терапевтических целях.

Некоторые вирусы все еще могут преодолевать этот барьер либо через кровь, либо путем «ретроградного аксонального» транспорта. Нарушения гематоэнцефалического барьера вызывают различные заболевания.

Нейродегенеративные заболевания

Благодаря своей важной функции по поддержанию церебрального гомеостаза гематоэнцефалический барьер также может быть началом некоторых неврологических заболеваний, таких как нейродегенеративные заболевания и поражения головного мозга, такие как болезнь Альцгеймера (БА), но которые остаются очень редкими. .

Сахарный диабет

Другие заболевания, например, сахарный диабет, также плохо влияют на поддержание гематоэнцефалического барьера.

Прочие патологии

Другие патологии, наоборот, нарушают функцию эндотелия изнутри, то есть под действием внеклеточного матрикса повреждается весь гематоэнцефалический барьер.

Напротив, ряд заболеваний головного мозга проявляется тем, что некоторые патогены могут преодолевать гематоэнцефалический барьер, вызывая инфекции головного мозга, которые являются разрушительными заболеваниями, сопровождающимися высокой смертностью или у выживших с тяжелыми неврологическими последствиями. К ним относятся, например, различные патогенные микроорганизмы, бактерии, грибы, вирус HI, человеческий Т-лимфотропный вирус 1, вирус Западного Нила и бактерии, такие как Neisseria meningitidis или Vibrio cholerae.

При рассеянном склерозе «возбудителями» являются клетки иммунной системы организма, преодолевающие гематоэнцефалический барьер.

Метастатические клетки успешно преодолевают гематоэнцефалический барьер при некоторых опухолях, не связанных с мозгом, и могут вызывать метастазы в головном мозге (глиобластому).

Введение лекарств в мозг путем преодоления гематоэнцефалического барьера — это настоящее путешествие, поскольку оно также предотвращает доступ лекарств, особенно с большой молекулярной структурой, к области, которую необходимо лечить.

Некоторые препараты, такие как темозоломид, используемые для борьбы с глиобластомой, обладают химическими и физическими свойствами, которые позволяют ему преодолевать барьер и достигать опухоли.

Одной из возможностей, изучаемых в попытке устранить эту проблему, является внедрение методов, которые могут механически проникать через гематоэнцефалический барьер.

Гематоэнцефалический барьер является серьезным препятствием для лечения, но исследования продолжаются.

Первым контрастным препаратом, разработанным для МРТ, стал гадолиний (Gd), а затем Gd-DTPA77, что позволило получить более совершенные МРТ для диагностики локальных поражений гематоэнцефалического барьера. Молекула Gd-DTPA очень непроницаема для здорового гематоэнцефалического барьера.

Другие механизмы визуализации

Использование «однофотонной эмиссионной томографии» или «позитронно-эмиссионной томографии».

Дефекты гематоэнцефалического барьера также можно оценить путем диффузии соответствующих контрастных веществ с помощью компьютерной томографии.