Welche Funktion hat die Blut-Hirn-Schranke?
Das Gehirn ist durch die Blut-Hirn-Schranke vom Rest des Körpers getrennt. Wie überwinden Viren die Blut-Hirn-Schranke, um auf das zentrale Nervensystem zuzugreifen? Wie funktioniert die Blut-Hirn-Schranke?
Wie definiert man die Blut-Hirn-Schranke?
Die Blut-Hirn-Schranke ist eine hochselektive Barriere, deren Hauptfunktion darin besteht, das zentrale Nervensystem (ZNS) vom Blutkreislauf zu trennen. Sein Mechanismus ermöglicht es, den Austausch zwischen Blut und Hirnkompartiment genau zu kontrollieren. Die Blut-Hirn-Schranke isoliert daher das Gehirn vom Rest des Körpers und bietet ihm eine spezifische Umgebung, die sich von der inneren Umgebung des restlichen Körpers unterscheidet.
Die Blut-Hirn-Schranke verfügt über besondere Filtereigenschaften, die es ihr ermöglichen, das Eindringen potenziell toxischer Fremdstoffe in Gehirn und Rückenmark zu verhindern.
Welche Rolle spielt die Blut-Hirn-Schranke?
Diese hämoenzephalische Barriere kann dank ihres hochselektiven Filters den Durchgang von Wasser, bestimmten Gasen und fettlöslichen Molekülen durch passive Diffusion sowie den selektiven Transport von Molekülen wie Glukose und Aminosäuren, die eine Rolle spielen, ermöglichen. entscheidend für die neuronale Funktion und verhindern das Eindringen potenzieller lipophiler Neurotoxine durch einen aktiven Glykoprotein-vermittelten Transportmechanismus.
Astrozyten (helfen, die chemische und elektrische Umgebung aufrechtzuerhalten, indem sie dem Gehirn die notwendigen Nährstoffe zuführen und ihre Ausscheidungen ausspülen) sind für die Schaffung dieser Barriere unerlässlich.
Die Blut-Hirn-Schranke schützt das Gehirn vor Giftstoffen und Botenstoffen, die im Blut zirkulieren.
Darüber hinaus ist diese Rolle zweischneidig, da sie auch das Eindringen von Molekülen zu therapeutischen Zwecken verhindert.
Welche Pathologien sind mit der Blut-Hirn-Schranke verbunden?
Einige Viren können diese Barriere immer noch entweder durch das Blut oder durch „retrograden axonalen“ Transport passieren. Störungen der Blut-Hirn-Schranke werden durch verschiedene Krankheiten verursacht.
Neurodegenerative Krankheiten
Aufgrund ihrer essentiellen Funktion bei der Aufrechterhaltung der zerebralen Homöostase kann die Blut-Hirn-Schranke auch der Beginn bestimmter neurologischer Erkrankungen wie neurodegenerativer Erkrankungen und Hirnläsionen wie der Alzheimer-Krankheit (AD) sein, die jedoch sehr selten bleiben. .
Diabetes mellitus
Auch andere Krankheiten wie Diabetes mellitus haben einen negativen Einfluss auf die Aufrechterhaltung der Blut-Hirn-Schranke.
Andere Pathologien
Andere Pathologien hingegen stören die Funktion des Endothels von innen, dh die gesamte Blut-Hirn-Schranke wird durch Einwirkungen der extrazellulären Matrix geschädigt.
Im Gegensatz dazu manifestieren sich eine Reihe von Hirnerkrankungen darin, dass bestimmte Krankheitserreger die Blut-Hirn-Schranke überwinden können und Gehirninfektionen verursachen, die verheerende Krankheiten mit hoher Sterblichkeit oder bei Überlebenden schwerer neurologischer Folgen sind. Dazu zählen beispielsweise eine Vielzahl pathogener Mikroorganismen, Bakterien, Pilze, HI-Viren, humanes T-lymphotropes Virus 1, West-Nil-Virus und Bakterien, wie Neisseria meningitidis oder Vibrio cholerae.
Bei Multipler Sklerose sind „Erreger“ Zellen des körpereigenen Immunsystems, die die Blut-Hirn-Schranke überwinden.
Metastasenzellen passieren bei einigen Nicht-Hirn-Tumoren erfolgreich die Blut-Hirn-Schranke und können Metastasen im Gehirn (Glioblastom) verursachen.
Welche Behandlung?
Die Verabreichung von Behandlungen an das Gehirn durch Überschreiten der Blut-Hirn-Schranke ist eine echte Reise, da sie auch den Zugang von Medikamenten, insbesondere solchen mit einer großen molekularen Struktur, in den zu behandelnden Bereich verhindert.
Einige Medikamente wie Temozolomid, die zur Bekämpfung des Glioblastoms verwendet werden, haben die chemischen und physikalischen Eigenschaften, die es ihm ermöglichen, die Barriere zu passieren und den Tumor zu erreichen.
Eine der Möglichkeiten, die untersucht wurden, um dieses Problem zu beseitigen, besteht darin, Techniken zu implementieren, die die Blut-Hirn-Schranke mechanisch durchdringen können.
Die Blut-Hirn-Schranke ist eine bedeutende Barriere für die Behandlung, aber die Forschung ist im Gange.
Diagnostisch
Das erste für die MRT entwickelte Kontrastmittel war Gadolinium (Gd) und dann Gd-DTPA77, die es ermöglichten, fortgeschrittenere MRTs zur Diagnose lokaler Läsionen der Blut-Hirn-Schranke zu erhalten. Das Gd-DTPA-Molekül ist sehr undurchlässig, um eine gesunde Blut-Hirn-Schranke zu überwinden.
Andere bildgebende Mechanismen
Der Einsatz der „Single-Photon-Emissions-Tomographie“ oder „Positronen-Emissions-Tomographie“.
Defekte der Blut-Hirn-Schranke können auch durch die Diffusion geeigneter Kontrastmittel mittels Computertomographie beurteilt werden.