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혈뇌 장벽 구조, 기능 및 질병
그 혈액 뇌 장벽 (BHE)는 혈액과 뇌 사이의 반투막 벽입니다. 그것은 대뇌 혈액 모세 혈관의 벽을 형성하는 세포로 구성되어 있습니다. 이 장벽은 중추 신경계의 신경 세포가 신체의 나머지 부분과 화학적으로 분리되도록합니다.
1908 년 노벨 의학상을 수상한 독일 의사 Paul Ehrlich는 혈액 뇌 장벽의 존재를 보여주었습니다.
1878 년에 그는 조직 학적 염색에 관한 논문을 만들었습니다. Ehrlich는 마우스의 혈류에 아닐린 (aniline)이라는 파란색 염료를 주입하려고했습니다. 그는 모든 조직이 뇌와 척수를 제외하고는 파란색으로 염색되었음을 발견했습니다..
그러나, 뇌실 뇌척수액에 같은 색소를 주사 할 때, 중추 신경계 전체가 청색으로 염색되었다.
이 실험은 뇌 세포 (세포 외액)에서 혈액과 체액 사이에 장벽이 있음을 보여주었습니다 : 혈액 뇌 장벽.
뇌는 자체 보안 시스템을 갖춘 유일한 기관입니다. 혈액 뇌 장벽 덕분에 필수 영양소는 다른 물질의 유입을 차단하면서 도달 할 수 있습니다..
이 장벽은 뇌에서 화학 물질의 유입 및 유출을 제어하여 뉴런의 적절한 기능을 유지하는 역할을합니다. 불행히도이 장벽은 이물질이 뇌에 들어가는 것을 차단하여 약물이이 약물에 도달하지 못하도록 막아줍니다.
어쨌든 연구는이 장벽을 통과하는 데 필요한 요구 사항을 가진 약물을 계속 설계하고 있습니다..
그러나 혈액 뇌 장벽이없는 신체 부위가 있습니다. 이들은 순환 기관으로 알려져 있습니다..
마지막으로 혈액 뇌 장벽을 열 수있는 특정 조건이 있습니다. 이것은 물질의 교환을 자유롭게 허용하여 뇌의 기능을 바꿀 수 있습니다. 그들 중 일부는 염증, 외상 또는 다발성 경화증.
혈액 뇌 장벽의 구조
일부 물질은이 장벽을 넘을 수 있지만 다른 물질은 장벽을 넘을 수 없습니다. 그것은 선택적으로 투과성 인 장벽을 의미합니다..
몸의 대부분에서 혈액 모세 혈관을 구성하는 세포는 단단히 묶이지 않습니다. 이들은 내피 세포 (endothelial cell)라고 불리우며, 여러 물질이 들어오고 나가기 위해 그 사이에 슬릿이 있습니다. 따라서, 혈장과 유기체의 세포를 둘러싸는 유체 (세포 외액) 사이에서 요소가 교환되고,.
그러나 중추 신경계에서 모세 혈관에는 이러한 틈새가 없습니다. 반대로, 세포는 밀접하게 연결되어 있습니다. 이것은 많은 물질이 혈액을 떠나지 못하게합니다..
이 장벽을 넘을 수있는 구체적인 물질이 있다는 것은 사실입니다. 그들은 모세 혈관의 벽에서 그것들을 운반하는 특별한 단백질을 이용하여 이것을합니다.
예를 들어, 포도당 전달 물질은 연료를 공급하기 위해 뇌에이 물질의 유입을 허용합니다. 또한, 이들 운반자는 유독성 폐기물이 뇌에 남아있는 것을 방지합니다.
성상 세포라고 불리는 Glial (지지하는) 세포는 뇌의 혈관 주위에 덩어리가되어 혈액 뇌 장벽의 발달에 중요한 역할을하는 것으로 보입니다. 이것들은 또한 뇌에서 혈액으로의 이온 수송에 기여하는 것처럼 보입니다..
다른 한편으로는 혈액 뇌 장벽이 다른 신경계보다 침투성이있는 신경계의 영역이 있습니다. 다음 섹션에서는 이것이 무엇인지 설명합니다..
기능들
좋은 뇌 기능이 있기 위해서는 뉴런 내부의 물질과 그 주변의 세포 외액 사이에 균형을 유지하는 것이 필수적입니다. 이렇게하면 셀간에 메시지를 올바르게 전송할 수 있습니다..
세포 외액의 구성 요소가 조금이라도 변한다면이 전달이 변경되어 뇌 기능의 변화를 일으킬 수 있습니다.
따라서 혈액 - 뇌 장벽은이 액체의 성분을 조절하는 역할을합니다. 예를 들어, 우리가 먹는 많은 식품은 뉴런 사이의 정보 교환을 수정할 수있는 화학 물질을 나타냅니다. 혈액 뇌 장벽은 이러한 물질이 뇌에 도달하는 것을 막아서 좋은 기능을 유지합니다..
혈액 뇌 장벽은 신경계 전반에 걸쳐 균일 한 구조를 가지고 있지 않다는 점에 유의하는 것이 중요합니다. 다른 곳보다 침투성이 좋은 장소가 있습니다. 이것은 다른 장소에서 환영받지 못하는 물질의 통과를 허용하는 데 유용합니다..
예를 들면 뇌간의 후 심인 영역입니다. 이 부위는 구토를 조절하고 혈액 뇌 장벽을 훨씬 더 투과시킵니다. 그것의 목적은 그 지역의 뉴런들이 혈액 속의 독성 물질들을 빨리 발견 할 수 있다는 것입니다.
따라서, 위장에서 오는 독이 순환계에 도달하면 대뇌 디저트 영역을 자극하여 구토를 유발합니다. 이런 식으로 유기체는 유독성 콘텐츠가 위장에 유출되기 전에 위장에서 유출 할 수 있습니다.
요약하면 혈액 뇌 장벽의 세 가지 주요 기능은 다음과 같습니다.
- 잠재적으로 위험한 이물질로부터 뇌를 보호하거나 뇌 기능을 변화시킬 수 있습니다..
- 중추 신경계를 신체의 나머지 부분에있는 호르몬과 신경 전달 물질로부터 보호하고 분리하여 원하지 않는 영향을 피합니다..
- 뇌의 화학적 균형을 일정하게 유지합니다..
혈액 뇌 장벽을 가로 지르는 물질은 무엇인가??
혈뇌 장벽을 넘어 다른 물질보다 더 민감한 물질이 있습니다. 다음과 같은 특성을 가진 물질은 다른 물질보다 쉽게 들어갑니다.
- 작은 분자는 큰 분자보다 혈액 뇌 장벽을 훨씬 쉽게 전달합니다..
- 지용성 물질은 혈액 뇌 장벽을 쉽게 가로 지르지 만, 천천히 용해되지 않는 물질은 통과하지 못합니다. 우리 뇌에 쉽게 도달 할 수있는 지용성 약물의 한 종류는 바르비 튜 레이트입니다. 다른 예로는 에탄올, 니코틴, 카페인 또는 헤로인이 있습니다..
- 전하가 적은 분자는 높은 전하를 갖는 분자보다 장벽을 더 빨리 통과한다..
일부 물질은 혈액 뇌 장벽을 넘을 수 있습니다. 무엇보다 뇌의 적절한 기능을 위해 필수적인 포도당, 산소 및 아미노산 분자를 통과시킵니다.
타이로신 (tyrosine), 트립토판 (tryptophan), 페닐알라닌 (phenylalanine), 발린 (valine) 또는 루신 (leucine)과 같은 아미노산은 혈액 뇌 장벽에 매우 빠르게 유입됩니다. 이들 중 많은 것들이 뇌에서 합성되는 신경 전달 물질의 전구 물질입니다.
그러나이 장벽은 사실상 모든 대형 분자와 작은 분자로 구성된 모든 약물의 98 %를 배제합니다.
이것이 뇌 질환 치료에 어려움이있는 이유입니다. 약물은 일반적으로 장벽을 넘지 않거나 필요한 양으로 있지 않기 때문입니다. 어떤 경우에는 뇌 혈관 장벽을 피하기 위해 치료제를 뇌에 직접 주입 할 수 있습니다.
동시에, 소위 당 단백질 P에 의해 조절되는 전달체를 통한 신경 독소 및 친 유성 물질의 침입을 방지한다.
기관실 기관
앞서 언급했듯이 혈액 뇌 장벽이 가장 약하고 가장 투과성 인 여러 뇌 영역이 있습니다. 이렇게하면 물질이 쉽게이 지역에 도달하게됩니다..
이러한 영역 덕분에 뇌가 혈액 성분을 조절할 수 있습니다. circuventricular 기관 내에서 위치 :
- 송과선 (Pineal gland) : 뇌 사이, 눈 사이에 위치한 구조입니다. 그것은 우리의 생물학적 리듬과 중요한 호르몬 기능과 관련이 있습니다. 멜라토닌 및 신경 활성 펩타이드 출시.
- Neurohypophysis : 뇌하수체의 후엽입니다. 시상 하부의 물질, 주로 옥시토신과 바소프레신과 같은 신경 호르몬.
- 지역 후유증 : 위에서 언급 한 바와 같이 우리가 술에 취하지 못하게하는 구토물을 생성합니다..
- Subfornical 기관 : 그것은 체액의 규제에 필수적입니다. 예를 들어, 그것은 갈증의 감각에 중요한 역할을합니다..
- 말단 박판의 혈관 기관은 또한 바소프레신의 방출을 통한 갈증 및 체액 균형에 기여합니다. 펩타이드 및 기타 분자 검출.
- 부종 미디어 (Eminence media) : 시상 하부 자극 및 억제 호르몬 사이의 상호 작용을 통해 뇌하수체 전엽을 조절하는 시상 하부 영역.
혈액 뇌 장벽에 영향을 미치는 조건
혈뇌 장벽이 다른 질병으로 인해 변경 될 수 있습니다. 또한이 장벽이 약 해지면 신경 퇴행성 질환의 출현을 증가 시키거나 가속화 할 가능성이 있습니다.
- 고혈압 또는 높은 장력 :이 장벽이 변형되어 투과성이되어 신체에 위험 할 수 있습니다..
- 방사선 : 방사선에 오래 노출되면 혈액 - 뇌 장벽이 약해질 수 있습니다..
- 감염 : 중추 신경계의 염증이이 장벽을 약화시킵니다. 뇌막염 (뇌와 척수를 둘러싸는 층)이 다양한 바이러스와 박테리아에 의해 염증을 일으키는 질병 인 뇌막염이 그 예입니다..
- 외상, 국소 빈혈, 뇌졸중 ... 뇌에 직접적인 손상을 일으켜 뇌 혈관 장벽에 영향을 줄 수 있습니다..
- 뇌 농양 그것은 염증과 고름의 두뇌 내부 축적 때문입니다. 감염은 보통 귀, 입, 부비동 등에서 유래합니다. 그것은 외상이나 수술의 결과 일 수 있습니다. 대부분의 경우 항생제 치료를받는 데 8 주에서 12 주가 소요됩니다..
- 다발성 경화증 :이 질병에 걸린 사람들은 혈뇌 장벽에 누출이있는 것 같습니다. 이것은 너무 많은 백혈구가 뇌에 도달하여 실수로 myelin을 공격합니다.
수초는 신경 세포를 덮고 신경 충동이 빠르고 효과적으로 전달되는 물질입니다. 그것이 파괴되면,인지 및 진행성 모터 저하가 나타납니다.
참고 문헌
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- Carlson, N.R. (2006). 행동의 생리학 8th Ed. Madrid : Pearson.