Kan-Beyin Bariyeri nedir?
Merkezi sinir sistemini vaskülarize eden kan damarları, hücrelerin, iyonların ve moleküllerin plazmadan beyne akışını kontrol eden benzersiz özellikler sergiler. Kan-beyin bariyeri olarak anılan bu bariyer, beynin korunması için hayati öneme sahiptir ve homeostazı sürdürür. Kan-beyin bariyerinin işlev bozukluğu, bir dizi nörolojik durumla bağlantılıdır.
-1.jpg "Kan-Beyin Bariyeri nedir? 2")
Dolaşım sistemi ve mikro damar sistemi
Kan, kan damarı sistemleri aracılığıyla kalpten organlara ve vücuttaki dokulara taşınır. Damarlar besin ve oksijen sağlarken, atık ürünleri ve karbondioksiti uzaklaştırır ve bağışıklık sisteminin her bir doku ile nasıl etkileşime gireceğini düzenler. Bu vasküler sistem, arterleri, venülleri ve damarları ve kılcal damarları içerir. Kılcal damarlar, mikro damar sistemi olarak bilinen vasküler sistemin en küçük bölümlerini içerir ve damarlaştıkları alanın gereksinimlerine bağlı olarak değişen özelliklere sahiptir.
Üç yapısal kılcal sınıf vardır: süreksiz, sürekli pencereli ve sürekli penceresiz.
- Süreksiz kılcal damarlar sadece karaciğerde bulunur ve metabolizmayı destekleyen büyük moleküllerin ve hücrelerin kan ve doku arasında taşınmasına izin veren hücreler arası boşluklara sahiptir.
- Sürekli pencereli kılcal damarlar, hücre duvarlarında moleküler değişime izin veren küçük deliklere sahiptir. Bu, atık ürünlerin böbrekler tarafından filtrelenmesi veya besinlerin ince bağırsak tarafından emilmesi gibi kan ve doku arasında sık sık alışverişi gerektiren alanlarda önemlidir.
- Sürekli pencereli olmayan kılcal damarlar, su veya iyonlar gibi hücre içi yarıklar arasından yalnızca küçük moleküllerin geçmesine izin veren, perforasyon içermeyen eksiksiz bir plazma membranına sahiptir.
Merkezi sinir sisteminin mikro damar yapısı
Kan-beyin bariyeri (BBB), merkezi sinir sisteminin (CNS) mikro damar yapısının benzersiz özelliklerini tanımlamak için kullanılan bir terimdir. CNS’nin kan damarları, sürekli fenestre olmayan damarlardır, ancak küçük moleküllerin ve iyonların hareketini sıkı bir şekilde yöneten ek farklı özelliklere sahiptir. BBB oldukça seçicidir, sadece belirli maddelerin kan dolaşımından beyne geçmesine izin vererek CNS’ye patojenlerden, toksinlerden ve nörokimyasal dengesizlikten koruma sağlar.
Kan-beyin bariyerinin hücreleri
Kan damarlarının iç yüzeyi, endotelyum olarak adlandırılan tek hücreli kalın bir tabaka oluşturan endotel hücreleri ile kaplıdır. Vücudun diğer bölgelerinde, endotelyum deliklidir. Bununla birlikte, kan-beyin bariyerinin endotel hücreleri, komşu hücreler arasında yapışmayı sağlayan ve kan ve beyin arasındaki çözünen maddelerin difüzyonunu kısıtlayan bir hücresel yapı sınıfı olan sıkı hücre bağlantıları ile güvenli bir şekilde birbirine kaynaştırılır.
CNS’deki bir tür glial hücre olan astrositler, astrositin hücre gövdesinden endoteli çevreleyen zara bir projeksiyon olan astrositik uç ayaklar adı verilen özel işlevler gerçekleştirir. Astrositik uç ayakların, endotelyal hücreler ile etkileşime girerek ve sıkı hücre bağlantılarına giden sinyali etkileyerek BBB’nin oluşumunda ve düzenlenmesinde kritik bir rol oynadığı düşünülmektedir.
Öncelikle BBB’yi korumak için olmasına rağmen, astrositik uç ayaklar da bazı fizyolojik koşullar altında BBB’nin geçici açılmasını etkileyebilir. Örnekler, plazmadan beyne hücre büyümesini uyaran antikorların veya sitokinlerin geçişini içerebilir.
Kan-beyin bariyerinin işlev bozukluğu
Fonksiyonel Manyetik Rezonans Görüntüleme (fMRI) ve Pozitron Emisyon Tomografisi (PET) gibi fonksiyonel görüntüleme teknikleri ve beyin örneklerinin ölüm sonrası analizi, birçok nörolojik bozuklukta kan-beyin bariyerinin patolojik işlev bozukluğunu tanımlamıştır.
BBB patolojisi tipik olarak birincil nörolojik bozukluğun fonksiyonel bir semptomu olmasına rağmen, Alzheimer Hastalığı ve Musküler Skleroz gibi bazı hastalıklarda bir neden olarak varsayılmıştır.
Çoklu skleroz (MS)
Multipl skleroz, beyin ve omurilik iltihabının beyin ve vücut arasındaki sinir sinyalini bozduğu bir otoimmün bozukluktur. MS’nin etiyolojisi net olmasa ve birden fazla epigenetik faktör içermesi muhtemel olsa da, kan-beyin bariyerinin bozulması hastalığın erken evrelerinde gözlenir. Son araştırmalar, MS’de anormal bir bağışıklık tepkisinin, CNS’nin miyelinine (hücre aksonlarını çevreleyen protein ve lipitten zengin madde) zarar verdiğini göstermektedir. Bununla birlikte, oligodendrosit öncü hücreler (OPC’ler) olarak bilinen miyelin üreten hücreler, hasar alanlarını onarmak için BBB’yi geçemezler. Böylelikle BBB, enflamatuar bozukluğun hem başlatılmasında hem de sürdürülmesinde rol oynar.
Hipoksi ve serebral iskemi
Kan-beyin bariyerini kesintiye uğratan farklı stresörler arasında hipoksik ve iskemik zorluklar (azalmış oksijen ve / veya beyne düşük glikoz iletimi) beyin fonksiyonuna ciddi şekilde zarar verir ve dakikalar içinde nöronal hücrelerin ölümünü tetikleyebilir. Serebral iskemi (felç), ciddi beyin hasarına ve BBB’de önemli bozulmaya neden olur.
Hipoksi ve iskeminin BBB’yi bozduğu mekanizmalar belirsiz kalsa da, oksidatif stresin katkıda bulunduğu düşünülmektedir. Oksidatif stres, yüksek reaktif oksijen türlerine (ROS) neden olan pro ve antioksidanların dengesizliğidir ve endotelyumun bütünlüğünü etkileyerek BBB’yi bozabilir.
Alzheimer Hastalığı (AD)
Kan-beyin bariyerinin işlev bozukluğu, yerleşik AD’li bireylerin ölüm sonrası çalışmalarında iyi bir şekilde belgelenmiştir. Bununla birlikte, hafif bilişsel bozukluğu (MCI) ve erken Alzheimer hastalığı olan kişilerin beyinlerini görüntüleyen son çalışmalar, BBB’nin beyin atrofisi veya demanstan önce bozulduğunu göstererek, hastalığın erken bir aşamasında meydana geldiğini öne sürüyor. BBB işlev bozukluğunun kapsamı ve Alzheimer hastalığındaki nedensel rolü tartışılmaya devam etse de, bir teori yaşlanma, hastalık veya yaralanmadan kaynaklanan BBB sızıntısının Alzheimer hastalığı patolojisine yol açan inflamatuar bir yanıta neden olabileceğini öne sürüyor.
