3.11: Barrières physiologiques

Les barrières physiologiques sont des structures cellulaires semi-perméables limitant la diffusion des médicaments dans les compartiments et les tissus intracellulaires. Il existe six types de barrières physiologiques : les barrières hémato-endothéliales, les membranes cellulaires, hémato-encéphaliques, hémato-rachidien (LCR), hémato-placenta et hématopoïétiques.

La barrière endothéliale sanguine est la plus poreuse d’entre elles. Il permet à toutes les petites molécules ionisées, non ionisées et lipophiles de passer facilement à travers la muqueuse endothéliale dans l’espace interstitiel. Pourtant, il exclut les grands complexes tels que les médicaments liés aux protéines plasmatiques.

La membrane cellulaire est une bicouche lipidique qui facilite l’absorption cellulaire des médicaments. Selon leur taille, les molécules médicamenteuses peuvent traverser la membrane cellulaire par diffusion passive, écoulement en vrac ou transport actif.

La barrière hémato-encéphalique comprenant des capillaires dans le cerveau est hautement spécialisée. Contrairement à d’autres capillaires, ceux-ci sont constitués de cellules endothéliales reliées par des jonctions serrées qui empêchent la diffusion de la plupart des substances hydrophiles de passer entre les cellules endothéliales. Seules les molécules lipophiles et les molécules transportées activement par les protéines porteuses accèdent au cerveau.

Semblable à la barrière hémato-encéphalique, la barrière hémato-LCR est également imperméable à la plupart des substances. Bien que la paroi capillaire du plexus choroïde présente des espaces pour permettre le libre passage des médicaments, les cellules choroïdiennes sont étroitement maintenues ensemble par des jonctions serrées, limitant l’entrée des molécules. De plus, le LCR – un liquide clair et homogène entourant le système nerveux central – dilue le médicament et empêche d’atteindre une concentration élevée du médicament.

La barrière hémato-placentaire sépare les vaisseaux sanguins de la mère des vaisseaux sanguins fœtaux à l’aide de plusieurs couches de cellules trophoblastiques. Comparé au sang-cerveau ou au sang-LCR, ce n’est pas une barrière efficace. Il permet aux molécules telles que les barbituriques, les anesthésiques gazeux, les antibiotiques, les stéroïdes ou les analgésiques narcotiques de passer facilement par simple diffusion, exposant le fœtus aux tératogènes. La consommation de drogues doit être limitée pendant la grossesse.

Enfin, la barrière hémato-testiculaire est formée par des cellules de Sertoli voisines reliées par des jonctions serrées qui empêchent les médicaments de se diffuser dans les capillaires voisins et d’atteindre les spermatides.