Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove

18.4: 혈뇌 장벽
목차

JoVE Core
Biology

This content is Free Access.

Education
The Blood-brain Barrier
 
이 음성은 컴퓨터에서 생성됩니다
전사물

18.4: The Blood-brain Barrier

18.4: 혈뇌 장벽

Overview

The blood-brain barrier (BBB) refers to the specialized vasculature that provides the brain with nutrients in the blood while strictly regulating the movement of ions, molecules, pathogens, and other substances. It is composed of tightly linked endothelial cells on one side and astrocyte projections on the other. Together they provide a semipermeable barrier that protects the brain and poses unique challenges to the delivery of therapeutics.

Cellular Components

The BBB is made up of a variety of cellular components, including endothelial cells and astrocytes. These cells share a common basement membrane and together regulate the passage of components between the circulation and the interstitial fluid surrounding the brain.

The first type of cellular component, specialized endothelial cells, make up the walls of the cerebral capillaries. They are connected by extremely tight and complex intercellular junctions. These junctions create a selective physical barrier, preventing simple diffusion of most substances, including average to large-sized molecules such as glucose and insulin.

A second cell type, astrocytes, are a type of glial cell of the central nervous system which influences endothelial cell function, blood flow, and ion balance in the brain through interaction and close association with cerebral vasculature. They provide a direct link between the vasculature and neurons: they extend processes—called endfeet—that wrap around blood vessels on one end while making intimate contact with neurons at synapses on the other end.

Chemical Exchange

The ability of a substance to cross the BBB and the efficiency with which this exchange occurs depends on the chemical and molecular properties of each molecule or ion. In general, small lipid-soluble components, such as oxygen and carbon dioxide, undergo rapid, simple diffusion through the endothelial layer. In contrast, larger or water-soluble components often require a more selective process that may involve passive or active transport through an endothelial cell. The exchange of these substances generally occurs more slowly or may not occur at all, depending on the relative abundance and efficiency of molecule-specific receptors and transport proteins on the surface of endothelial cells, among other factors.

The BBB Protects the Brain

The neural protection facilitated by the BBB is critical to proper brain health and function. Dysregulation of the BBB can lead to severe neurological disease including multiple sclerosis, infection, and ischemia due to an inadequate blood supply. Conversely, the activity of the BBB may be detrimental to the treatment of some neurologic diseases by preventing or substantially reducing the passage of neuroactive pharmaceutical drugs into the central nervous system. For this reason, drugs with neurological targets must be designed in a way that facilitates passage through the BBB.

개요

혈액-뇌 장벽 (BBB)은 이온, 분자, 병원균 및 기타 물질의 움직임을 엄격하게 조절하면서 혈액의 영양소를 뇌에 제공하는 전문 혈관을 말합니다. 그것은 한쪽에 단단히 연결된 내피 세포와 다른 쪽의 성상세포 투영으로 구성됩니다. 그들은 함께 뇌를 보호하고 치료 의 전달에 독특한 도전을 제기하는 반과구성 장벽을 제공합니다.

셀룰러 구성 요소

BBB는 내피 세포 및 성상 세포를 포함한 다양한 세포 구성 요소로 구성됩니다. 이 세포는 일반적인 지하실 막을 공유하고 함께 순환과 뇌를 둘러싼 중간 유체 사이의 구성 요소의 통과를 조절합니다.

세포 성분의 첫 번째 유형, 전문 내피 세포, 대뇌 모세 혈관의 벽을 구성. 그들은 매우 단단하고 복잡한 세포 간 접합에 의해 연결됩니다. 이 접합은 포도당과 인슐린과 같은 대형 분자에 평균을 포함하여 대부분의 물질의 간단한 확산을 방지하는 선택적 물리적 장벽을 만듭니다.

두 번째 세포 유형인 성상세포는 뇌혈관과의 상호 작용과 밀접한 연관성을 통해 뇌의 내피 세포 기능, 혈류 및 이온 균형에 영향을 미치는 중추 신경계의 신경교세포의 일종이다. 그(것)들은 혈관과 신경 사이 직접적인 링크를 제공합니다: 그(것)들은 프로세스를 확장합니다 -endfeet에게 불린 프로세스 -그 한쪽 끝에 있는 혈관을 감싸는 동시에 다른 쪽 끝에 시냅스에서 신경과 친밀한 접촉을 합니다.

화학 거래소

BBB를 교차하는 물질의 능력과 이 교환이 발생하는 효율성은 각 분자 또는 이온의 화학 적 및 분자 특성에 달려 있습니다. 일반적으로 산소및 이산화탄소와 같은 작은 지질 수용성 성분은 내피 층을 통해 신속하고 간단한 확산을 겪습니다. 대조적으로, 더 크거나 수용성 분대는 수시로 내피 세포를 통해 수동 또는 능동적인 수송을 관련시킬 수 있는 더 선택적인 프로세스를 요구합니다. 이러한 물질의 교환은 일반적으로 더 느리게 발생하거나 분자 특정 수용체의 상대적 풍부와 효율성에 따라 전혀 발생하지 않을 수 있으며, 다른 요인들 중에서도 내피 세포의 표면에서 단백질을 수송한다.

BBB는 뇌를 보호합니다.

BBB에 의해 촉진 된 신경 보호는 적절한 뇌 건강과 기능에 매우 중요합니다. BBB의 Dysregulation는 부적당한 혈액 공급 때문에 다발성 경화증, 감염 및 허혈을 포함하여 가혹한 신경학상 질병으로 이끌어 낼 수 있습니다. 반대로, BBB의 활동은 중추 신경계로신경활성 약제의 통과를 방지하거나 실질적으로 감소시킴으로써 일부 신경질환의 치료에 해로울 수 있다. 이러한 이유로, 신경 학적 목표를 가진 약물은 BBB를 통해 통과를 용이하게하는 방식으로 설계되어야합니다.


추천 독서

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
simple hit counter