Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove

18.4: Die Blut-Hirn-Schranke
INHALTSVERZEICHNIS

Your institution must subscribe to JoVE's JoVE Core collection to access this content.

Fill out the form below to receive a free trial or learn more about access:

 

PROTOKOLLE

18.4: Die Blut-Hirn-Schranke

Überblick

Die Blut-Hirn-Schranke (BHS) bezeichnet das spezialisierte Gefäßsystem, welches das Gehirn mit Nährstoffen im Blut versorgt. Gleichzeitig reguliert es die Bewegung von Ionen, Molekülen, Krankheitserregern und anderen Substanzen streng. Sie besteht aus eng miteinander verbundenen Endothelzellen auf der einen Seite und Astrozytenvorsprüngen auf der anderen Seite. Zusammen bilden sie eine semipermeable Schranke, die das Gehirn schützt. Daher stellt sie auch eine einzigartige Herausforderungen bei der Verabreichung von Medikamenten dar.

Zelluläre Komponente

Die BHS besteht aus einer Vielzahl von zellulären Komponenten, wozu auch die erwähnten Endothelzellen und Astrozyten gehören. Diese Zellen teilen sich eine gemeinsame Basalmembran und regulieren gemeinsam den Durchgang der Komponenten zwischen dem Kreislauf und der das Gehirn umgebenden interstitiellen Flüssigkeit.

Die Endothelzellen bilden die Wände der Hirnkapillaren. Sie sind durch extrem enge und komplexe interzelluläre Verbindungen miteinander verbunden. Diese Verbindungen bilden eine selektive physikalische Barriere, die eine einfache Diffusion der meisten Substanzen, einschließlich mittelgroßer bis großer Moleküle wie Glucose und Insulin, verhindert.

Ein zweiter Zelltyp, die Astrozyten, sind ein Typ von Gliazellen des Zentralnervensystems, der die Endothelzellfunktion, den Blutfluss und den Ionenausgleich im Gehirn durch Interaktion und enge Verbindung mit der zerebralen Gefäßversorgung beeinflussen kann. Astrozyten stellen eine direkte Verbindung zwischen dem Gefäßsystem und den Neuronen her. Sie verlängern Prozesse,so genannte Endfüße, die sich an einem Ende um die Blutgefäße wickeln, während sie am anderen Ende in engen Kontakt mit den Neuronen an den Synapsen treten.

Chemischer Austausch

Die Fähigkeit einer Substanz, die BHS zu durchqueren und die Effizienz, mit der dieser Austausch stattfindet, hängt von den chemischen und molekularen Eigenschaften jedes Moleküls oder Ions ab. Im Allgemeinen werden kleine lipidlösliche Bestandteile wie Sauerstoff und Kohlendioxid schnell und einfach durch die Endothelschicht diffundiert. Im Gegensatz dazu erfordern größere oder wasserlösliche Komponenten oft einen selektiveren Prozess, der einen passiven oder aktiven Transport durch eine Endothelzelle beinhalten kann. Der Austausch dieser Substanzen erfolgt in der Regel langsamer oder gar nicht, abhängig u.a. von der relativen Häufigkeit und Effizienz der molekularen Rezeptoren und Transportproteine auf der Oberfläche der Endothelzellen.

Die BHS schützt das Gehirn

Der durch die BHS ermöglichte neurale Schutz ist für die Gesundheit und Funktion des Gehirns von entscheidender Bedeutung. Eine Dysregulation der BHS kann zu schweren neurologischen Erkrankungen wie Multipler Sklerose, Infektionen und Ischämie aufgrund einer unzureichenden Blutversorgung führen. Umgekehrt kann sich die Aktivität der BHS nachteilig auf die Behandlung einiger neurologischer Erkrankungen auswirken. So kann die Aktivität der BHS die Passage von neuroaktiven Arzneimitteln in das zentrale Nervensystem verhindern oder erheblich reduzieren. Aus diesem Grund müssen Medikamente mit neurologischen Zielstrukturen so konzipiert sein, dass die Durchwanderung der BHS erleichtert wird.


Suggested Reading

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

Waiting X
simple hit counter