18.4: Kan-beyin Bariyeri

Genel Bakış

Kan-beyin bariyeri (KBB), beyne kandaki besin maddelerini sağlarken, iyonların, moleküllerin, patojenlerin ve diğer maddelerin hareketini sıkı bir şekilde düzenleyen özel vasküler yapıyı ifade eder. Bir tarafta sıkıca bağlanmış endotel hücreleri ve diğer tarafta astrosit projeksiyonlarından oluşur. Birlikte, beyni koruyan ve terapötiklerin uygulanmasında farklı zorluklar yaratan yarı geçirgen bir bariyer sağlarlar.

Hücresel Bileşenler

KBB, endotel hücreleri ve astrositler de dahil olmak üzere çeşitli hücresel bileşenlerden oluşur. Bu hücreler ortak bir bazal membranı paylaşır ve birlikte dolaşım ile beyni çevreleyen interstisyel sıvı arasındaki bileşenlerin geçişini düzenler.

İlk tip hücresel bileşen olan özel endotel hücreleri, serebral kılcal damarların duvarlarını oluşturur. Son derece sıkı ve karmaşık hücreler arası kavşaklarla bağlanırlar. Bu kavşaklar, glikoz ve insülin gibi ortalama ve büyük boyutlu moleküller de dahil olmak üzere çoğu maddenin basit difüzyonunu önleyen seçici bir fiziksel bariyer oluşturur.

İkinci bir hücre tipi olan astrositler, beyindeki endotel hücre fonksiyonunu, kan akışını ve iyon dengesini etkileşim ve serebral vasküler yapı ile yakın ilişki yoluyla etkileyen merkezi sinir sisteminin bir glial hücresidir. Vasküler yapı ve nöronlar arasında doğrudan bir bağlantı sağlarlar: bir uçta kan damarlarının etrafını sararken ve diğer uçta sinapslardaki nöronlarla yakın temas kurarlar.

Kimyasal Değişim

Bir maddenin KBB'ni geçme yeteneği ve bu değişimin gerçekleştiği verimlilik, her molekülün veya iyonun kimyasal ve moleküler özelliklerine bağlıdır. Genel olarak, oksijen ve karbondioksit gibi küçük lipitte çözünen bileşenler, endotel tabakasından hızlı şekilde, basit difüzyona uğrar. Buna karşılık, daha büyük veya suda çözünür bileşenler genellikle bir endotel hücresi boyunca pasif veya aktif taşınmayı içerebilecek daha seçici bir işlem gerektirir. Bu maddelerin değişimi, diğer faktörlerin yanı sıra, endotel hücrelerinin yüzeyindeki moleküle özgü reseptörlerin ve taşıma proteinlerinin göreceli bolluğuna ve verimliliğine bağlı olarak genellikle daha yavaş gerçekleşir veya hiç gerçekleşmeyebilir.

KBB Beyni Korur

KBB tarafından kolaylaştırılan nöral koruma, uygun beyin sağlığı ve işlevi için kritik öneme sahiptir. KBB'nin düzensizliği, yetersiz kan dolaşımına bağlı olarak multipl skleroz, enfeksiyon ve iskemi gibi ciddi nörolojik hastalıklara yol açabilir. Tersine, KBB'nin aktivitesi, nöroaktif farmasötik ilaçların merkezi sinir sistemine geçişini önleyerek veya önemli ölçüde azaltarak bazı nörolojik hastalıkların tedavisinde zararlı olabilir. Bu nedenle, nörolojik hedefleri olan ilaçlar, KBB’nden geçişi kolaylaştıracak şekilde tasarlanmalıdır.

İnsan beyni, dolaşım sisteminden koruyucu bir bariyerle yalıtılmıştır. Kan beyin bariyeri merkezi sinir sisteminin kılcal damarlarını kaplayan endotelyal hücrelerden oluşur. Kan beyin bariyeri ayrıca bir bazal membrandan ve kılcal damarlarla yakın temasta olan astrosit denen özel sinir hücrelerinden oluşur.

Bu elemanlar istenmeyen maddelerin geçişini engeller. Bu bariyer kanla beyindeki doku içi sıvı arasındaki kimyasal alışverişi, kavşak kompleksler oluşturan farklı protein türleriyle kontrol eder. Genellikle bariyeri sadece yağda çözünen bileşikler geçebilirken, suda çözünen bileşikler aktif vaya pasif transportla geçer.