سد خونی- مغزی: ساختار و عملکرد

سد خونی مغزی چیست؟

سد خونی-مغزی سدی بین خون و ماده مغزی است. توسط سلول های اندوتلیال روی دیواره داخلی مویرگ های خون در مغز و آستروسیت ها (شکلی از سلول های گلیال) اطراف عروق تشکیل می شود. سلول های اندوتلیال در رگ های مویرگی مغز به قدری محکم به یکدیگر از طریق اتصالات به اصطلاح محکم (اتصالات کمربند شکل و باریک) متصل هستند که هیچ ماده ای نمی تواند به صورت کنترل نشده بین سلول ها بلغزد. برای ورود به مغز همه مواد باید از سلول ها عبور کنند که به شدت کنترل می شود.

یک سد قابل مقایسه بین خون و سیستم حفره مغز، که حاوی مایع مغزی نخاعی (CSF) است، وجود دارد. این به اصطلاح سد مایع خونی - مغزی نخاعی تا حدودی ضعیفتر از سد خونی - مغزی است. بنابراین، با وجود عملکرد مانع، برخی از تبادل مواد بین خون و CSF امکان پذیر است.

عملکرد سد خونی مغزی چیست؟

عملکرد فیلتر سد خونی مغزی

سد خونی مغزی همچنین دارای عملکرد فیلترینگ بسیار انتخابی است:

مواد کوچک محلول در چربی مانند اکسیژن، دی اکسید کربن یا حتی گازهای بی حس کننده می توانند با انتشار در سلول های اندوتلیال از سد خونی مغزی عبور کنند. برخی دیگر از مواد مورد نیاز بافت مغز (مانند گلوکز خون = گلوکز، الکترولیت ها، برخی پپتیدها، انسولین و غیره) با کمک سیستم های حمل و نقل ویژه از سد عبور می کنند.

از سوی دیگر، مواد باقی مانده به عقب نگه داشته می شوند تا نتوانند آسیبی به مغز حساس وارد کنند. به عنوان مثال، انتقال دهنده های عصبی در خون اجازه عبور از سد خونی مغزی را ندارند زیرا باعث اختلال در جریان اطلاعات از سلول های عصبی در مغز می شوند. داروها و پاتوژن های مختلف نیز باید توسط سد خونی مغزی از مغز دور نگه داشته شوند.

برخی از مواد به مانع نفوذ می کنند

در پزشکی گاهی لازم است داروهایی به مغز برسند که نتوانند از سد خونی مغزی عبور کنند. یک مثال: مغز بیماران پارکینسونی دچار کمبود ناقل عصبی دوپامین است. با این حال، نمی توان برای جبران دوپامین به بیماران داد زیرا نمی تواند از سد خونی مغزی عبور کند. در عوض، به بیماران پیش‌ساز دوپامین لوودوپا (L-dopa) داده می‌شود که می‌تواند به راحتی از خون به مغز منتقل شود. سپس توسط یک آنزیم به دوپامین موثر تبدیل می شود.

برای درمان تومورهای مغزی، سد خونی مغزی به طور موقت با تزریق یک محلول بسیار هیپرتونیک در شریان کاروتید برطرف می شود. این اجازه می دهد تا داروهای مهار کننده تومور به مغز برسند.

سد خونی مغزی در کجا قرار دارد؟

سد خونی مغزی در مغز قرار دارد. سلول‌های اندوتلیال روی دیواره داخلی رگ‌های خونی ظریف دیواره رگ‌ها را از طریق اتصالات محکم می‌بندند و عملکرد مانع واقعی (همراه با آستروسیت‌های اطراف) را فراهم می‌کنند.

سد خونی مغزی چه مشکلاتی می تواند ایجاد کند؟

بیلی روبین، رنگدانه صفراوی، معمولاً با اتصال به پروتئین های پلاسما از مغز خارج می شود. با این حال، در نوزادان نارس، غلظت بیلی روبین در خون ممکن است با همولیز (انحلال گلبول های قرمز خون) و تخریب آهسته آنقدر افزایش یابد که توانایی پروتئین های پلاسما برای اتصال بیلی روبین از بین برود. سپس بیلی روبین آزاد و غیر متصل می تواند از سد خونی مغزی (کودک) عبور کرده و وارد بافت مغز شود. این ایکتروس هسته ای یا نوزادی می تواند منجر به آسیب غیرقابل برگشت مغزی شود.

عفونت ها و تومورها

سیتومگالوویروس های گروه ویروس هرپس از گلبول های سفید خون به عنوان حامل برای عبور از سد خونی مغزی (کودک) استفاده می کنند. در یک زن باردار، عفونت منجر به سقط جنین (سقط جنین)، مرگ جنین متولد نشده یا عفونت عمومی نوزاد با التهاب مغز (انسفالیت)، کلسیفیکاسیون در مغز، تشنج و فلج می شود. اگر نوزاد پس از تولد مبتلا شود، علائم مشابهی ممکن است رخ دهد، اما روند ممکن است نامحسوس باقی بماند.

متاستازهای تومور نیز می توانند از سد خونی مغزی عبور کنند. سلول های سرطانی خود را به دیواره اندوتلیال مویرگ ها می چسبانند و مولکول های خود را برای چسبندگی بیان می کنند. اینها سپس به گیرنده های خاصی متصل می شوند که به وسیله آنها مسیر عبور از سد خونی مغزی باز می شود.