Barrière hémato-encéphalique et interfaces gliales

La barrière hémato-encéphalique est l'interface sélective qui sépare le sang circulant du parenchyme du système nerveux central. Elle est principalement formée par les cellules endothéliales des capillaires cérébraux reliées par des jonctions serrées, soutenues par des péricytes, une membrane basale et les pieds astrocytaires. Avec les neurones, ces éléments constituent l'unité neurovasculaire, dans laquelle les cellules gliales contribuent à établir et à réguler la barrière et à coupler le flux sanguin à l'activité neuronale.

Definition

La barrière hémato-encéphalique est l'interface sélectivement perméable, formée par des cellules endothéliales cérébrales reliées par des jonctions serrées, ainsi que par des péricytes, une membrane basale et des pieds astrocytaires, qui contrôle le passage des substances entre le sang et le système nerveux central.

Scope

Ce sujet aborde l'architecture cellulaire de la barrière hémato-encéphalique et les interfaces gliales du système nerveux central : l'endothélium à jonctions serrées, les péricytes et la membrane basale, les pieds astrocytaires et la glia limitans, ainsi que le concept d'unité neurovasculaire, incluant le couplage neurovasculaire. Il s'agit d'une référence éducative et ne fournit pas de conseils cliniques.

Core questions

• Quelles cellules forment la barrière hémato-encéphalique et quelle est la contribution de chacune ?
• Comment les pieds astrocytaires sont-ils liés à la barrière et à la glia limitans ?
• Qu'est-ce que l'unité neurovasculaire ?
• Comment le flux sanguin local est-il couplé à l'activité neuronale ?

Key concepts

• Barrière hémato-encéphalique
• Jonctions serrées endothéliales
• Péricytes et membrane basale
• Pieds astrocytaires
• Glia limitans
• Unité neurovasculaire
• Couplage neurovasculaire

Mechanisms

Les cellules endothéliales des capillaires cérébraux sont scellées par des jonctions serrées continues qui restreignent fortement le passage paracellulaire, de sorte que la plupart des molécules doivent traverser par un transport transcellulaire régulé. Les péricytes, intégrés dans la membrane basale partagée, et les pieds astrocytaires qui enveloppent le vaisseau, contribuent tous deux à induire et à maintenir ces propriétés de barrière (Daneman & Prat, 2015 ; Abbott et al., 2006). Les pieds astrocytaires, ainsi que la glia limitans qu'ils forment à la surface du cerveau, relient la vascularisation au tissu neural. Dans l'unité neurovasculaire au sens large, la signalisation entre les neurones, les astrocytes et les cellules vasculaires ajuste le flux sanguin local pour répondre à la demande métabolique, un processus appelé couplage neurovasculaire (Iadecola, 2017 ; Attwell et al., 2010).

Clinical relevance

L'intégrité de la barrière hémato-encéphalique est essentielle pour comprendre l'administration de médicaments au système nerveux central, l'œdème, la neuroinflammation et l'AVC. La rupture de cette barrière est une caractéristique de nombreuses affections neurologiques. Cette entrée décrit la structure et la physiologie normales à des fins de référence éducative et ne constitue pas une base pour le diagnostic ou le traitement.

History

La barrière a été inférée à partir d'expériences de coloration de la fin du XIXe et du début du XXe siècle menées par Paul Ehrlich et Edwin Goldmann, qui ont montré que les colorants injectés dans le sang épargnaient le cerveau, tandis que ceux injectés dans le liquide céphalo-rachidien le coloraient. La microscopie électronique a ensuite localisé la barrière au niveau de l'endothélium à jonctions serrées, et les contributions des péricytes et des pieds astrocytaires ont été progressivement reconnues. Le concept intégratif d'unité neurovasculaire, examiné par Iadecola (2017), a recadré la barrière comme une fonction d'un ensemble cellulaire coordonné.

Key figures

• Paul Ehrlich
• Edwin Goldmann
• Costantino Iadecola

Seminal works

• daneman-2015
• abbott-2006
• iadecola-2017

Frequently asked questions

Qu'est-ce qui forme réellement le scellement de la barrière hémato-encéphalique ?

Le scellement est formé par des jonctions serrées entre les cellules endothéliales des capillaires cérébraux, qui restreignent le mouvement des substances entre les cellules ; les péricytes, la membrane basale et les pieds astrocytaires contribuent à induire et à maintenir cette propriété.

Qu'est-ce que l'unité neurovasculaire ?

L'unité neurovasculaire est l'ensemble fonctionnel de neurones, d'astrocytes et de cellules vasculaires (endothélium et péricytes) qui forment ensemble la barrière hémato-encéphalique et ajustent le flux sanguin local à l'activité neuronale.