Blod-hjerne-barrieren og nevroimmun regulering

Blod-hjerne-barrieren er et høyt selektivt grensesnitt dannet av spesialiserte endotelceller, sammen med astrocytter, pericytter og basalmembranen, som kontrollerer passasjen av molekyler og celler mellom blodet og sentralnervesystemet. Ved å begrense immunologisk tilgang og nøye regulere hjernens kjemiske miljø, er den sentral for hvordan nervesystemet og immunsystemet samhandler.

Definition

Blod-hjerne-barrieren er et selektivt permeabelt grensesnitt dannet av tett sammenføyde hjerneendotelceller sammen med tilhørende astrocytter, pericytter og basalmembran (den nevrovaskulære enheten) som regulerer molekylær utveksling og immunologisk tilgang mellom blod og sentralnervesystemet.

Scope

Dette emnet dekker barrierens cellulære struktur og den nevrovaskulære enheten, mekanismene som etablerer og opprettholder dens selektivitet, dens rolle i å regulere immunologisk tilgang til hjernen, og konsekvensene av barrieresvikt ved inflammasjon og sykdom. Det behandler barrieren som et fysiologisk og nevroimmunologisk emne, ikke som et klinisk behandlingsfag.

Core questions

• Hvilke cellulære og molekylære trekk gjør blod-hjerne-barrieren selektivt permeabel?
• Hvordan samarbeider astrocytter, pericytter og endotelceller som en nevrovaskulær enhet?
• Hvordan regulerer barrieren immuncelleinngang til sentralnervesystemet?
• Hva skjer når barrieren forstyrres ved inflammasjon eller sykdom?

Key concepts

• Tette celleforbindelser i hjerneendotelet
• Nevrovaskulær enhet
• Astrocyt-føtter
• Pericytter
• Selektive transportsystemer
• Immunprivilegium og regulert immunologisk tilgang
• Barrieredefekt og permeabilitet

Mechanisms

Hjerneendotelceller er sammenføyd av kontinuerlige tette celleforbindelser som sterkt begrenser paracellular diffusjon, og de uttrykker spesialiserte transportører og effluxpumper som styrer hvilke molekyler som krysser. Astrocyt-føtter og pericytter interagerer med endotelet for å indusere og opprettholde disse barriereegenskapene, og danner den nevrovaskulære enheten. Denne arkitekturen begrenser fri inntrengning av immunceller og sirkulerende mediatorer, noe som bidrar til hjernens regulerte immunmiljø. Inflammatorisk signalering kan løsne celleforbindelser og øke permeabiliteten, noe som tillater infiltrasjon av immunceller og eksponering av nevralt vev for plasmakomponenter.

Clinical relevance

Blod-hjerne-barriere dysfunksjon ledsager mange nevrologiske og nevroinflammatoriske tilstander, og barriereegenskaper påvirker sterkt hvilke terapeutiske midler som kan nå hjernen. Denne oppføringen beskriver fysiologi og hvordan bevis genereres; den er pedagogisk og ikke en kilde til individuell diagnostisk eller behandlingsrådgivning.

History

Konseptet om blod-hjerne-barrieren oppsto fra observasjoner på slutten av 1800-tallet og begynnelsen av 1900-tallet om at fargestoffer injisert i blodet ikke farget hjernen, noe som antydet en barriere mellom blod og nervevev. Ultrastrukturelle studier lokaliserte senere barrieren til de tette celleforbindelsene i hjerneendotelceller, og påfølgende arbeid etablerte bidragene fra astrocytter og pericytter, noe som førte til det integrerte konseptet om den nevrovaskulære enheten.

Debates

Hvor 'immunprivilegert' er sentralnervesystemet?

Hjernen ble lenge beskrevet som immunprivilegert, men det er nå forstått at immunovervåking og regulert immunologisk tilgang skjer under stram kontroll snarere enn å være fraværende, så den eldre absolutte oppfatningen av privilegium har blitt raffinert mot regulert tilgang.

Key figures

• N. Joan Abbott
• Richard Daneman
• Richard Ransohoff
• Costantino Iadecola

Seminal works

• abbott-2010
• obermeier-2013
• abbott-2006

Frequently asked questions

Hva er den nevrovaskulære enheten?

Det er det funksjonelle ensemblet av hjerneendotelceller, pericytter, astrocyt-føtter, basalmembran og nærliggende nevroner som sammen etablerer og regulerer blod-hjerne-barrieren og blodstrømmen.

Hvorfor er blod-hjerne-barrieren viktig for medikamentell behandling?

Fordi barrieren strengt begrenser hvilke molekyler som kommer inn i hjernen, kan mange medisiner ikke nå sentralnervesystemet i effektive mengder, noe som er en sentral utfordring i utviklingen av terapier for hjernesykdommer.