Кров'яно-мозковий бар'єр та нейроімунна регуляція

Кров'яно-мозковий бар'єр є високоселективним інтерфейсом, утвореним спеціалізованими ендотеліальними клітинами разом з астроцитами, перицитами та базальною мембраною, який контролює проходження молекул і клітин між кров'ю та центральною нервовою системою. Обмежуючи доступ імунних клітин та щільно регулюючи хімічне середовище мозку, він відіграє центральну роль у взаємодії нервової та імунної систем.

Definition

Кров'яно-мозковий бар'єр — це селективно проникний інтерфейс, утворений щільно з'єднаними ендотеліальними клітинами мозку разом із пов'язаними астроцитами, перицитами та базальною мембраною (нейроваскулярна одиниця), який регулює молекулярний обмін та доступ імунних клітин між кров'ю та центральною нервовою системою.

Scope

Ця тема охоплює клітинну структуру бар'єру та нейроваскулярної одиниці, механізми, що встановлюють і підтримують його селективність, його роль у регулюванні доступу імунних клітин до мозку, а також наслідки порушення бар'єру при запаленні та захворюваннях. Бар'єр розглядається як фізіологічна та нейроімунна тема, а не як предмет клінічного менеджменту.

Core questions

• Які клітинні та молекулярні особливості роблять кров'яно-мозковий бар'єр селективно проникним?
• Як астроцити, перицити та ендотеліальні клітини співпрацюють як нейроваскулярна одиниця?
• Як бар'єр регулює проникнення імунних клітин до центральної нервової системи?
• Що відбувається при порушенні бар'єру під час запалення або захворювання?

Key concepts

• Щільні міжклітинні контакти ендотелію мозку
• Нейроваскулярна одиниця
• Кінцеві ніжки астроцитів
• Перицити
• Системи селективного транспорту
• Імунний привілей та регульований доступ імунних клітин
• Порушення бар'єру та проникність

Mechanisms

Ендотеліальні клітини мозку з'єднані безперервними щільними міжклітинними контактами, які суттєво обмежують парацелюлярну дифузію, і вони експресують спеціалізовані транспортери та ефлюксні помпи, що регулюють перехід молекул. Кінцеві ніжки астроцитів і перицити взаємодіють з ендотелієм, індукуючи та підтримуючи ці бар'єрні властивості, формуючи нейроваскулярну одиницю. Ця архітектура обмежує вільне проникнення імунних клітин і циркулюючих медіаторів, сприяючи регульованому імунному середовищу мозку. Запальна сигналізація може послаблювати міжклітинні контакти та підвищувати проникність, дозволяючи інфільтрацію імунних клітин та викриття нервової тканини компонентам плазми.

Clinical relevance

Дисфункція кров'яно-мозкового бар'єру супроводжує багато неврологічних та нейрозапальних станів, а властивості бар'єру суттєво впливають на те, які терапевтичні засоби можуть досягти мозку. Ця стаття описує фізіологію та методи отримання доказів; вона має освітній характер і не є джерелом індивідуальної діагностичної чи лікувальної поради.

History

Концепція бар'єру виникла з спостережень кінця ХІХ – початку ХХ століття, коли барвники, введені в кров, не забарвлювали мозок, що свідчило про бар'єр між кров'ю та нервовою тканиною. Ультраструктурні дослідження пізніше локалізували бар'єр до щільних міжклітинних контактів ендотеліальних клітин мозку, а подальші роботи встановили внесок астроцитів і перицитів, що призвело до інтегрованої концепції нейроваскулярної одиниці.

Debates

Наскільки 'імунно привілейованою' є центральна нервова система?

Мозок довгий час описували як імунно привілейований, але зараз зрозуміло, що імунний нагляд та регульований доступ імунних клітин відбуваються під жорстким контролем, а не відсутні, тому старе абсолютне поняття привілею було уточнено до регульованого доступу.

Key figures

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

Seminal works

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

Frequently asked questions

Що таке нейроваскулярна одиниця?

Це функціональний ансамбль ендотеліальних клітин мозку, перицитів, кінцевих ніжок астроцитів, базальної мембрани та сусідніх нейронів, які разом встановлюють і регулюють кров'яно-мозковий бар'єр та кровотік.

Чому кров'яно-мозковий бар'єр важливий для медикаментозного лікування?

Оскільки бар'єр суворо обмежує проникнення молекул до мозку, багато ліків не можуть досягти центральної нервової системи в ефективних кількостях, що є основним викликом у розробці терапії для захворювань мозку.