De Bloed-hersenbarrière

Overzicht

De bloed-hersenbarrière (BHB) is een gespecialiseerde vasculatuur die selectief voedingsstoffen doorlaat en schadelijke stoffen tegenhoudt. Zo worden voedingstoffen uit het bloed opgenomen en naar de hersenen gevoerd, terwijl ionen, moleculen, pathogenen en andere stoffen worden geremd. Het is samengesteld uit nauw verbonden endotheelcellen en astrocyten, die samen een semipermeabele barrière vormen die de hersenen beschermt en een unieke uitdaging vormt voor het toedienen van medicijnen.

Cellulaire componenten

De BHB bestaat uit een verscheidenheid aan cellulaire componenten, waaronder endotheelcellen en astrocyten. Deze cellen delen een gemeenschappelijk basismembraan en regelen samen de doorgang van componenten tussen de circulatie en de interstitiële vloeistof rondom de hersenen.

De gespecialiseerde endotheelcellen vormen de wanden van de hersencapillairen. Ze zijn verbonden door extreem nauwe en complexe intercellulaire knooppunten. Deze knooppunten creëren een selectieve barrière, die de diffusie van de meeste stoffen verhindert, waaronder moleculen die een gemiddelde tot grote afmetingen hebben zoals glucose en insuline.

Een tweede celtype, astrocyten, zijn een soort gliacellen van het centrale zenuwstelsel die door hun interactie en nauwe associatie met cerebrale vasculatuur de functie van endotheelcellen, de bloedstroom en de ionenbalans in de hersenen beïnvloeden. Ze zorgen voor een directe verbinding tussen de vasculatuur en de neuronen: ze verlengen de zogenaamde eindvoeten die zich aan het ene uiteinde om bloedvaten wikkelen, terwijl ze aan het andere uiteinde contact maken met de synapsen van neuronen.

Chemische uitwisseling

Het vermogen van een stof om de BHB te passeren en de efficiëntie waarmee deze uitwisseling plaatsvindt, hangt af van de chemische en moleculaire eigenschappen van elk molecuul of ion. Kleine lipide-oplosbare componenten, zoals zuurstof en koolstofdioxide, verspreide zich snel door de endotheliale laag. Grotere of wateroplosbare componenten vereisen daarentegen vaak een selectiever proces, zoals passief of actief transport door een endotheelcel. De uitwisseling van deze stoffen vindt over het algemeen langzamer of helemaal niet plaats, wat onder andere afhankelijk is van de relatieve overvloed en efficiëntie van molecuul-specifieke receptoren en de transporteiwitten op het oppervlak van endotheelcellen.

De BHB beschermt de hersenen

De neurale bescherming van de BHB is van cruciaal belang voor een goede gezondheid en functie van de hersenen. Verstoring van de BHB kan leiden tot ernstige neurologische aandoeningen, waaronder multiple sclerose, infectie en ischemie als gevolg van een onvoldoende bloedtoevoer.De activiteit van de BHB kan ook schadelijk zijn voor de behandeling van sommige neurologische ziekten doordat het de toevoer van neuroactieve farmaceutische geneesmiddelen in het centrale zenuwstelsel kan voorkomen of aanzienlijk kan verminderen. Om deze reden moeten geneesmiddelen met neurologische doelen zo worden ontworpen dat ze gemakkelijk door de BHB heen kunnen.