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BBB. Seine Bedeutung für die Struktur und Funktion des Gehirns

Nach der Definition von Stern ist die Blut-Hirn-Schranke (BBB) ​​eine Kombination aus physiologischen Mechanismen und entsprechenden anatomischen Formationen im Zentralnervensystem, die an der Regulation der Liquor cerebrospinalis (CSF) beteiligt sind. Diese Definition stammt aus dem Buch von Pokrovsky und Korotko "Human Physiology".

Die Blut-Hirn-Schranke reguliert das Eindringen von biologisch aktiven Substanzen, Metaboliten und Chemikalien aus dem Blut in das Gehirn, beeinflusst die empfindlichen Strukturen des Gehirns und verhindert, dass Fremdsubstanzen, Mikroorganismen und Toxine in das Gehirn gelangen.

In den Konzepten der Blut-Hirn-Schranke werden als Hauptbestimmungen hervorgehoben: 1) Das Eindringen von Substanzen in das Gehirn erfolgt hauptsächlich nicht über den Zerebrospinaltrakt, sondern über das Kreislaufsystem auf der Ebene der Kapillar-Nervenzelle; 2) Die Blut-Hirn-Schranke ist in größerem Maße keine anatomische Formation, sondern ein Funktionskonzept, das einen bestimmten physiologischen Mechanismus charakterisiert. Wie jeder physiologische Mechanismus im Körper unterliegt auch die Blut-Hirn-Schranke dem regulierenden Einfluss des Nervensystems und des Humorsystems.

3) Unter den Faktoren, die die Blut-Hirn-Schranke kontrollieren, ist der Aktivitätsgrad und der Metabolismus des Nervengewebes der wichtigste. Die Hauptfunktion, die die Blut-Hirn-Schranke charakterisiert, ist die Permeabilität der Zellwand. Die notwendige physiologische Permeabilität, die dem Funktionszustand des Körpers angemessen ist, bestimmt die Dynamik des Eintritts physiologisch aktiver Substanzen in die Nervenzellen des Gehirns.

Die Durchlässigkeit der Blut-Hirn-Schranke hängt vom Funktionszustand des Körpers, dem Gehalt an Mediatoren, Hormonen und Ionen im Blut ab. Eine Erhöhung ihrer Konzentration im Blut führt zu einer Abnahme der Permeabilität der Blut-Hirn-Schranke für diese Substanzen.



Das Funktionsdiagramm der Blut-Hirn-Schranke umfasst neben der histohämatologischen Schranke auch Neuroglia und ein System von Liquorräumen. Die histohämatologische Barriere hat eine doppelte Funktion: regulierend und schützend. Die regulatorische Funktion gewährleistet die relative Konstanz der physikalischen und physikalisch-chemischen Eigenschaften, der chemischen Zusammensetzung und der physiologischen Aktivität des interzellulären Mediums eines Organs in Abhängigkeit von seinem Funktionszustand. Die Schutzfunktion der histohämatologischen Barriere besteht darin, die Organe vor dem Eindringen von fremden oder toxischen Substanzen endo- und exogener Natur zu schützen.

Die Hauptkomponente der Blut-Hirn-Schranke, die ihre Funktionen erfüllt, ist die Kapillarwand des Gehirns. Es gibt zwei Mechanismen für das Eindringen von Materie in Gehirnzellen:

- über die Cerebrospinalflüssigkeit, die als Zwischenglied zwischen dem Blut und dem Nerv oder der Gliazelle dient und eine Ernährungsfunktion ausübt (die sogenannte Cerebrospinalflüssigkeit)

- durch die Wand der Kapillare.

In einem erwachsenen Organismus ist der hämatogene Weg (durch die Wände der Kapillaren) der Hauptweg, über den eine Substanz in die Nervenzellen gelangt. Der zerebrospinale Flüssigkeitspfad wird zusätzlich.

Das morphologische Substrat der BHS sind die anatomischen Elemente, die sich zwischen Blut und Nervenzellen befinden (die sogenannten interendothelialen Kontakte, die die Zelle in Form eines engen Rings bedecken und das Eindringen von Substanzen aus den Kapillaren verhindern). Die Prozesse der Gliazellen (Endbeine der Astrozyten), die die Kapillare umgeben, verstärken ihre Wand, was die Filtrationsfläche der Kapillare verringert und die Diffusion von Makromolekülen verhindert. Nach anderen Begriffen handelt es sich bei Glia-Prozessen um Kanäle, die in der Lage sind, selektiv die für die Ernährung der Nervenzellen erforderlichen Substanzen aus dem Blutstrom zu extrahieren und ihre Stoffwechselprodukte in das Blut zurückzuführen.
Eine wichtige Rolle für die Funktion der BHS spielt die sogenannte Enzymbarriere. In den Wänden der Mikrovaskulatur des Gehirns, die das Stroma des Bindegewebes umgibt, sowie im Gefäßplexus wurden Enzyme gefunden, die zur Neutralisierung und Zerstörung von Substanzen beitragen, die aus dem Blut stammen. Die Verteilung dieser Enzyme ist in den Kapillaren verschiedener Hirnstrukturen nicht gleich, ihre Aktivität ändert sich mit dem Alter unter pathologischen Bedingungen.

Die BHS gilt als selbstregulierendes System, dessen Zustand von den Bedürfnissen der Nervenzellen und dem Ausmaß der Stoffwechselvorgänge nicht nur im Gehirn selbst, sondern auch in anderen Organen und Geweben des Körpers abhängt. Die BBB-Permeabilität variiert in verschiedenen Teilen des Gehirns, ist für verschiedene Substanzen selektiv und wird durch nervöse und humorale Mechanismen reguliert. Eine wichtige Rolle bei der neurohumoralen Regulation der BHS-Funktionen spielt eine Veränderung der Intensität von Stoffwechselprozessen im Gehirngewebe, was durch die hemmende Wirkung von Stoffwechselhemmern auf die Geschwindigkeit des Aminosäuretransports ins Gehirn und die Stimulierung ihrer Absorption durch Oxidationssubstrate belegt wird.

Die Regulation der Blut-Hirn-Schrankenfunktionen erfolgt durch die höheren Abteilungen des Zentralnervensystems und durch humorale Faktoren. Eine wichtige Rolle bei der Regulation spielt das Hypothalamus-Hypophysen-Nebennieren-System. Bei verschiedenen Arten von zerebraler Pathologie, beispielsweise Verletzungen, verschiedenen entzündlichen Läsionen des Gehirngewebes, besteht die Notwendigkeit, den Grad der Permeabilität der Blut-Hirn-Schranke künstlich zu verringern. Pharmakologische Wirkungen können die Penetration verschiedener Substanzen, die von außen eingeführt werden oder im Blut zirkulieren, in das Gehirn erhöhen oder verringern. Das Eindringen verschiedener Krankheitserreger in das Gehirn im Bereich des Hypothalamus, wo die BHS „gebrochen“ ist, geht mit einer Vielzahl von Symptomen von Störungen des autonomen Nervensystems einher. Es gibt zahlreiche Hinweise darauf, dass die Schutzfunktion der BHS unter Alkoholeinfluss, bei emotionalem Stress, Überhitzung und Unterkühlung, Exposition gegenüber ionisierender Strahlung usw. abnimmt. Gleichzeitig wurde experimentell die Fähigkeit einiger Arzneimittel, z. B. Pentamin, Ethaminolnatrium, Vitamin P, die Penetration zu verringern, nachgewiesen. in das Gehirn bestimmter Substanzen.

Die BBB ist ein System zum Schutz des Gehirns vor äußeren schädlichen Faktoren. Wie oben erwähnt, kann es bei Verletzungen, pathologischen Prozessen zu Verletzungen kommen. Darüber hinaus haben einige Mikroben hochspezialisierte Mechanismen entwickelt (bisher kaum verstanden), um diese Barriere zu überwinden. Es ist bekannt, dass Tollwutviren und Herpes-simplex-Viren (beim Menschen) und Reoviren (bei Versuchstieren) in das Zentralnervensystem eindringen und sich entlang der Nerven bewegen. Eingekapselte Bakterien und Pilze weisen Oberflächenkomponenten auf, die es ihnen ermöglichen, die Blut-Hirn-Schranke zu passieren.

Daher sind die Mechanismen zur Überwindung der Blut-Hirn-Schranke hoch spezialisiert. Sie kommen also nur in bestimmten Krankheitserregerserotypen vor, die eine Meningitis verursachen können. Beispielsweise wird eine Meningitis beim Neugeborenen nur durch Streptococcus agalactiae vom Serotyp III verursacht. Andere Serotypen sind ebenfalls pathogen, verursachen jedoch infektiöse Prozesse außerhalb des Zentralnervensystems. Eine solche Selektivität wird offensichtlich durch die räumliche Struktur des Serotyp III-Kapselpolysaccharids bestimmt, da Kapselpolysaccharide anderer Serotypen die gleichen Komponenten enthalten, jedoch eine andere räumliche Struktur aufweisen.

Die BHS wirkt als selektiver Filter, der einige Substanzen in die Liquor cerebrospinalis leitet und andere, die im Blut zirkulieren können, dem Gehirngewebe jedoch fremd sind, nicht zulässt. So passieren Adrenalin, Noradrenalin, Acetylcholin, Dopamin, Serotonin, Gamma-Aminobuttersäure (GABA), Penicillin und Streptomycin die BHS nicht.
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BBB. Seine Bedeutung für die Struktur und Funktion des Gehirns

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