حاجز الدم في الدماغ: الهيكل والوظيفة

ما هو الحاجز الدموي الدماغي؟

حاجز الدم في الدماغ هو حاجز بين الدم ومادة الدماغ. وتتكون من الخلايا البطانية الموجودة على الجدار الداخلي للشعيرات الدموية في الدماغ والخلايا النجمية (نوع من الخلايا الدبقية) المحيطة بالأوعية الدموية. ترتبط الخلايا البطانية في أوعية الدماغ الشعرية ارتباطًا وثيقًا ببعضها البعض عبر ما يسمى بالوصلات الضيقة (الوصلات الضيقة على شكل حزام) بحيث لا يمكن لأي مادة أن تنزلق بين الخلايا بطريقة غير منضبطة. للدخول إلى الدماغ، يجب أن تمر جميع المواد عبر الخلايا، والتي يتم التحكم فيها بشكل صارم.

يوجد حاجز مماثل بين الدم ونظام تجويف الدماغ، الذي يحتوي على السائل النخاعي (CSF). وهذا ما يسمى حاجز السائل الدموي النخاعي أضعف إلى حد ما من حاجز الدم في الدماغ. وبالتالي، على الرغم من الوظيفة الحاجزة، فمن الممكن تبادل بعض المواد بين الدم والسائل الدماغي الشوكي.

ما هي وظيفة الحاجز الدموي الدماغي؟

وظيفة تصفية حاجز الدم في الدماغ

يتمتع الحاجز الدموي الدماغي أيضًا بوظيفة ترشيح انتقائية للغاية:

يمكن للمواد الصغيرة القابلة للذوبان في الدهون مثل الأكسجين وثاني أكسيد الكربون أو حتى غازات التخدير عبور حاجز الدم في الدماغ عن طريق الانتشار عبر الخلايا البطانية. يتم تمرير بعض المواد الأخرى التي تحتاجها أنسجة المخ (مثل جلوكوز الدم = الجلوكوز، والكهارل، وبعض الببتيدات، والأنسولين، وما إلى ذلك) عبر الحاجز بمساعدة أنظمة نقل خاصة.

ومن ناحية أخرى، يتم احتجاز المواد المتبقية حتى لا تسبب أي ضرر في الدماغ الحساس. على سبيل المثال، لا يُسمح للناقلات العصبية في الدم بالمرور عبر حاجز الدم في الدماغ لأنها قد تعطل تدفق المعلومات من الخلايا العصبية في الدماغ. يجب أيضًا إبعاد الأدوية ومسببات الأمراض المختلفة عن الدماغ عن طريق الحاجز الدموي الدماغي.

بعض المواد تخترق الحاجز

في الطب، من الضروري في بعض الأحيان إيصال الأدوية إلى الدماغ التي لا تستطيع عبور الحاجز الدموي الدماغي. أحد الأمثلة: أدمغة مرضى باركنسون تعاني من نقص في الناقل العصبي الدوبامين. ومع ذلك، لا يمكن إعطاء الدوبامين للمرضى للتعويض لأنه لا يستطيع عبور حاجز الدم في الدماغ. وبدلا من ذلك، يتم إعطاء المرضى مادة الدوبامين ليفودوبا (L-dopa)، والتي يمكن أن تنتقل بسهولة من الدم إلى الدماغ. وهناك يتم تحويله بواسطة إنزيم إلى الدوبامين الفعال.

لعلاج أورام المخ، يتم تجاوز الحاجز الدموي الدماغي مؤقتًا عن طريق حقن محلول عالي التوتر في الشريان السباتي. وهذا يسمح للأدوية المثبطة للورم بالوصول إلى الدماغ.

أين يقع الحاجز الدموي الدماغي؟

يقع الحاجز الدموي الدماغي في الدماغ. تقوم الخلايا البطانية الموجودة على الجدار الداخلي للأوعية الدموية الدقيقة بإغلاق جدار الأوعية من خلال وصلات محكمة، مما يوفر وظيفة الحاجز الفعلي (جنبًا إلى جنب مع الخلايا النجمية المحيطة).

ما هي المشاكل التي يمكن أن يسببها الحاجز الدموي الدماغي؟

عادة ما يتم الاحتفاظ بالبيليروبين، وهو صبغة الصفراء، خارج الدماغ عن طريق الارتباط ببروتينات البلازما. ومع ذلك، عند الأطفال المبتسرين، قد يزداد تركيز البيليروبين في الدم بشكل كبير بسبب انحلال الدم (انحلال خلايا الدم الحمراء) والتحلل البطيء بحيث يتم تجاوز قدرة بروتينات البلازما على ربط البيليروبين. يمكن للبيليروبين الحر غير المنضم بعد ذلك عبور حاجز الدم في الدماغ (الطفل) والدخول إلى أنسجة المخ. يمكن أن يؤدي هذا اليرقان النووي أو الوليدي إلى تلف في الدماغ لا رجعة فيه.

الالتهابات والأورام

تستخدم الفيروسات المضخمة للخلايا من مجموعة فيروسات الهربس خلايا الدم البيضاء كحاملات لعبور حاجز الدم في الدماغ (الأطفال). وتؤدي العدوى عند المرأة الحامل إلى الإجهاض (الإجهاض)، أو موت الجنين، أو إصابة الطفل بالتهاب عام في الدماغ (التهاب الدماغ)، وتكلسات في الدماغ، وتشنجات، وشلل. إذا أصيب الطفل بالعدوى بعد الولادة، فقد تحدث نفس الأعراض، ولكن قد يظل المسار غير واضح.

يمكن للنقائل السرطانية أيضًا عبور حاجز الدم في الدماغ. تلتصق الخلايا السرطانية بالجدار البطاني للشعيرات الدموية وتفرز جزيئاتها الخاصة للالتصاق. ثم ترتبط هذه بمستقبلات خاصة، والتي من خلالها يكون الطريق عبر حاجز الدم في الدماغ مفتوحًا.