Od ponad 100 lat jest przedmiotem wielu bada\u0144 naukowych.<\/p>\n\n\n\n
Dzieli naukowc\u00f3w na dwie dru\u017cyny, z kt\u00f3rych jedna szuka informacji dotycz\u0105cych mo\u017cliwo\u015bci jej uszczelnienia, gdy zostanie naruszona, a druga bada mo\u017cliwo\u015bci jej pokonania, by stworzy\u0107 szanse na lepsze jutro osobom dotkni\u0119tym schorzeniem uk\u0142adu nerwowego. Celem tych bada\u0144, niezale\u017cnie, kt\u00f3ry kierunek obra\u0142y, jest pomoc pacjentom w walce z chorob\u0105, najcz\u0119\u015bciej neurodegeneracyjn\u0105 lub nowotworow\u0105 m\u00f3zgu.<\/p>\n\n\n\n
Bariera krew \u2013 m\u00f3zg<\/strong><\/p>\n\n\n\n Bariera krew \u2013 m\u00f3zg (z ang. Blood Brain Barier, BBB) jest tematem wielu bada\u0144 naukowych, szczeg\u00f3lnie tych, kt\u00f3re dotycz\u0105 leczenia chor\u00f3b neurodegeneracyjnych. Odnalezienie mechanizmu, kt\u00f3ry umo\u017cliwi przekroczenie BBB, a tym samym pozwoli na dotarcie substancji leczniczych do m\u00f3zgu i skuteczn\u0105 terapi\u0119 tych schorze\u0144, sp\u0119dza sen z powiek wielu naukowcom. Z drugiej jednak strony badania pokazuj\u0105, \u017ce rozszczelniona BBB, niesie ze sob\u0105 powa\u017cne konsekwencje zdrowotne. Pozwala ona bowiem na przedostanie si\u0119 do uk\u0142adu nerwowego substancji, kt\u00f3re mog\u0105 skutecznie zaburzy\u0107 homeostaz\u0119 tego \u015brodowiska.<\/p>\n\n\n\n Najwi\u0119ksze odkrycia naukowe bardzo cz\u0119sto by\u0142y dzie\u0142em przypadku. Podobnie rzecz si\u0119 mia\u0142a w przypadku bariery krew \u2013 m\u00f3zg. Paul Ehrlich, niemiecki chemik i bakteriolog, w trakcie swoich bada\u0144, kt\u00f3re ostatecznie doprowadzi\u0142y do wynalezienia leku na ki\u0142\u0119, zaobserwowa\u0142 ciekawe zjawisko. Po wstrzykni\u0119ciu barwnika do krwioobiegu myszy zauwa\u017cy\u0142, \u017ce zabarwieniu uleg\u0142y wszystkie narz\u0105dy wewn\u0119trzne poza m\u00f3zgiem. Kolejne do\u015bwiadczenie przeprowadzone przez ucznia Ehrlicha polega\u0142o na wstrzykni\u0119ciu tego samego barwnika do m\u00f3zgu. Niema\u0142e by\u0142o zaskoczenie naukowc\u00f3w, gdy zabarwieniu uleg\u0142 tylko m\u00f3zg. Oba do\u015bwiadczenia pokaza\u0142y, \u017ce m\u00f3zg oddzielony jest od reszty narz\u0105d\u00f3w barier\u0105, kt\u00f3ra blokuje przep\u0142yw substancji mi\u0119dzy nimi.<\/p>\n\n\n\n Na wst\u0119pnym etapie obserwacji uwa\u017cano, \u017ce bariera jest ma\u0142o elastyczn\u0105 konstrukcj\u0105. Z biegiem czasu zauwa\u017cono jednak, \u017ce jest to struktura aktywna, a kom\u00f3rki znajduj\u0105ce si\u0119 po obu jej stronach komunikuj\u0105 si\u0119 mi\u0119dzy sob\u0105 i wzajemnie wp\u0142ywaj\u0105 na swoje funkcje. Na przyk\u0142ad dawniej s\u0105dzono, \u017ce bia\u0142e krwinki nie s\u0105 w stanie przekracza\u0107 bariery krew-m\u00f3zg, jednak aktualny stan wiedzy potwierdza, \u017ce przechodz\u0105 przez ni\u0105 regularnie, aby patrolowa\u0107 tkanki w poszukiwaniu \u201enieproszonych go\u015bci\u201d.<\/p>\n\n\n\n Barier\u0119 krew-m\u00f3zg okre\u015blamy jako fizyczn\u0105 barier\u0119 pomi\u0119dzy \u015br\u00f3db\u0142onkiem naczy\u0144 krwiono\u015bnych a tkank\u0105 nerwow\u0105. Bariera ta umo\u017cliwia dwukierunkow\u0105 wymian\u0119 sk\u0142adnik\u00f3w zapobiegaj\u0105c dysfunkcji kom\u00f3rek nerwowych poprzez utrzymanie np. odpowiedniego st\u0119\u017cenia jon\u00f3w. Naczynia krwiono\u015bne m\u00f3zgu w obr\u0119bie bariery charakteryzuj\u0105 si\u0119 szczeg\u00f3ln\u0105 budow\u0105. Kom\u00f3rki \u015br\u00f3db\u0142onka s\u0105 grubsze ni\u017c w innych narz\u0105dach, a mi\u0119dzy nimi wyst\u0119puj\u0105 \u015bcis\u0142e po\u0142\u0105czenia uniemo\u017cliwiaj\u0105ce niekontrolowany przep\u0142yw substancji. Przestrzenie oko\u0142onaczyniowe s\u0105 niewielkie, czego efektem jest utrudniony transport sk\u0142adnik\u00f3w przez b\u0142on\u0119.<\/p>\n\n\n\n Budowa bariery zapobiega przedostawaniu si\u0119 do m\u00f3zgu neurotoksycznych sk\u0142adnik\u00f3w osocza oraz gro\u017anych patogen\u00f3w. Jednocze\u015bnie jednak reguluje transport cz\u0105steczek do i z centralnego uk\u0142adu nerwowego (CUN), kt\u00f3ry utrzymuje \u015bci\u015ble kontrolowany sk\u0142ad chemiczny \u015brodowiska niezb\u0119dny do prawid\u0142owego funkcjonowania neuron\u00f3w. <\/strong>W ten spos\u00f3b dostarczane s\u0105 niezb\u0119dne substancje od\u017cywcze, usuwane odpady, ale wprowadzenie potencjalnie toksycznych lub neuroaktywnych czynnik\u00f3w i patogen\u00f3w jest powa\u017cnie ograniczone.<\/p>\n\n\n\n Kszta\u0142towanie BBB rozpoczyna si\u0119 w momencie powstawania siateczki naczyniowej. Ju\u017c podczas tworzenia si\u0119 uk\u0142adu nerwowego pojawiaj\u0105 si\u0119 specyficzne oddzia\u0142ywania mi\u0119dzy krwi\u0105, m\u00f3zgiem i p\u0142ynem m\u00f3zgowo-rdzeniowym. Maj\u0105 one kluczowe znaczenie dla transportu cz\u0105steczek, takich jak glukoza, aminokwasy i hormony. Przyjmuje si\u0119, \u017ce oko\u0142o 6 miesi\u0105ca \u017cycia dziecka BBB osi\u0105ga dojrza\u0142o\u015b\u0107 oraz pe\u0142n\u0105 funkcjonalno\u015b\u0107.<\/p>\n\n\n\n Istnieje coraz wi\u0119ksza liczba zaburze\u0144 pracy centralnego uk\u0142adu nerwowego wykazuj\u0105cych dysfunkcj\u0119 BBB z dowodami na to, \u017ce jej zaburzona praca mo\u017ce odgrywa\u0107 g\u0142\u00f3wn\u0105 rol\u0119 jako przyczyna chor\u00f3b. W stanach chorobowych nieszczelno\u015b\u0107 oraz dysfunkcja BBB prowadzi do przedostania si\u0119 szkodliwych sk\u0142adniki krwi do OUN, naciek\u00f3w kom\u00f3rkowych oraz nieprawid\u0142owego transportu i usuwania cz\u0105steczek, przyczyniaj\u0105c si\u0119 do deficyt\u00f3w neurologicznych o r\u00f3\u017cnym nasileniu. Wyst\u0119powanie takich chor\u00f3b jak Alzheimer czy Parkinson wi\u0105\u017ce si\u0119 z dysfunkcj\u0105 kom\u00f3rek mikrogleju – makrofag\u00f3w. Naukowcy podejrzewaj\u0105, \u017ce dochodzi w tych chorobach do upo\u015bledzenia ochrony bariery krew-m\u00f3zg. W przypadku stwardnienia rozsianego, coraz wi\u0119cej danych pochodz\u0105cych z obrazowania metod\u0105 j\u0105drowego rezonansu magnetycznego wykazuje, \u017ce przyczyn\u0105 napadowego charakteru atak\u00f3w objawiaj\u0105cych si\u0119 na przyk\u0142ad zaburzeniami widzenia, czucia b\u00f3lu i os\u0142abienia mi\u0119\u015bni, jest najprawdopodobniej rozszczelnienie bariery krew-m\u00f3zg. Rozszczelnienia te pozwalaj\u0105 zbyt wielu substancjom na przenikanie do w\u0142o\u015bniczek i atakowanie mielin. Wydaje si\u0119, \u017ce w tym schorzeniu barier\u0119 rozszczelniaj\u0105 wolne rodniki, a zastosowanie przeciwutleniaczy mo\u017ce okaza\u0107 si\u0119 obiecuj\u0105cym kierunkiem w stabilizacji bariery.<\/p>\n\n\n\n Bariera krew-m\u00f3zg spe\u0142nia funkcj\u0119 bariery fizycznej, transportowej, enzymatycznej (metabolicznej) i immunologicznej. Funkcje te s\u0105 dynamiczne i reaguj\u0105 na r\u00f3\u017cne sygna\u0142y dochodz\u0105ce z obu stron bariery. Mog\u0105 by\u0107 one jednak znacznie zaburzone w zwi\u0105zku z r\u00f3\u017cnego rodzaju patologiami. W ramach tej komunikacji kom\u00f3rki \u015br\u00f3db\u0142onka odbieraj\u0105 sygna\u0142y pochodz\u0105ce od perycyt\u00f3w, astrocyt\u00f3w, neuron\u00f3w oraz mikrogleju, przez co ka\u017cda z nich po\u015brednio tak\u017ce wp\u0142ywa na integralno\u015b\u0107 bariery krew- m\u00f3zg.<\/p>\n\n\n\n Na rozszczelnienie bariery krew m\u00f3zg mo\u017ce mie\u0107 wp\u0142yw obci\u0105\u017cenie metalami ci\u0119\u017ckimi tj. aluminium, czy rt\u0119\u0107, promieniowanie mikrofalowe i stany zapalne, ale r\u00f3wnie\u017c rytm dobowy oraz stan naszego mikrobiomu jelitowego.<\/strong><\/p>\n\n\n\n Poni\u017cej kilka szczeg\u00f3\u0142owych przyk\u0142ad\u00f3w czynnik\u00f3w, kt\u00f3re wp\u0142ywaj\u0105 na rozszczelnienie bariery krew – m\u00f3zg:<\/p>\n\n\n\n Opisane mechanizmy pokazuj\u0105 szereg powi\u0105zanych ze sob\u0105 szlak\u00f3w, poprzez kt\u00f3re czynniki po stronie m\u00f3zgu lub po stronie krwi mog\u0105 wp\u0142ywa\u0107 na przepuszczalno\u015b\u0107 bariery krew-m\u00f3zg. Wiedza o mechanizmach jest ju\u017c wykorzystywana do celowego otwierania bariery krew \u2013 m\u00f3zg, co pozwala na dotarcie substancji leczniczych do m\u00f3zgu. Przyk\u0142adem substancji, kt\u00f3ra wp\u0142ywa na rozszczelnienie bariery krew \u2013 m\u00f3zg jest arginina. Zwi\u0119kszone st\u0119\u017cenie tlenku azotu, jako nast\u0119pstwo podania argininy mo\u017ce wp\u0142ywa\u0107 na przepuszczalno\u015b\u0107 BBB i zosta\u0107 wykorzystane do otwarcia szlaku dla innych substancji. W jednym z bada\u0144 na szczurach stwierdzono, \u017ce sama suplementacja GABA zwi\u0119ksza poziom tego aminokwasu w m\u00f3zgu o 33%. Podawanie GABA razem z L-arginin\u0105 spowodowa\u0142o wzrost st\u0119\u017cenia GABA w m\u00f3zgu a\u017c o 383%. Autorzy badania sugeruj\u0105, \u017ce tak du\u017cy wzrost GABA mo\u017ce wynika\u0107, ze zwi\u0119kszonego st\u0119\u017cenia tlenku azotu w efekcie podania L-argininy i jego wp\u0142yw na szczelno\u015b\u0107 bariery krew-m\u00f3zg. Dodatkowo L-arginina jest jednym z aminokwas\u00f3w towarzysz\u0105cych syntezie GABA z glutaminianu, zatem mo\u017ce dodatkowo wspomaga\u0107 szlak jego syntezy.<\/p>\n\n\n\n Przej\u015bcie przez barier\u0119 krew-m\u00f3zg jest mo\u017cliwe dla cz\u0105steczek nie wi\u0119kszych ni\u017c 400-600 Da, kt\u00f3re korzystaj\u0105 z naturalnych dr\u00f3g transportu wbudowanych w barier\u0119 lub s\u0105 lipofilne – alkohol, heroina, kokaina. Wi\u0119kszo\u015b\u0107 lek\u00f3w nie spe\u0142nia \u017cadnego z tych kryteri\u00f3w, dlatego opracowanie metody chwilowego rozszczelnienia bariery mo\u017ce okaza\u0107 si\u0119 zbawiennym dla ludzi cierpi\u0105cych na choroby neurodegeneracyjne i nowotwory m\u00f3zgu.<\/p>\n\n\n\n Naukowcy pr\u00f3buj\u0105 r\u00f3wnie\u017c zaprojektowa\u0107 metod\u0119 przenikania lek\u00f3w poprzez do\u0142\u0105czenie cz\u0105steczek lek\u00f3w do substancji, kt\u00f3re przechodz\u0105 barier\u0119 naturalnie. Jedn\u0105 z substancji, kt\u00f3ra z \u0142atwo\u015bci\u0105 przenika przez barier\u0119 krew-m\u00f3zg jest melatonina, kt\u00f3ra ma w\u0142a\u015bciwo\u015bci ekscytotoksyczne i przeciwzapalne w neuronach.<\/p>\n\n\n\n Bariera krew-m\u00f3zg z jednej strony pe\u0142ni funkcj\u0119 ochronn\u0105 dla uk\u0142adu nerwowego. Z drugiej jednak strony dostarcza mu substancji od\u017cywczych niezb\u0119dnych do jego prawid\u0142owego funkcjonowania. Z pewno\u015bci\u0105 zaburzenie jej pracy ma bardzo negatywny wp\u0142yw na nasze zdrowie, a w d\u0142u\u017cszej perspektywie czasu mo\u017ce przynie\u015b\u0107 powa\u017cne konsekwencje zdrowotne w postaci chor\u00f3b neurodegeneracyjnych. Z drugiej strony poszukuje si\u0119 bezpiecznych rozwi\u0105za\u0144, kt\u00f3re pozwol\u0105 na przenikni\u0119cie przez b\u0142on\u0119 substancji, kt\u00f3re b\u0119d\u0105 skutecznie leczy\u0107 choroby m\u00f3zgu, depresj\u0119, czy epilepsj\u0119. <\/p>\n\n\n\n \u0179r\u00f3d\u0142a:<\/p>\n\n\n\n