อะไรคืออุปสรรคของเลือดและสมอง?
Blood-brain Barrier เป็นอุปสรรคระหว่างเลือดและสารในสมอง มันถูกสร้างขึ้นโดยเซลล์บุผนังหลอดเลือดบนผนังด้านในของเส้นเลือดฝอยในสมองและแอสโตรไซต์ (รูปแบบหนึ่งของเซลล์เกลีย) ที่อยู่รอบหลอดเลือด เซลล์บุผนังหลอดเลือดในหลอดเลือดสมองของเส้นเลือดฝอยมีการเชื่อมโยงกันอย่างแน่นหนาผ่านทางที่เรียกว่ารอยต่อที่แน่น (รอยต่อที่มีรูปร่างคล้ายสายพานและแคบ) ที่ไม่มีสารใดสามารถเล็ดลอดระหว่างเซลล์ในลักษณะที่ไม่สามารถควบคุมได้ ในการเข้าสู่สมองสารทั้งหมดจะต้องผ่านเข้าไปในเซลล์ซึ่งถูกควบคุมอย่างเข้มงวด
มีสิ่งกีดขวางที่เทียบเคียงได้ระหว่างเลือดและระบบโพรงสมองซึ่งประกอบด้วยน้ำไขสันหลัง (CSF) สิ่งที่เรียกว่าอุปสรรคน้ำในเลือดและไขสันหลังนี้ค่อนข้างอ่อนแอกว่าอุปสรรคในเลือดและสมอง ดังนั้นแม้จะมีฟังก์ชั่นกั้น แต่การแลกเปลี่ยนสารบางอย่างระหว่างเลือดกับน้ำไขสันหลังก็เป็นไปได้
Blood-Brain Barrier มีหน้าที่อะไร?
ฟังก์ชั่นการกรองของอุปสรรคเลือดสมอง
อุปสรรคในเลือดและสมองยังมีฟังก์ชันการกรองแบบเลือกสรรสูง:
สารที่ละลายในไขมันขนาดเล็ก เช่น ออกซิเจน คาร์บอนไดออกไซด์ หรือแม้แต่ก๊าซชา สามารถข้ามอุปสรรคในเลือดและสมองได้โดยการแพร่กระจายผ่านเซลล์บุผนังหลอดเลือด สารอื่นๆ ที่จำเป็นต่อเนื้อเยื่อสมอง (เช่น กลูโคสในเลือด = กลูโคส อิเล็กโทรไลต์ เปปไทด์บางชนิด อินซูลิน ฯลฯ) จะถูกส่งผ่านสิ่งกีดขวางด้วยความช่วยเหลือของระบบขนส่งพิเศษ
ในทางกลับกัน สารที่เหลือจะถูกกักไว้เพื่อไม่ให้เกิดความเสียหายใดๆ ในสมองที่บอบบาง ตัวอย่างเช่น สารสื่อประสาทในเลือดไม่ได้รับอนุญาตให้ผ่านอุปสรรคเลือดสมองเพราะจะไปขัดขวางการไหลเวียนของข้อมูลจากเซลล์ประสาทในสมอง ยาและเชื้อโรคต่างๆ จะต้องอยู่ห่างจากสมองด้วยอุปสรรคในเลือดและสมอง
สารบางชนิดทะลุผ่านสิ่งกีดขวาง
ในทางการแพทย์ บางครั้งจำเป็นต้องส่งยาที่ไม่สามารถข้ามอุปสรรคในเลือดและสมองได้ ตัวอย่างหนึ่ง: สมองของผู้ป่วยพาร์กินสันขาดสารสื่อประสาทโดปามีน อย่างไรก็ตาม ผู้ป่วยไม่สามารถให้โดปามีนเพื่อชดเชยได้ เนื่องจากไม่สามารถข้ามอุปสรรคในเลือดและสมองได้ ผู้ป่วยจะได้รับสารตั้งต้นโดปามีน levodopa (L-dopa) ซึ่งสามารถส่งผ่านจากเลือดเข้าสู่สมองได้อย่างง่ายดาย จากนั้นเอนไซม์จะเปลี่ยนเป็นโดปามีนที่มีประสิทธิภาพ
สำหรับการรักษาเนื้องอกในสมอง อุปสรรคเลือดและสมองจะถูกแทนที่ชั่วคราวโดยการฉีดสารละลายไฮเปอร์โทนิกสูงเข้าไปในหลอดเลือดแดงคาโรติด ช่วยให้ยายับยั้งเนื้องอกไปถึงสมองได้
Blood-Brain Barrier อยู่ที่ไหน?
อุปสรรคเลือดสมองตั้งอยู่ในสมอง เซลล์บุผนังหลอดเลือดบนผนังด้านในของหลอดเลือดละเอียดจะผนึกผนังหลอดเลือดผ่านทางจุดเชื่อมต่อที่แน่นหนา ทำให้เกิดการทำงานของสิ่งกีดขวางที่แท้จริง (พร้อมกับแอสโตรไซต์ที่อยู่รอบๆ)
อุปสรรคเลือดและสมองอาจทำให้เกิดปัญหาอะไรบ้าง?
บิลิรูบินซึ่งเป็นเม็ดสีน้ำดี โดยปกติจะแยกออกจากสมองโดยการจับกับโปรตีนในพลาสมา อย่างไรก็ตาม ในทารกที่คลอดก่อนกำหนด ความเข้มข้นของบิลิรูบินในเลือดอาจเพิ่มขึ้นอย่างมากจากภาวะเม็ดเลือดแดงแตก (การละลายของเซลล์เม็ดเลือดแดง) และการย่อยสลายช้าจนเกินความสามารถของโปรตีนในพลาสมาในการจับบิลิรูบิน บิลิรูบินที่เป็นอิสระและไม่ถูกผูกมัดสามารถข้ามอุปสรรคในเลือดและสมอง (ทารก) และเข้าสู่เนื้อเยื่อสมองได้ น้ำแข็งนิวเคลียร์หรือทารกแรกเกิดนี้อาจส่งผลให้สมองเสียหายอย่างถาวร
การติดเชื้อและเนื้องอก
Cytomegaloviruses จากกลุ่มไวรัสเริมใช้เซลล์เม็ดเลือดขาวเป็นพาหะในการข้ามอุปสรรคในเลือดและสมอง (ทารก) ในหญิงตั้งครรภ์ การติดเชื้อนำไปสู่การแท้งบุตร (แท้ง) การตายของทารกในครรภ์ หรือการติดเชื้อทั่วๆ ไปของทารกโดยมีอาการอักเสบของสมอง (ไข้สมองอักเสบ) แคลเซียมในสมอง อาการชัก และอัมพาต หากทารกติดเชื้อหลังคลอด อาจมีอาการเดียวกันนี้เกิดขึ้น แต่อาการอาจไม่เด่นชัด
การแพร่กระจายของเนื้องอกสามารถข้ามอุปสรรคในเลือดและสมองได้ เซลล์มะเร็งเกาะติดกับผนังบุผนังหลอดเลือดของเส้นเลือดฝอยและแสดงโมเลกุลของตัวเองออกมาเพื่อการยึดเกาะ จากนั้นสิ่งเหล่านี้จะจับกับตัวรับพิเศษ โดยเปิดเส้นทางผ่านอุปสรรคเลือดและสมอง
