Neuroscience For Kids (Nederlands)
The Blood Brain Barrier (“Keep Out”)
Meer dan 100 jaar geleden werd ontdekt dat als blauwe kleurstof in de bloedbaan van een dier werd geïnjecteerd, de weefsels van het hele lichaam BEHALVE de hersenen en het ruggenmerg blauw zouden worden. Om dit uit te leggen, dachten wetenschappers dat er een “Blood-Brain-Barrier” (BBB) bestond die voorkomt dat materiaal uit het bloed de hersenen binnendringt. Meer recentelijk hebben wetenschappers veel meer ontdekt over de structuur en functie van de BBB.
Anatomie van de BBB
De BBB is semi- doorlatend; dat wil zeggen, het laat sommige materialen toe om over te steken, maar voorkomt dat andere oversteekt. In de meeste delen van het lichaam zijn de kleinste bloedvaten, capillairen genaamd, bekleed met endotheelcellen. Endotheelweefsel heeft kleine ruimtes tussen elke individuele cel, zodat stoffen gemakkelijk tussen de binnenkant en de buitenkant van het vat kunnen bewegen. In de hersenen passen de endotheelcellen echter nauw in elkaar en kunnen stoffen niet uit de bloedbaan komen. (Sommige moleculen, zoals glucose, worden met speciale methoden uit het bloed getransporteerd.)
Gliacellen (astrocyten) vormen een laag rond hersenbloedvaten en kan belangrijk zijn bij de ontwikkeling van de BBB. Astrocyten kunnen ook verantwoordelijk zijn voor het transporteren van ionen van de hersenen naar het bloed.
Functies van de BBB
De BBB heeft verschillende belangrijke functies:
- Beschermt de hersenen tegen “vreemde substanties” in het bloed die de hersenen kunnen beschadigen.
- Beschermt de hersenen tegen hormonen en neurotransmitters in de rest van het lichaam.
- Handhaaft een constante omgeving voor de hersenen.
Algemene eigenschappen van de BBB
- Grote moleculen passeren de BBB niet gemakkelijk.
- Laag-lipide (vet) oplosbare moleculen dringen niet door in de hersenen. In vet oplosbare moleculen, zoals geneesmiddelen met een barbituaat, dringen echter snel door de hersenen in.
- Moleculen met een hoge elektrische lading worden vertraagd.
De BBB kan worden afgebroken door:
- Hypertensie (hoge bloeddruk): hoge bloeddruk opent de BBB.
- Ontwikkeling: de BBB is aanwezig, maar is mogelijk niet volledig gevormd bij de geboorte .
- Hyperosmolititeit: een hoge concentratie van een stof in het bloed kan de BBB openen.
- Microgolven: blootstelling aan microgolven kan de BBB openen.
- Straling: blootstelling aan straling kan de BBB openen.
- Infectie: blootstelling aan infectieuze agentia kan de BBB openen.
- Trauma, ischemie, ontsteking, druk: letsel aan de hersenen kunnen de BBB openen.
Circumventriculaire organen
Er zijn verschillende hersengebieden waar de BBB zwak is. Hierdoor kunnen stoffen vrijelijk de hersenen binnendringen. Deze gebieden staan bekend als “circumventriculaire organen”. Door de circumventriculaire organen kunnen de hersenen de samenstelling van het bloed volgen. De circumventriculaire organen omvatten:
- Pijnappelklierlichaam: scheidt melatonine en neuroactieve peptiden af. Geassocieerd met circadiane ritmes.
- Neurohypofyse (posterieure hypofyse): geeft neurohormonen zoals oxytocine en vasopressine af aan het bloed.
- Area postrema: Braakcentrum: wanneer een giftige stof de bloedbaan binnendringt, kom naar het gebied postrema en kan het dier doen overgeven. Op deze manier beschermt het dier zichzelf door de toxische stof uit zijn maag te verwijderen voordat er meer schade kan worden aangericht.
- Subfornicaal orgaan: belangrijk voor de regulering van lichaamsvloeistoffen.
- Vasculair orgaan van de lamina terminalis: een chemosensorisch gebied dat peptiden en andere moleculen detecteert.
- Mediane eminentie: reguleert de hypofysevoorkwab door afgifte van neurohormonen.