Otak dipisahkan dari seluruh badan oleh penghalang darah-otak. Bagaimanakah virus melintasi penghalang darah-otak untuk mengakses sistem saraf pusat? Bagaimanakah penghalang darah otak berfungsi?

Penghalang darah-otak adalah penghalang yang sangat selektif yang fungsi utamanya adalah untuk memisahkan sistem saraf pusat (CNS) daripada aliran darah. Mekanismenya memungkinkan untuk mengawal rapat pertukaran antara darah dan ruang serebrum. Oleh itu, penghalang darah-otak mengasingkan otak daripada seluruh badan dan menyediakannya dengan persekitaran khusus, berbeza daripada persekitaran dalaman seluruh badan.

Penghalang darah-otak mempunyai ciri penapisan khas yang membolehkannya menghalang bahan asing yang berpotensi toksik daripada memasuki otak dan saraf tunjang.

Penghalang hemoencephalic ini, terima kasih kepada penapisnya yang sangat selektif, boleh membenarkan laluan air, gas tertentu dan molekul liposoluble melalui resapan pasif, serta pengangkutan terpilih molekul seperti glukosa dan asid amino yang memainkan peranan. penting dalam fungsi neuron dan menghalang kemasukan neurotoksin lipofilik yang berpotensi, melalui mekanisme pengangkutan pengantara glikoprotein yang aktif.

Astrosit (membantu mengekalkan persekitaran kimia dan elektrik dengan membekalkan nutrien yang diperlukan kepada otak dan membuang sisanya) adalah penting dalam mewujudkan halangan ini.

Penghalang darah-otak melindungi otak daripada toksin dan utusan yang beredar dalam darah.

Selain itu, peranan ini bermata dua, kerana ia juga menghalang kemasukan molekul untuk tujuan terapeutik.

Sesetengah virus masih boleh melepasi halangan ini sama ada melalui darah atau melalui pengangkutan "retrograde axonal". Gangguan penghalang darah-otak disebabkan oleh penyakit yang berbeza.

Penyakit neurodegeneratif

Disebabkan fungsi pentingnya dalam mengekalkan homeostasis serebrum, penghalang darah-otak juga boleh menjadi permulaan penyakit neurologi tertentu seperti penyakit neurodegeneratif dan lesi otak seperti penyakit Alzheimer (AD) tetapi yang kekal sangat jarang berlaku. .

Kencing manis

Penyakit lain, seperti diabetes mellitus, juga mempunyai kesan buruk terhadap pengekalan penghalang darah-otak.

Patologi lain

Patologi lain, sebaliknya, mengganggu fungsi endothelium dari dalam, iaitu, seluruh penghalang darah-otak rosak oleh tindakan dari matriks ekstraselular.

Sebaliknya, beberapa penyakit otak dimanifestasikan oleh fakta bahawa patogen tertentu boleh melintasi penghalang darah-otak yang menyebabkan jangkitan otak yang merupakan penyakit yang memusnahkan disertai dengan kematian yang tinggi atau pada mangsa yang terselamat daripada sekuela neurologi yang teruk. Ini termasuk, sebagai contoh, pelbagai mikroorganisma patogen, bakteria, kulat, virus HI, virus T-limfotropik manusia 1, virus West Nile dan bakteria, seperti Neisseria meningitidis atau Vibrio cholerae.

Dalam pelbagai sklerosis, "patogen" ialah sel-sel sistem imun badan yang melintasi penghalang darah-otak.

Sel metastatik berjaya melintasi penghalang darah-otak dalam beberapa tumor bukan otak dan boleh menyebabkan metastasis dalam otak (glioblastoma).

Mentadbir rawatan kepada otak dengan melintasi halangan darah-otak adalah perjalanan sebenar kerana ia juga menghalang akses ubat-ubatan, terutamanya yang mempunyai struktur molekul yang besar, ke kawasan yang perlu dirawat.

Sesetengah ubat seperti Temozolomide, yang digunakan untuk melawan glioblastoma mempunyai sifat kimia dan fizikal yang membolehkannya melepasi halangan dan mencapai tumor.

Salah satu kemungkinan yang diterokai dalam usaha untuk menghapuskan masalah ini adalah dengan melaksanakan teknik yang boleh menembusi halangan otak darah secara mekanikal.

Halangan darah-otak adalah halangan penting untuk rawatan, tetapi penyelidikan sedang dijalankan.

Produk kontras pertama yang dibangunkan untuk MRI ialah gadolinium (Gd) dan kemudian Gd-DTPA77, yang memungkinkan untuk mendapatkan MRI yang lebih maju untuk diagnosis lesi tempatan penghalang darah-otak. Molekul Gd-DTPA sangat tidak telap untuk melintasi penghalang darah-otak yang sihat.

Mekanisme pengimejan lain

Penggunaan "tomografi pancaran foton tunggal" atau "tomografi pancaran positron".

Kecacatan pada penghalang darah otak juga boleh dinilai dengan penyebaran media kontras yang sesuai menggunakan tomografi yang dikira.