ΜΑΘΗΜΑ 8ο ΜΕΡΟΣ Α ΑΙΜΑΤΟ-ΕΓΚΕΦΑΛΙΚΟΣ ΦΡΑΓΜΟΣ

Transcript

1 ΜΑΘΗΜΑ 8ο ΜΕΡΟΣ Α ΑΙΜΑΤΟ-ΕΓΚΕΦΑΛΙΚΟΣ ΦΡΑΓΜΟΣ

2 ΑΙΜΑΤΟ-ΕΓΚΕΦΑΛΙΚΟΣ ΦΡΑΓΜΟΣ ΚΑΙ ΦΡΑΓΜΟΣ ΑΙΜΑΤΟΣΕΓΚΕΦΑΛΟΝΩΤΙΑΙΟΥ ΥΓΡΟΥ Το ΚΝΣ για να λειτουργεί φυσιολογικά χρειάζεται πολύ σταθερό περιβάλλον Η σταθερότητα αυτή επιτυγχάνεται με την απομόνωση του νευρικού συστήματος από το κυκλοφορούν αίμα, λόγω της ύπαρξης του φραγμού μεταξύ αίματος και εγκεφάλου (αιματοεγκεφαλικός φραγμός) και του φραγμού μεταξύ αίματος και ΕΝΥ

3 ΑΙΜΑΤΟ-ΕΓΚΕΦΑΛΙΚΟΣ ΦΡΑΓΜΟΣ Τα πειράματα του Paul Ehrlich, το 1882, έδειξαν ότι η ενδαγγειακή έγχυση σε ζώντα πειραματόζωα χρωστικών, όπως κυανού του τρυπανίου, χρωμάτιζε όλους τους ιστούς του σώματος εκτός από τον εγκέφαλο και το νωτιαίο μυελό Αργότερα αποδείχθηκε ότι με την ενδαγγειακή έγχυση του κυανού του τρυπανίου ενώ τα περισσότερα μέρη του εγκεφάλου δεν χρωματίζονται, ορισμένα μέρη του όμως, πράγματι χρωματίζονται : το κωνάριο, ο οπίσθιος λοβός της υπόφυσης, το φαιό φύμα, τα τοιχώματα του οπτικού κολπώματος και η αγγειοβριθής εσχάτη πτέρυγα του προμήκους (περιοχή στο έδαφος της τέταρτης κοιλίας αντίστοιχα προς το στόμιο του κεντρικού σωλήνα) Οι παρατηρήσεις αυτές οδήγησαν στην άποψη ότι υφίσταται ένας αιματο-εγκεφαλικός φραγμός (πιο σωστά αιματοεγκεφαλονωτιαίος φραγμός)

4 Αποδείχθηκε ότι η διαπερατότητα του αιματοεγκεφαλικού φραγμού είναι αντιστρόφως ανάλογη του μεγέθους των μορίων και ευθέως ανάλογη με τη λιποδιαλυτότητά τους Αέρια και ύδωρ διέρχονται εύκολα από το φραγμό, ενώ η γλυκόζη και οι ηλεκτρολύτες βραδύτερα Ο φραγμός είναι αδιαπέραστος για τις πρωτεΐνες του πλάσματος και άλλα οργανικά μόρια Αυτό εξηγεί γιατί στα αρχικά πειράματα με κυανούν του τρυπανίου, που δεσμεύεται με την αλβουμίνη (λευκωματίνη) των πρωτεϊνών του πλάσματος, δεν πέρασε στο νευρικό ιστό του μεγαλύτερου μέρους του εγκεφάλου

5 ΔΟΜΗ ΤΟΥ ΑΙΜΑΤΟ-ΕΓΚΕΦΑΛΙΚΟΥ ΦΡΑΓΜΟΥ Η εξέταση του νευρικού ιστού στο ηλεκτρονικό μικροσκόπιο δείχνει ότι το αιμοφόρο τριχοειδές χωρίζεται από τον εξωκυττάριο χώρο μεταξύ των νευρώνων και της νευρογλοίας, με τα παρακάτω : (1) τα ενδοθηλιακά κύτταρα του τοιχώματος του τριχοειδούς, (2) το συνεχή βασικό υμένα, που περιβάλλει το τριχοειδές έξω από τη στιβάδα των ενδοθηλιακών κυττάρων, (3) τα πόδια των αποφυάδων των αστροκυττάρων που προσκολλώνται στην εξωτερική επιφάνεια του τοιχώματος του τριχοειδούς

6

7 Πιστεύεται ότι οι ενωτικοί δεσμοί μεταξύ των ενδοθηλιακών κυττάρων αποτελούν το αίτιο του αιματοεγκεφαλικού φραγμού (είναι ενδιαφέρον ότι και τα περιφερικά νεύρα απομονώνονται από το αίμα με τον ίδιο τρόπο, όπως και το κεντρικό νευρικό σύστημα. Τα ενδοθηλιακά κύτταρα των ενδονευρίων τριχοειδών έχουν ενωτικούς δεσμούς, ώστε να δημιουργείται ένας αιματο-νευρικός φραγμός)

8 Παρ όλο ότι υπάρχει αιματο-εγκεφαλικός φραγμός και στα νεογνά, υπάρχουν ενδείξεις ότι είναι πιο διαπερατός σε ορισμένες ουσίες Η δομή του αιματοεγκεφαλικού φραγμού δεν είναι η αυτή σε όλες τις περιοχές του ΚΝΣ Πράγματι, στις περιοχές που φαίνεται ότι δεν υφίσταται φραγμός, το ενδοθήλιο των τριχοειδών είναι θυριδωτό και διαμέσου των θυρίδων μπορούν να διέλθουν από το αίμα στο νευρικό ιστό πρωτεΐνες και οργανικά μικρομόρια Σε περιοχές όπως η εσχάτη πτέρυγα του εδάφους της τέταρτης κοιλίας και ο υποθάλαμος, φαίνεται ότι οι νευροϋποδοχείς ελέγχουν (γεύονται) αμέσως το περιεχόμενο του πλάσματος Ο υποθάλαμος, ο οποίος ρυθμίζει τη μεταβολική δραστηριότητα του σώματος, με αυτόν τον τρόπο επιφέρει τις ανάλογες τροποποιήσεις, ώστε να προστατεύει το νευρικό ιστό

9 ΦΡΑΓΜΟΣ ΑΙΜΑΤΟΣ-ΕΝΥ Το νερό, τα αέρια και οι λιποδιαλυτές ουσίες διέρχονται ελεύθερα από το αίμα στο ΕΝΥ Μεγαλομοριακές ενώσεις, όπως πρωτεΐνες και οι περισσότερες εξόζες (εκτός από τη γλυκόζη), δεν μπορούν να περάσουν στο ΕΝΥ Συμπεραίνεται ότι στα χοριοειδή πλέγματα υφίσταται φραγμός, όπως ο αιματο-εγκεφαλικός

10

11 ΔΟΜΗ ΤΟΥ ΦΡΑΓΜΟΥ ΑΙΜΑΤΟΣ-ΕΝΥ Η εξέταση στο ηλεκτρονικό μικροσκόπιο λάχνης του χοριοειδούς πλέγματος δείχνει ότι ο αυλός του αιμοφόρου τριχοειδούς χωρίζεται από την κοιλότητα της κοιλίας του εγκεφάλου με τα παρακάτω : Τα θυριδωτά ενδοθηλιακά κύτταρα (οι θυρίδες στην πραγματικότητα δεν είναι τρήματα, διότι έχουν ένα λεπτότατο διάφραγμα Το συνεχή βασικό υμένα που περιβάλλει εξωτερικά την ενδοθηλιακή στιβάδα Διάσπαρτα ωχρά κύτταρα με αποπλατυσμένες αποφυάδες Ένα συνεχή βασικό υμένα επί του οποίου στηρίζονται και Τα επιθηλιακά κύτταρα της χοριοειδούς μήνιγγας Φαίνεται ότι ο φραγμός εντοπίζεται σε ενωτικούς δεσμούς μεταξύ των επιθηλιακών κυττάρων της χοριοειδούς μήνιγγας

12

13

14 ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΚΗ ΣΗΜΑΣΙΑ ΤΟΥ ΑΙΜΑΤΟΕΓΚΕΦΑΛΙΚΟΥ ΦΡΑΓΜΟΥ ΚΑΙ ΤΟΥ ΦΡΑΓΜΟΥ ΑΙΜΑΤΟΣ-ΕΝΥ Υπό φυσιολογικές συνθήκες αυτοί οι δυο σημαντικοί ημιδιαπερατοί φραγμοί προφυλάσσουν τον εγκέφαλο και το νωτιαίο μυελό από την είσοδο δυνητικώς επιβλαβών ουσιών εντός του νευρικού ιστού Σε κανένα άλλο όργανο δεν έχει τόσο μεγάλη σημασία η μεταξύ λεπτών ορίων ρύθμιση της σύστασης του εξωκυττάριου υγρού, όσο στον εγκέφαλο και στον νωτιαίο μυελό Οι λειτουργίες του αιματοεγκεφαλικού και του φραγμού αίματος-ενυ είναι να προστατεύουν τον εγκέφαλο από τις διακυμάνσεις στη σύσταση του αίματος και ειδικότερα από τοξικούς παράγοντες Στο νεογνό ή στη μικρή νηπιακή ηλικία, όπου δεν έχουν αναπτυχθεί πλήρως αυτοί οι φραγμοί, οι τοξικές ουσίες, όπως η χολερυθρίνη, εύκολα μπορούν να εισέλθουν στο ΚΝΣ και να προκαλέσουν κίτρινη χροιά του εγκεφάλου και πυρηνικό ίκτερο. Αυτό όμως, δε συμβαίνει στον ενήλικο Οποιαδήποτε βλάβη στον εγκέφαλο, είτε οφειλόμενη σε άμεση κάκωση ή σε φλεγμονώδεις ή χημικές τοξίνες, προκαλεί διάσπαση του αιματο-εγκεφαλικού φραγμού, που επιτρέπει την ελεύθερη διάχυση μεγαλομορίων εντός του νευρικού ιστού Θεωρείται ότι αυτό γίνεται λόγω καταστροφής των ενδοθηλιακών κυττάρων των αγγείων ή διάσπασης των ενωτικών δεσμών τους

15 ΦΑΡΜΑΚΑ ΚΑΙ ΑΙΜΑΤΟ-ΕΓΚΕΦΑΛΙΚΟΣ ΦΡΑΓΜΟΣ Μόνο μικρές ποσότητες χορηγούμενης πενικιλίνης εισέρχονται στο ΚΝΣ Αυτό είναι ευνοϊκό διότι μεγάλες συγκεντρώσεις της πενικιλίνης είναι τοξικές για το νευρικό ιστό Όταν υπάρχει μηνιγγίτιδα, οι μήνιγγες καθίστανται τοπικώς πιο διαπερατές και έτσι ικανοποιητική ποσότητα αντιβιοτικού φτάνει στη φλεγμονή Η χλωραμφενικόλη και οι τετρακυκλίνες διέρχονται εύκολα από τον αιματοεγκεφαλικό φραγμό και εισέρχονται στον νευρικό ιστό Επίσης, εύκολα διέρχονται οι σουλφοναμίδες Οι λιποδιαλυτές ουσίες, όπως ο αναισθητικός παράγων θειοπεντόνη, εισέρχονται ταχέως στον εγκέφαλο, μετά από ενδοφλέβια ένεση Αντιθέτως, υδατοδιαλυτές ουσίες, όπως η εξωγενής νοραδρεναλίνη δε διέρχεται από το φραγμό Η φαινυλβουταζόνη είναι φάρμακο δεσμευόμενο στις πρωτεΐνες του πλάσματος και το πρωτεϊνικό μεγαλομόριο δε μπορεί να διαπεράσει το φραγμό Οι περισσότερες τριτογενείς αμίνες είναι λιποδιαλυτές, όπως η ατροπίνη, και εύκολα εισέρχονται στον εγκέφαλο, ενώ οι τεταρτογενείς, όπως η μεθυλονιτρική ατροπίνη, δε διέρχονται το φραγμό

16 Στη νόσο του Parkinson λείπει η νευροδιαβιβαστική ουσία ντοπαμίνη στο ραβδωτό σώμα Δυστυχώς, όμως, στη θεραπευτική αγωγή δε μπορεί να χρησιμοποιηθεί η ντοπαμίνη διότι δε διαπερνά τον αιματο-εγκεφαλικό φραγμό Αντίθετα η L-Dopa διαπερνά το φραγμό και έχει χρησιμοποιηθεί με επιτυχία