血液脳関門は、血液と脳の間に半透過性の壁です。それは、脳の毛細血管の壁を構成する細胞で構成されています。この障壁により、中枢神経系のニューロンを身体の他の部分から化学的に分離することができます。
脳は、独自のセキュリティシステムを持つ唯一の臓器です。血液脳関門のおかげで、必須栄養素が血液脳関門に到達し、他の物質の侵入を阻止できます。
脳の毛細血管周囲の1型アトロサイト
この障壁は、脳内の化学物質の出入りを制御することにより、ニューロンの適切な機能を維持するのに役立ちます。しかし残念ながら、このバリアは、異物の脳への通過をブロックすることによって非常に効果的に機能するため、通常、薬物が脳に到達することも妨げられます。
いずれにせよ、研究はこの障壁を突破するために必要な要件を持つ薬を設計し続けています。ただし、血液脳関門がない身体の一部の領域があります。それらは、循環器として知られています。
最後に、血液脳関門の開口部を生成する特定の条件があります。これにより、物質の交換が自由にできるようになり、脳機能を変化させることができます。それらのいくつかは、炎症、外傷、または多発性硬化症などの疾患です。
血液脳関門の構造
脳と血液の間の血液脳関門
一部の物質はこのバリアを通過できますが、他の物質は通過できません。つまり、選択的に透過性のバリアです。
体の多くでは、毛細血管を構成する細胞がしっかりとくっついていません。これらは内皮細胞と呼ばれ、それらの間には様々な物質が出入りできる隙間があります。したがって、血漿と体の細胞を取り巻く流体（細胞外液）との間で元素が交換されます。
ただし、中枢神経系では、毛細血管にはこれらの裂け目がありません。むしろ、細胞はしっかりと編まれています。これにより、多くの物質が血液から排出されるのを防ぎます。
この障壁を越えることができるいくつかの特定の物質があることは事実です。彼らは、毛細血管の壁を介してそれらを輸送する特別なタンパク質によってそれを行います。
例えば、グルコース輸送体は、グルコースが脳に入り、燃料を供給することを可能にします。さらに、これらのトランスポーターは有毒な老廃物が脳に残るのを防ぎます。
アストロサイトと呼ばれるグリア（支持）細胞は、脳の血管の周りに集まり、血液脳関門の発達に重要な役割を果たすように見えます。これらは、脳から血液へのイオンの輸送にも寄与しているようです。
一方、神経系の領域には、他よりも透過性の血液脳関門があります。次のセクションでは、この目的について説明します。
特徴
脳が適切に機能するためには、ニューロン内の物質とそれらの周りにある細胞外液の物質との間のバランスが維持されることが不可欠です。これにより、メッセージがセル間で適切に送信されます。
細胞外液の成分が少しでも変化すると、この伝達が変化し、脳機能の変化につながります。
したがって、血液脳関門は、この液体の組成を調整することによって機能します。たとえば、私たちが食べる食品の多くには、ニューロン間の情報交換を変化させる可能性のある化学物質が含まれています。血液脳関門はこれらの物質が脳に到達するのを防ぎ、良好な機能を維持します。
重要なのは、血液脳関門は神経系全体で均一な構造を持っていないということです。他の場所よりも透過性が高い場所があります。これは、他の場所では歓迎されない物質の通過を許可するのに役立ちます。
例は、脳幹領域のポステムです。この領域は、嘔吐を制御し、血液脳関門を透過します。その目的は、その領域のニューロンが血液中の有害物質をすばやく検出できることです。
このように、胃からくる毒が循環器系に達すると、それは大脳後部を刺激し、嘔吐を引き起こします。このようにして、身体は有害な状態になり始める前に、有毒な内容物を胃から追い出すことができます。
要約すると、血液脳関門の3つの主な機能は次のとおりです。
-潜在的に危険な異物や脳機能を変化させる可能性のある異物から脳を保護します。
-体の残りの部分にあるホルモンや神経伝達物質から中枢神経系を保護して分離し、不要な影響を回避します。
-私たちの脳の化学バランスを一定に保ちます。
どのような物質が血液脳関門を通過しますか？
一部の物質は、血液脳関門を通過するために他の物質より感受性が高い。次の特性を持つ物質は、他の物質よりも簡単に侵入します。
-小さな分子は大きな分子よりもはるかに簡単に血液脳関門を通過します。
-脂溶性物質は血液脳関門を容易に通過しますが、それほどゆっくりでないか、通過できないものは血液脳関門を通過します。脳に到達しやすい脂溶性薬物の1つにバルビツール酸塩があります。他の例は、エタノール、ニコチン、カフェイン、またはヘロインです。
-電荷の少ない分子は、電荷の高い分子よりも速く障壁を通過します。
一部の物質は血液脳関門を通過することができます。何よりも、グルコース、酸素、アミノ酸の分子がそれを通過します。これらは適切な脳機能に不可欠です。
チロシン、トリプトファン、フェニルアラニン、バリン、ロイシンなどのアミノ酸は、血液脳関門に非常に速く入ります。これらの多くは、脳で合成される神経伝達物質の前駆体です。
ただし、この障壁は、実質的にすべての大きな分子と、小さな分子で構成されるすべての薬物の98％を除外します。
薬物は通常、バリアを通過しないか、必要な量では通過しないため、脳疾患の治療は困難です。場合によっては、血液脳関門をバイパスするために治療薬を脳に直接注入することができます。
同時に、いわゆるP糖タンパク質によって調節されるトランスポーターを介した神経毒と親油性物質の侵入を防ぎます。
脳室器官
述べたように、血液脳関門が弱く、透過性が高い脳のいくつかの領域があります。これにより、物質がこれらの領域に容易に到達します。
これらの領域のおかげで、脳は血液組成を制御することができます。脳室内の器官は次のとおりです。
-松果体：それは私たちの脳の内側、目の間にある構造です。それは私たちの生体リズムと重要なホルモン機能に関連しています。メラトニンと神経活性ペプチドを放出します。
-神経下垂体：下垂体の後葉です。視床下部の物質、主にオキシトシンやバソプレシンなどの神経ホルモンを保存します。
-余波：上記のように、それは私たちが酔うのを防ぐために嘔吐を引き起こします。
-弓状器官：体液の調節に不可欠です。たとえば、喉の渇きの感覚に重要な役割を果たします。
-終板の血管器官：バソプレシンの放出を通じて喉の渇きと体液のバランスにも貢献します。ペプチドやその他の分子を検出します。
-隆起の中央値：視床下部ホルモンの刺激と阻害の間の相互作用を通じて下垂体前葉を調節するのは、視床下部の領域です。
血液脳関門に影響を与える条件
さまざまな疾患が原因で、血液脳関門が乱されている可能性があります。また、この障壁が弱まると、神経変性疾患の可能性が高まったり、発症が加速したりすることがあります。
-高血圧または高血圧：このバリアが変化し、透過性があり、私たちの体にとって危険な場合があります。
-放射線：放射線への長時間の曝露は、血液脳関門を弱める可能性があります。
-感染症：中枢神経系の一部の炎症は、この障壁を弱くします。たとえば、髄膜炎は、脳の髄膜（脳と脊髄を取り巻く層）がさまざまなウイルスや細菌によって炎症を起こす疾患です。
-外傷、虚血、脳卒中…脳に直接的な損傷を与え、血液脳関門に影響を与える可能性があります。
-脳膿瘍。それは炎症と脳内の膿の蓄積によるものです。感染症は通常、耳、口、副鼻腔などから発生します。外傷や手術の結果である可能性がありますが。ほとんどの場合、8〜12週間の抗菌療法が必要です。
-多発性硬化症：この病気の人は、血液脳関門に漏れがあるようです。これにより、白血球が脳に到達しすぎて、誤ってミエリンを攻撃します。
ミエリンは神経細胞を覆い、神経インパルスが迅速かつ効率的に移動できるようにする物質です。破壊された場合、進行性の認知機能と運動機能の低下が現れます。
参考文献
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- カールソン、NR（2006）。行動の生理学第8版マドリード：ピアソン。