Kan-Beyin Bariyeri: Yapısı ve İşlevi

Kan-beyin bariyeri nedir?

Kan-beyin bariyeri, kan ile beyin maddesi arasında bir bariyerdir. Beyindeki kılcal damarların iç duvarındaki endotel hücreleri ve damarları çevreleyen astrositler (bir tür glial hücre) tarafından oluşturulur. Beyin kılcal damarlarındaki endotel hücreleri, sıkı bağlantılar (kemer şeklindeki dar bağlantılar) adı verilen bağlantılarla birbirine o kadar sıkı bağlıdır ki, hücrelerin arasından hiçbir madde kontrolsüz bir şekilde kaçamaz. Beyne girebilmek için tüm maddelerin hücrelerden geçmesi gerekir ve bu da sıkı bir şekilde kontrol edilir.

Kan ile beyin omurilik sıvısını (BOS) içeren beyin boşluğu sistemi arasında da benzer bir bariyer vardır. Bu sözde kan-beyin omurilik sıvısı bariyeri, kan-beyin bariyerinden biraz daha zayıftır. Böylece bariyer fonksiyonuna rağmen kan ile BOS arasında bir miktar madde alışverişi mümkün olur.

Kan-beyin bariyerinin görevi nedir?

Kan-beyin bariyerinin filtre fonksiyonu

Kan-beyin bariyerinin ayrıca oldukça seçici bir filtreleme işlevi vardır:

Oksijen, karbon dioksit ve hatta anestezik gazlar gibi yağda çözünen küçük maddeler, endotel hücrelerinden geçerek kan-beyin bariyerini geçebilir. Beyin dokusunun ihtiyaç duyduğu diğer bazı maddeler (kan şekeri = glikoz, elektrolitler, bazı peptitler, insülin vb. gibi) özel taşıma sistemleri yardımıyla bariyerden geçirilir.

Geriye kalan maddeler ise hassas beyinde herhangi bir hasara yol açmayacak şekilde tutulur. Örneğin, kandaki nörotransmiterlerin kan-beyin bariyerini geçmesine izin verilmez çünkü beyindeki sinir hücrelerinden gelen bilgi akışını bozarlar. Çeşitli ilaç ve patojenlerin de kan-beyin bariyeri tarafından beyinden uzak tutulması gerekir.

Bazı maddeler bariyeri geçebilir

Tıpta bazen kan-beyin bariyerini geçemeyen ilaçların beyne iletilmesi gerekir. Bir örnek: Parkinson hastalarının beyinlerinde nörotransmitter dopamin eksikliği vardır. Ancak dopamin kan-beyin bariyerini geçemediği için hastalara telafi amaçlı olarak dopamin verilemiyor. Bunun yerine hastalara kandan beyne kolayca geçebilen dopamin öncüsü levodopa (L-dopa) verilir. Daha sonra bir enzim tarafından etkili dopamine dönüştürülür.

Beyin tümörlerinin tedavisi için, şah damarına yüksek derecede hipertonik bir solüsyon aşılanarak kan-beyin bariyeri geçici olarak aşılır. Bu, tümörü inhibe eden ilaçların beyne ulaşmasını sağlar.

Kan-beyin bariyeri nerede bulunur?

Kan-beyin bariyeri beyinde bulunur. İnce kan damarlarının iç duvarındaki endotel hücreleri, sıkı bağlantı noktaları yoluyla damar duvarını yalıtarak gerçek bariyer fonksiyonunu sağlar (çevreleyen astrositlerle birlikte).

Kan-beyin bariyeri hangi sorunlara neden olabilir?

Bir safra pigmenti olan bilirubin normalde plazma proteinlerine bağlanarak beynin dışında tutulur. Ancak prematüre bebeklerde kandaki bilirubin konsantrasyonu, hemoliz (kırmızı kan hücrelerinin erimesi) ve yavaş bozulma nedeniyle o kadar fazla artabilir ki, plazma proteinlerinin bilirubini bağlama yeteneği aşılır. Serbest, bağlanmamış bilirubin daha sonra kan-beyin bariyerini (bebek) geçebilir ve beyin dokusuna girebilir. Bu nükleer veya neonatal sarılık, geri dönüşü olmayan beyin hasarına neden olabilir.

Enfeksiyonlar ve tümörler

Herpes virüs grubundan sitomegalovirüsler, kan-beyin (bebek) bariyerini geçmek için taşıyıcı olarak beyaz kan hücrelerini kullanır. Hamile bir kadında enfeksiyon düşük yapmaya (kürtaj), doğmamış embriyonun ölümüne veya bebeğin genel enfeksiyonuna, beyin iltihabına (ensefalit), beyinde kalsifikasyonlara, kasılmalara ve felce yol açar. Bebek doğumdan sonra enfeksiyon kaparsa aynı belirtiler ortaya çıkabilir ancak gidişat göze çarpmadan kalabilir.

Tümör metastazları kan-beyin bariyerini de geçebilir. Kanser hücreleri kendilerini kılcal damarların endotel duvarına bağlar ve yapışma için kendi moleküllerini ifade eder. Bunlar daha sonra özel reseptörlere bağlanır ve bu sayede kan-beyin bariyerinden geçen yol açılır.