Barrière hémato-encéphalique La couche protectrice du cerveau

Dans l'encéphale et l'ensemble du système nerveux est un organe fondamental pour l'être humain. Par conséquent, il est fortement protégé par les os (le crâne et la colonne vertébrale) et par un système de trois couches de membranes appelées méninges. La sécurité des différentes parties du cerveau a été renforcée par des millions d'années d'évolution.

Cependant, alors que tous ces éléments peuvent être essentiels pour protéger le crâne contre un coup ou un traumatisme, ils peuvent ne pas être suffisants pour protéger le cerveau contre d'autres types de risques, tels que les infections virales, qui pourraient passer par le sang. Pour éviter ce type de danger autant que possible, Nous avons un autre type de protection: la barrière hémato-encéphalique (BHE).

La découverte du BHE

Bien que l'existence de quelque chose qui sépare le contenu du sang présent dans le système sanguin et le système nerveux était déjà suspectée auparavant, la vérification de ce fait n'arriverait qu'en 1885. Un chercheur nommé Paul Ehrlich introduirait une teinture dans l'approvisionnement en sang de un animal et observe plus tard que le seul point qui n'a pas été teint était le système nerveux central, et en particulier l'encéphale. La raison en était liée à un système de protection qui entourait cette zone comme s’il s’agissait d’une membrane.

Plus tard, un autre chercheur, Edwin Goldman, tenta le processus inverse en teignant le liquide céphalorachidien en observant que les seules parties colorées correspondaient au tissu nerveux. Ces expériences reflètent l’existence de quelque chose qui produit un niveau élevé de blocage entre le système nerveux et le reste du corps, Lewandowski a appelé une barrière hémato-encéphalique plusieurs années plus tard, explorée par un grand nombre d'experts..

Une protection entre le sang et le cerveau

La barrière hémato-encéphalique est une petite couche de cellules endothéliales, des cellules qui font partie de la paroi des vaisseaux sanguins, situé le long de la plupart des capillaires qui irriguent le cerveau. Cette couche a pour caractéristique principale son haut niveau d'imperméabilité, ne permettant pas à un grand nombre de substances de passer du sang au cerveau et inversement.

De cette façon, le BHE agit comme un filtre entre le sang et le système nerveux. Malgré cela, certaines substances telles que l'eau, l'oxygène, le glucose, le dioxyde de carbone, les acides aminés et d'autres molécules peuvent passer, l'imperméabilité étant relative..

Son action de filtre s’exerce à la fois par sa structure, en restreignant l’union des cellules qui constituent le passage aux différentes substances, et par le métabolisme des substances pour l’atteindre par l’utilisation d’enzymes et transporteurs. Autrement dit, il a une facette physique et une autre qui est chimique.

Bien que la barrière hémato-encéphalique soit elle-même une couche de cellules endothéliales, son bon fonctionnement dépend également d'autres types de structures cellulaires. Plus précisément, il est supporté par des cellules appelées péricytes, qui fournissent un support structurel et enveloppent les cellules endothéliales tout en maintenant une paroi de vaisseau sanguin stable, ainsi que la microglie..

Les angles morts de la BHE

Malgré l’importance de protéger le système nerveux, la barrière hémato-encéphalique il ne couvre pas tout le cerveau, car il a besoin de recevoir et de pouvoir émettre certaines substances, comme les hormones et les neurotransmetteurs. L'existence de ce type d'angles aveugles est nécessaire pour assurer le bon fonctionnement de l'organisme, car il n'est pas possible de garder le cerveau complètement isolé de ce qui se passe dans le reste du corps..

Les zones non protégées par cette barrière sont situées autour du troisième ventricule cérébral et sont appelées organes circumventriculaires. Dans ces zones, les capillaires ont un endothélium fenêtré, avec des ouvertures ou des accès permettant l’écoulement des substances d’un côté à l’autre de la membrane..

Les sites sans barrière hémato-encéphalique sont principalement constitués du système neuroendocrinien et du système nerveux autonome; ils constituent certaines des structures de ce groupe d’organes circumventriculaires, la neurohypophyse, la glande pinéale, certaines zones de l’hypothalamus, la région postrème, l’organe vasculaire de la lame terminale et l'organe subfornical (en dessous du fornix).

Traverser la barrière hémato-encéphalique

Comme nous l'avons vu, la barrière hémato-encéphalique est perméable, mais de manière relative, car elle permet le passage de certaines substances. Quels que soient les endroits où la barrière hémato-encéphalique n’est pas présente, il existe des une série de mécanismes par lesquels les composants essentiels au fonctionnement des cellules peuvent passer à travers.

Le mécanisme le plus commun et le plus utilisé dans ce sens est l'utilisation de transporteurs, dans lequel l'élément ou la substance à transporter est lié à un récepteur qui pénètre ensuite dans le cytoplasme de la cellule endothéliale. Une fois sur place, la substance est séparée du récepteur et est excrétée de l'autre côté par la cellule endothéliale elle-même..

La transcytose est un autre mécanisme par lequel des substances franchissent la barrière hémato-encéphalique., processus dans lequel une série de vésicules est formée dans la barrière à travers laquelle les substances peuvent passer d'un côté à l'autre.

La diffusion transmembranaire permet à différents ions de charge de se déplacer à travers la barrière hémato-encéphalique, agissant ainsi sur la charge électronique et le gradient de concentration de sorte que les substances situées de part et d'autre de la barrière soient attirées l'une par l'autre.

Enfin, un quatrième mécanisme par lequel une substance quelconque pénètre dans le cerveau sans que la barrière hémato-encéphalique s'interpose consiste à la sauter directement. Une façon de faire est d'utiliser les neurones sensoriels, forçant une transmission inverse à travers l'axone du neurone à son soma. C'est le mécanisme utilisé par des maladies aussi connues que la rage.

Fonctions principales

Comme on a déjà pu entrevoir certaines des propriétés qui font de la barrière hémato-encéphalique un élément essentiel du système nerveux, cette couche de cellules endothéliales remplissant principalement les fonctions suivantes:.

La fonction principale de la barrière hémato-encéphalique est celle de protéger le cerveau de l'arrivée de substances externes, empêchant le passage de ces éléments. De cette manière, la grande majorité des molécules externes au système nerveux lui-même ne peuvent pas l’affecter, empêchant ainsi une grande partie des infections virales et bactériennes d’affecter le cerveau..

En plus de cette fonction défensive en bloquant l'entrée d'éléments nocifs, sa présence permet également le maintien correct de l'environnement neuronal en maintenant constante la composition du liquide interstitiel qui baigne et maintient les cellules..

Une dernière fonction de la barrière hémato-encéphalique est de métaboliser ou de modifier des éléments afin de les faire se croiser entre le sang et les tissus nerveux sans perturber de manière indésirable le fonctionnement du système nerveux. Bien sûr, certaines substances échappent à ce mécanisme de contrôle.

Une protection thérapeutique problématique

Le fait que la barrière hémato-encéphalique soit si imperméable et empêche l'entrée de la plupart des éléments est bénéfique lorsque son fonctionnement cérébral est correct et qu'aucun type d'intervention médicale ou psychiatrique n'est requis. Mais dans les cas où une action externe est nécessaire au niveau médical ou pharmacologique, cette barrière est une difficulté difficile à traiter..

Et est-ce qu'une grande partie des médicaments qui sont appliqués au niveau médical et qui serviraient à traiter une maladie ou une infection dans une autre partie du corps ne sont pas efficaces pour traiter le problème dans le cerveau, en grande partie à cause de l'action de blocage des barrières hématoencéphalique Des exemples de cela peuvent être trouvés dans les médicaments dédiés à la lutte contre les tumeurs, le parkinson ou la démence.

Afin de le réparer dans de nombreux cas, il est nécessaire d'injecter la substance directement dans le liquide interstitiel, utiliser les organes circumventriculaires comme voie d'accès, en rompant temporairement la barrière en utilisant des microbulles guidées par ultrasons vers des points spécifiques ou en utilisant des compositions chimiques capables de franchir la barrière hémato-encéphalique grâce à certains des mécanismes décrits ci-dessus.

Références bibliographiques:

• Ballabh, P. et al. (2004). La barrière hémato-encéphalique: un aperçu. Structure, régulation et implications cliniques Neurobiol. Dis. 16: 1-13.
• Escobar, A. et Gómez, B. (2008). Barrière hémato-encéphalique: Neurobiologie, implications cliniques et effet du stress sur son développement. Rev. Mex. Neurci.:9(5): 395-405.
• Interlandi, J. (2011). Traverser la barrière hémato-encéphalique. Les notes Recherche et science.
• Pachter, J.S. et al. (2003). La barrière hémato-encéphalique et son rôle dans le privilège immunitaire dans le système nerveux central. J. Neuropath. Exper. Neurol.; 62: 593-604.
• Purves, D .; Lichtman, J. W. (1985). Principes du développement neuronal. Sunderland, Mass.: Associés de Sinauer.
• Saladin, K. (2011). Anatomie humaine McGraw-Hill.