血液脳関門

血液脳関門は脳恒常性の維持に極めて重要であるが、その形成に関する多くの疑問は依然として完全には理解されていない。しかし、今では、BBBが組織病理学的障壁の分化、複雑さおよび密度において最も顕著であることは、すでに明らかである。その主要な構造および機能単位は、脳の毛細血管の内皮細胞である。

脳の代謝は他の臓器とは異なり、血流と一緒に入る物質に依存します。神経系の仕事を提供する数多くの血管は、壁を通って物質が侵入する過程が選択的であるという事実によって区別される。脳の毛細血管の内皮細胞は連続的な連続接触によって接続されているため、物質は細胞自身を通過するだけで、細胞間を通過することはできません。血液脳関門の第2の成分であるグリア細胞は、毛細血管の外表面に接着する。脳室の血管叢において、障壁の解剖学的基盤は上皮細胞であり、密接に結合している。現在、血液脳関門は、解剖学的および形態学的および選択的に通過すること形成などの機能、およびいくつかのケースでのように考えられ、様々な分子の能動輸送機構により神経細胞に送達されません。したがって、バリアは、規制機能および保護機能を実行する

脳内には、血液脳関門が弱体化した構造があります。この、上記のすべて、視床下部、ならびに第3および第4脳室の底部に形成の数 - 後部ボックス（最後野）、弓subkomissuralnyと体、ならびに松果体。BBBの完全性は、脳の虚血性および炎症性病変によって妨げられる。

血液脳関門は、これらの細胞の性質が2つの条件を満たすと最終的に形成されると考えられている。第1に、それらの液相エンドサイトーシス（ピノサイトーシス）の速度は非常に低くなければならない。第2に、非常に高い電気抵抗が特徴的である特定の高密度接触がセル間に形成されなければならない。柔らかい硬膜の毛細管では1000〜3000Ω/ cm 2、脳実質内大脳毛細血管では2000〜8000m / cm ^2の値に達する。比較のために、骨格筋の毛細血管の経内皮電気抵抗の平均値はわずか20オーム/ cm 2である。

ほとんどの物質に対する血液脳関門の透過性は、その性質、ならびにこれらの物質を単独で合成するニューロンの能力によって主に決定される。この障壁を克服できる物質には、まず、酸素と二酸化炭素、ならびに脳の正常な機能に必要な様々な金属イオン、グルコース、必須アミノ酸および脂肪酸が含まれる。グルコースおよびビタミンの輸送はベクターを用いて行われる。同時に、D-グルコースとL-グルコースはバリアを通過する浸透速度が異なり、最初は100倍以上になります。グルコースは、脳のエネルギー代謝および多数のアミノ酸およびタンパク質の合成の両方において主要な役割を果たす。

血液脳関門の機能を決定する主な要因は、神経細胞の代謝レベルである。

ニューロンには、適切な毛細血管の助けを借りてだけでなく、脳脊髄液が循環する軟部およびくも膜下殻のプロセスに必要な物質が供給される。脳脊髄液は、頭蓋の腔、脳の脳室、および脳の膜の間の空間に位置する。ヒトでは、その容量は約100〜150 mlです。脳脊髄液のために、神経細胞の浸透圧バランスが維持され、神経組織に有毒な代謝産物が除去される。

メディエーター交換の方法と代謝における血液脳関門の役割（Shepherd、1987） 

血液脳関門を通過する物質の通過は、血管壁の透過性（分子量、物質の電荷および親油性）だけでなく、能動輸送系の存在または非存在にも依存する。

この物質を血液脳関門を介して伝達する立体特異的インスリン非依存性グルコーストランスポーター（GLUT-1）は、脳毛細血管の内皮細胞が豊富である。このトランスポーターの活性は、正常条件下で脳が必要とする量の2〜3倍のグルコースの送達を確実にすることができる。

血液脳関門の輸送システムの特性（後：Pardridge、Oldendorf、1977）

運送可能な 接続	一次基板	Km、mM	Vmax nmol / min * g
ヘクソース	グルコース	第9	1600
モノ カルボン酸	乳酸塩	1.9	120
中性 アミノ酸	フェニルアラニン	0.12	30
基本 アミノ酸	ライシン	0.10	6日
アミン	コリン	0.22	6日
プリンツ	アデニン	0.027	1
ヌクレオシド	アデノシン	0.018	0.7

このトランスポーターの機能が破壊された小児では、脳脊髄液中のグルコースレベルが著しく低下し、脳の発達および機能が破壊される。

モノカルボン酸（L-乳酸塩、酢酸塩、ピルビン酸塩）ならびにケトン体は、別々の立体特異的系によって輸送される。それらの輸送の強度はグルコースの輸送よりも低いが、それらは新生児および断食において重要な代謝基質である。

コリンの中枢神経系への輸送はまた、担体によって媒介され、神経系におけるアセチルコリンの合成速度によって調節され得る。

ビタミンは脳によって合成されず、特別な輸送システムによって血液から供給されます。これらのシステムは比較的低い輸送活性を有するにもかかわらず、正常な状態では脳に必要な量のビタミンの輸送を提供することができるが、食物の欠乏は神経学的障害につながる可能性がある。いくつかの血漿タンパク質もまた、血液脳関門を貫通することができる。それらの浸透の方法の1つは、受容体によって媒介されるトランスサイトーシスである。これはインスリン、トランスフェリン、バソプレッシン、インスリン様成長因子がどのように障壁に浸透しているかを示しています。脳の毛細血管の内皮細胞は、これらのタンパク質に対する特異的受容体を有し、タンパク質 - 受容体複合体のエンドサイトーシスを行うことができる。その後の事象の結果として、複合体が崩壊すると、インタクトなタンパク質が細胞の反対側に放出され、受容体が膜に再埋め込まれることが重要である。ポリカチオン性タンパク質およびレクチンについては、BBBを貫通する方法もまたトランスサイトーシスであるが、特異的受容体の作動には関連しない。

血液中に存在する多くの神経伝達物質はBBBに浸透することができない。L-ドーパは、中性アミノ酸輸送系を介してBBBを貫通しつつ、ドーパミンは、この能力を持っていません。加えて、毛細管細胞はなく、毒素で、神経伝達物質を循環血液から脳だけでなく保護を提供する神経伝達物質（コリンエステラーゼ、GABAトランスアミナーゼアミノペプチダーゼら）、薬物及び毒性物質、代謝酵素を含みます。

GEBはまた、脳の毛細血管の内皮細胞から血液に物質を輸送し、脳へのそれらの浸透、例えばb-糖タンパク質を阻止する担体タンパク質にも関与する。

個体発生の過程で、BBBを通過する様々な物質の輸送速度が大きく変化する。したがって、新生児におけるb-ヒドロキシ酪酸、トリプトファン、アデニン、コリンおよびグルコースの輸送速度は、成人よりも有意に高い。これは、エネルギーおよび高分子基質における脳の発達が比較的高いことを反映している。

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