| Bariera krew-mózg |
|
|
źródło: milupa.com
Właściwą barierę krew-mózg stanowią wysoce wyspecjalizowane komórki naczyń włośniczek mózgu, indukowane przez przylegające do nich komórki nerwowe oraz zawarte w nich zakończenia (receptory) przeznaczone dla transportu przezbłonowego poszczególnych substancji, np. aminokwasów.
Rys. 2 Naczynia krwionośne, kształtujące sieć naczyń mózgowych, stanowią barierę pomiędzy krwią a tkanką mózgu: barierę krew-mózg. Właściwą barierę krew-mózg stanowią wysoce wyspecjalizowane komórki naczyń włośniczek mózgu, indukowane przez przylegające do nich komórki nerwowe oraz zawarte w nich zakończenia (receptory) przeznaczone dla transportu przezbłonowego poszczególnych substancji, np.aminokwasów (Rys.2). W odróżnieniu od obwodowych naczyń krwionośnych posiadających duże otwory, przez które swobodnie przemieszczają się do tkanek płyny, włośniczki mózgu nie zawierają takich przestrzeni. Ścisłe powiązania między komórkami wyścielającymi wewnętrzną powierzchnię naczynia eliminują możliwość swobodnego przepływu płynów pomiędzy nimi (Rys. 3). Do tego celu niezbędna jest dodatkowa struktura – receptor transportowy.
Zaburzenia transportu dużych aminokwasów przez barierę krew-mózg. W przebiegu sprawnie funkcjonującego procesu hydroksylacji fenyloalaniny do tyrozyny powstają neurotransmittery (neuroprzekaźniki - substancje, które pośredniczą w przekazywaniu informacji między komórkami w obrębie o.u.n.): z tyrozyny - dopamina (niezbędna składowa układu dopaminergicznego), z tryptofanu - serotonina. Nadmiar fenyloalaniny w surowicy krwi powoduje zablokowanie bariery krew-mózg dla tyrozyny, tryptofanu oraz innych aminokwasów hamując konkurencyjnie wspólny układ transportujący przez wyściółkę naczyń mózgowych (receptory), w wyniku czego powstaje niedobór tyrozyny i tryptofanu w o.u.n. (Rys. 4).
Obniżenie produkcji neurotransmitterów Natomiast wzrost stężenia fenyloalaniny wewnątrz komórek o. u. n. zaburza syntezę neurotransmitterów w drodze konkurencyjnego zablokowania hydroksylazy tyrozyny i tryptofanu, co prowadzi do nieprawidłowej ich dystrybucji (rozmieszczenia) w pęcherzykach synaptycznych wewnątrz komórki nerwowej oraz hamowania transportu przez błony synaptyczne (Rys. 4). Zaburzenia w funkcjonowaniu układu dopaminergicznego na skutek hyperfenylalaninemii powodują braki uwagi, trudności w nauce oraz wzmożoną aktywność ruchową u pacjentów z PKU, co jest skutkiem wrażliwości poszczególnych struktur mózgu na niedobór dopaminy.
Rys. 4. Schemat transportu aminokwasów przez barierę krew-mózg oraz produkcji neurotransmitterów (wg Guttler’a i wsp.)
Zaburzenia syntezy i metabolizmu mieliny Równolegle do zaburzeń funkcjonalnych o.u.n w przebiegu PKU występują zmiany strukturalne w białej istocie mózgu spowodowanych przetrwałą hyperfenyloalaninemią. Podstawowym objawem, obrazującym narażenie mielinowych włókien nerwowych na przewlekle podwyższone stężenia fenyloalaniny w o.u.n. jest wzmożona hydrofilność białej istoty mózgu, którą można obserwować w obrazie rezonansu magnetycznego (MRI), co potwierdziły liczne prace badawcze Dyer’a i wsp.. Wysokie stężenie fenyloalaniny w płynie mózgowo-rdzeniowym powoduje zahamowanie produkcji mieliny (zewnętrznej otoczki włókna nerwowego), spadek odporności mieliny na degradację proteolityczną (rozpad) i wzmożenia jej obrotu metabolicznego w warunkach hyperfenylalaninemii.
Jeżeli poziom fenyloalaniny ulega obniżeniu, zmienione komórki powracają do swoich wyjściowych funkcji. Rys. 5. Oligodendrocyty i astrocyty Ponieważ wzmożony rozpad mieliny nie jest kompensowany wzrostem jej syntezy następuje demielinizacja włókien nerwowych (od zmniejszenia zawartości mieliny do jej całkowitego braku w otoczce neuronów). Strata otoczki mielinowej neuronów powoduje utratę rozgałęzień neuronalnych (Rys. 6). Konsekwencją tych wydarzeń jest spadek ilości powiązań między neuronami w istocie białej mózgu, które uważane są za substrat morfologiczny funkcji zachowawczych u ludzi. Stratę powiązań neuronalnych można uważać za jedną z prawdopodobnych przyczyn upośledzenia umysłowego w PKU klasycznej.
Zaburzenia w funkcjonowaniu układu dopaminergicznego (niedobór neuroprzekaźników) dopaminergicznych oraz zaburzenia metabolizmu otoczki mielinowej włókien istoty białej mózgu, powstające w wyniku wzrostu poziomu fenyloalaniny, powodują:
W dniu dzisiejszym dzięki powszechnie prowadzonym badaniom przesiewowym noworodków fenyloketonuria jest rozpoznawana bardzo wcześnie, najczęściej przed ukończeniem 2 tygodnia życia. Pozwala to zapobiec wystąpieniu ciężkich zaburzeń rozwoju i upośledzenia umysłowego. dr Bożena Didycz Zobacz również:
Only registered users can write comments. |
||||
Rys. 3 Schemat transportu substancji odżywczych przez barierę krew-mózg (wyżej) i przez ścianę naczyń obwodowych (poniżej) 
Wyniki badań świadczą o tym, że ekspozycja na wysokie poziomy fenyloalaniny powoduje także zmianę orientacji komórki nerwowej (oligodendroglialnej): z fenotypu (odmiany) produkującej mielinę na fenotyp nie produkujący mieliny.
Rys. 6. Rozpad otoczki mielinowej włókien nerwowych | « poprzedni artykuł | następny artykuł » |
|---|
Wiedza
Logowanie
| Witaj Gość. |
| Nie pamiętam hasła |
| Nie masz konta? Załóż sobie |