SAWAR DARAH-OTAK: STRUKTUR, FUNGSI, PENYAKIT - GEOGRAFÍA - 2025

The penghalang darah-otak adalah dinding semipermeabel antara darah dan otak. Itu terdiri dari sel-sel yang membentuk dinding kapiler darah otak. Penghalang ini memungkinkan neuron di sistem saraf pusat untuk diisolasi secara kimiawi dari bagian tubuh lainnya.

Otak adalah satu-satunya organ yang memiliki sistem keamanannya sendiri. Berkat sawar darah-otak, nutrisi penting dapat mencapainya sekaligus menghalangi masuknya zat lain.

Atrosit tipe 1 di sekitar kapiler di otak

Penghalang ini berfungsi untuk menjaga berfungsinya neuron dengan mengontrol masuk dan keluarnya bahan kimia di otak. Sayangnya, bagaimanapun, penghalang ini bekerja sangat efektif dengan menghalangi masuknya zat asing ke otak yang biasanya juga mencegah obat mencapai otak.

Bagaimanapun, penelitian terus merancang obat yang memiliki persyaratan yang diperlukan untuk menembus penghalang ini. Namun, ada beberapa bagian tubuh yang tidak memiliki sawar darah-otak; mereka dikenal sebagai organ sirkuventrikuler.

Terakhir, ada kondisi tertentu yang menyebabkan terbukanya sawar darah otak. Hal ini memungkinkan terjadinya pertukaran zat secara bebas, sehingga fungsi otak bisa diubah. Beberapa di antaranya adalah peradangan, trauma, atau penyakit seperti multiple sclerosis.

Struktur sawar darah-otak

Sawar darah-otak antara otak dan darah

Beberapa zat dapat melewati penghalang ini, tetapi yang lain tidak bisa, yang berarti itu adalah penghalang yang dapat ditembus secara selektif.

Di sebagian besar tubuh, sel-sel yang membentuk kapiler darah tidak saling menempel erat. Ini disebut sel endotel, dan mereka memiliki celah di antara mereka di mana berbagai zat dapat masuk dan keluar. Dengan demikian, unsur-unsur dipertukarkan antara plasma darah dan cairan yang mengelilingi sel-sel tubuh (cairan ekstraseluler).

Namun, di sistem saraf pusat, kapiler tidak memiliki celah ini. Sebaliknya, sel-sel dirajut dengan erat. Ini mencegah banyak zat meninggalkan darah.

Memang benar ada beberapa zat khusus yang dapat melewati penghalang ini. Mereka melakukannya melalui protein khusus yang mengangkutnya dari melalui dinding kapiler.

Misalnya, transporter glukosa memungkinkan glukosa masuk ke otak untuk menyediakan bahan bakar. Selain itu, pengangkut ini mencegah produk limbah beracun tetap berada di otak.

Sel glial (pendukung) yang disebut astrosit berkumpul di sekitar pembuluh darah di otak dan tampaknya memainkan peran penting dalam pengembangan sawar darah-otak. Ini juga tampaknya berkontribusi pada pengangkutan ion dari otak ke darah.

Di sisi lain, ada area sistem saraf yang memiliki sawar darah-otak yang lebih permeabel dibandingkan area lain. Bagian selanjutnya menjelaskan untuk apa ini.

fitur

Agar otak dapat berfungsi dengan baik, keseimbangan antara zat di dalam neuron dan cairan ekstraseluler yang ada di sekitarnya harus dijaga keseimbangannya. Hal ini memungkinkan pesan untuk dikirim dengan benar antar sel.

Jika komponen cairan ekstraseluler berubah, meskipun sedikit, transmisi ini akan berubah, yang menyebabkan perubahan fungsi otak.

Oleh karena itu, sawar darah-otak bekerja dengan mengatur komposisi cairan ini. Misalnya, banyak makanan yang kita makan mengandung bahan kimia yang dapat mengubah pertukaran informasi antar neuron. Penghalang darah-otak mencegah zat-zat ini mencapai otak, mempertahankan fungsi yang baik.

Yang penting, sawar darah-otak tidak memiliki struktur seragam di seluruh sistem saraf. Ada tempat-tempat yang lebih permeabel daripada yang lain. Ini berguna untuk memungkinkan lewatnya zat yang di tempat lain tidak diterima.

Contohnya adalah postem area batang otak. Wilayah ini mengontrol muntah, dan memiliki sawar darah-otak yang lebih permeabel. Tujuannya agar neuron di area tersebut dapat dengan cepat mendeteksi zat beracun di dalam darah.

Jadi, ketika beberapa racun yang berasal dari perut mencapai sistem peredaran darah, itu merangsang area pasca-serebral, menyebabkan muntah. Dengan cara ini, tubuh bisa mengeluarkan kandungan racun dari perut sebelum mulai membahayakan.

Singkatnya, tiga fungsi utama sawar darah-otak adalah:

- Melindungi otak dari zat asing yang berpotensi berbahaya atau yang dapat mengubah fungsi otak.

- Melindungi dan memisahkan sistem saraf pusat dari hormon dan neurotransmiter yang ada di seluruh tubuh, menghindari efek yang tidak diinginkan.

- Menjaga keseimbangan kimiawi yang konstan di otak kita.

Zat apa yang melewati sawar darah otak?

Beberapa zat lebih rentan dibandingkan yang lain untuk melewati sawar darah-otak. Zat dengan karakteristik berikut lebih mudah masuk daripada yang lain:

- Molekul kecil melewati sawar darah otak jauh lebih mudah daripada molekul besar.

- Zat yang larut dalam lemak dengan mudah melewati sawar darah otak, sedangkan zat yang tidak larut lebih lambat atau tidak dapat melewatinya. Salah satu jenis obat larut lemak yang mudah mencapai otak kita adalah barbiturat. Contoh lainnya adalah etanol, nikotin, kafein, atau heroin.

- Molekul dengan muatan listrik lebih sedikit melewati penghalang lebih cepat daripada molekul dengan muatan tinggi.

Beberapa zat dapat melewati sawar darah otak. Yang terpenting, glukosa, oksigen, dan molekul asam amino melewatinya, yang penting untuk fungsi otak yang tepat.

Asam amino seperti tirosin, triptofan, fenilalanin, valin, atau leusin memasuki sawar darah otak dengan sangat cepat. Banyak di antaranya adalah prekursor neurotransmiter yang disintesis di otak.

Namun, penghalang ini secara praktis mengecualikan semua molekul besar dan 98% dari semua obat yang terdiri dari molekul kecil.

Itulah mengapa ada kesulitan dalam mengobati penyakit otak, karena obat biasanya tidak melewati penghalang atau tidak melakukannya dalam jumlah yang diperlukan. Dalam kasus tertentu, agen terapeutik dapat disuntikkan langsung ke otak untuk melewati sawar darah-otak.

Pada saat yang sama, ini mencegah masuknya neurotoksin dan zat lipofilik melalui transporter yang diatur oleh apa yang disebut P-glikoprotein.

Organ sirkuventrikuler

Seperti yang telah disebutkan, ada beberapa bagian otak di mana sawar darah-otak lebih lemah dan lebih dapat ditembus. Hal ini menyebabkan zat mudah mencapai daerah ini.

Berkat area ini, otak dapat mengontrol komposisi darah. Di dalam organ sirkuventrikuler adalah:

- Kelenjar pineal: itu adalah struktur yang terletak di dalam otak kita, di antara mata. Ini terkait dengan ritme biologis kita dan fungsi hormonal yang penting. Melepaskan melatonin dan peptida neuroaktif.

- Neurohypophysis: itu adalah lobus posterior kelenjar pituitari. Ini menyimpan zat dari hipotalamus, terutama hormon saraf seperti oksitosin dan vasopresin.

- Area buntut: seperti yang disebutkan di atas, menghasilkan muntah untuk mencegah kita menjadi mabuk.

- Organ subfornical: sangat penting dalam pengaturan cairan tubuh. Misalnya, memiliki peran penting dalam rasa haus.

- Organ vaskular lamina terminal: juga berkontribusi pada rasa haus dan keseimbangan cairan melalui pelepasan vasopresin. Mendeteksi peptida dan molekul lain.

- Keunggulan median: ini adalah area hipotalamus yang mengatur hipofisis anterior melalui interaksi antara merangsang dan menghambat hormon hipotalamus.

Kondisi yang mempengaruhi sawar darah otak

Mungkin saja sawar darah otak terganggu karena berbagai penyakit. Juga, bila penghalang ini melemah, hal itu dapat meningkatkan kemungkinan atau mempercepat timbulnya gangguan neurodegeneratif.

- Hipertensi atau tekanan darah tinggi: dapat menyebabkan penghalang ini diubah, menjadi permeabel, yang dapat berbahaya bagi tubuh kita.

- Radiasi: paparan radiasi yang lama dapat melemahkan sawar darah-otak.

- Infeksi: peradangan pada beberapa bagian sistem saraf pusat membuat penghalang ini lebih lemah. Contohnya adalah meningitis, penyakit di mana meninges serebral (lapisan yang mengelilingi otak dan sumsum tulang belakang) menjadi meradang oleh berbagai virus dan bakteri.

- Trauma, iskemia, stroke … dapat menyebabkan kerusakan langsung ke otak, mempengaruhi sawar darah-otak.

- Abses otak. Ini karena peradangan dan penumpukan nanah di dalam otak. Infeksi biasanya berasal dari telinga, mulut, sinus, dll. Meski bisa jadi akibat trauma atau pembedahan. Dalam kebanyakan kasus, diperlukan 8 sampai 12 minggu terapi antibakteri.

- Multiple sclerosis: tampaknya penderita penyakit ini mengalami kebocoran pada sawar darah otak. Hal ini menyebabkan terlalu banyak sel darah putih mencapai otak, di mana mereka secara keliru menyerang mielin.

Mielin adalah zat yang menutupi sel saraf dan memungkinkan impuls saraf bergerak dengan cepat dan efisien. Jika hancur, kemunduran kognitif dan motorik progresif muncul.

Referensi

1. Sawar darah otak. (sf). Diperoleh pada 22 April 2017, dari Wikipedia: en.wikipedia.org.
2. Penghalang Otak Darah ("Keep Out"). (sf). Diperoleh pada 22 April 2017, dari Neuroscience untuk anak-anak: fakultas.washington.edu.
3. Penghalang Darah-Otak. (2 Juli 2014). Diperoleh dari BrainFacts: brainfacts.org.
4. Carlson, NR (2006). Fisiologi perilaku Edisi ke-8 Madrid: Pearson.