Apakah penghalang darah-otak?
Penghalang darah-otak adalah penghalang antara darah dan bahan otak. Ia dibentuk oleh sel endothelial pada dinding dalaman kapilari darah di otak dan astrosit (sebuah bentuk sel glial) yang mengelilingi salur darah. Sel-sel endothelial dalam saluran otak kapilari berkait rapat antara satu sama lain melalui apa yang dipanggil persimpangan ketat (berbentuk tali pinggang, persimpangan sempit) sehinggakan tiada bahan boleh tergelincir di antara sel dengan cara yang tidak terkawal. Untuk memasuki otak, semua bahan mesti melalui sel, yang dikawal ketat.
Satu halangan yang setanding wujud antara darah dan sistem rongga otak, yang mengandungi cecair serebrospinal (CSF). Apa yang dipanggil halangan cecair darah-cerebrospinal ini agak lemah daripada halangan darah-otak. Oleh itu, walaupun terdapat fungsi penghalang, beberapa pertukaran bahan antara darah dan CSF adalah mungkin.
Apakah fungsi penghalang darah-otak?
Fungsi penapis penghalang darah-otak
Penghalang darah-otak juga mempunyai fungsi penapisan yang sangat selektif:
Bahan-bahan kecil larut lemak seperti oksigen, karbon dioksida atau gas anestetik boleh melintasi penghalang darah-otak dengan meresap melalui sel endothelial. Bahan lain tertentu yang diperlukan oleh tisu otak (seperti glukosa darah = glukosa, elektrolit, beberapa peptida, insulin, dll.) melalui penghalang dengan bantuan sistem pengangkutan khas.
Bahan-bahan yang tinggal, sebaliknya, ditahan supaya ia tidak boleh menyebabkan sebarang kerosakan pada otak sensitif. Sebagai contoh, neurotransmiter dalam darah tidak dibenarkan melalui penghalang darah-otak kerana ia akan mengganggu aliran maklumat daripada sel-sel saraf di dalam otak. Pelbagai ubat dan patogen juga mesti dijauhkan dari otak oleh penghalang darah-otak.
Sesetengah bahan menembusi halangan
Dalam bidang perubatan, kadangkala perlu menghantar ubat ke otak yang tidak boleh melepasi halangan darah-otak. Satu contoh: Otak pesakit Parkinson kekurangan neurotransmitter dopamin. Walau bagaimanapun, pesakit tidak boleh diberi dopamin untuk mengimbangi kerana ia tidak boleh melepasi halangan darah-otak. Sebaliknya, pesakit diberi prekursor dopamin levodopa (L-dopa), yang boleh dengan mudah berpindah dari darah ke otak. Di sana ia kemudiannya ditukar oleh enzim menjadi dopamin yang berkesan.
Untuk rawatan tumor otak, penghalang darah-otak ditindih buat sementara waktu dengan memasukkan larutan yang sangat hipertonik ke dalam arteri karotid. Ini membolehkan ubat-ubatan yang menghalang tumor sampai ke otak.
Di manakah terletaknya penghalang darah-otak?
Penghalang darah-otak terletak di dalam otak. Sel-sel endothelial pada dinding dalaman salur darah halus mengelak dinding salur melalui persimpangan yang ketat, memberikan fungsi penghalang sebenar (bersama-sama dengan astrosit di sekeliling).
Apakah masalah yang boleh disebabkan oleh penghalang darah-otak?
Bilirubin, pigmen hempedu, biasanya disimpan di luar otak dengan mengikat protein plasma. Pada bayi pramatang, walau bagaimanapun, kepekatan bilirubin dalam darah mungkin meningkat dengan begitu banyak oleh hemolisis (pembubaran sel darah merah) dan degradasi perlahan sehingga keupayaan protein plasma untuk mengikat bilirubin melebihi. Bilirubin yang bebas dan tidak terikat kemudiannya boleh melintasi penghalang darah-otak (bayi) dan memasuki tisu otak. Ikterus nuklear atau neonatal ini boleh mengakibatkan kerosakan otak yang tidak dapat dipulihkan.
Jangkitan dan tumor
Sitomegalovirus daripada kumpulan virus herpes menggunakan sel darah putih sebagai pembawa untuk melintasi penghalang darah-otak (bayi). Pada wanita hamil, jangkitan membawa kepada keguguran (pengguguran), kematian embrio yang belum lahir, atau jangkitan umum bayi dengan keradangan otak (ensefalitis), kalsifikasi di otak, sawan, dan lumpuh. Jika bayi dijangkiti selepas lahir, gejala yang sama mungkin berlaku, tetapi perjalanannya mungkin tidak mencolok.
Metastasis tumor juga boleh melintasi penghalang darah-otak. Sel-sel kanser melekat pada dinding endothelial kapilari dan mengekspresikan molekulnya sendiri untuk melekat. Ini kemudiannya mengikat kepada reseptor khas, yang melaluinya laluan melalui penghalang darah-otak terbuka.
