Vad kan passera blod- hjärnbarriären?

Blod-hjärnbarriären består av flera lager av celler, som har till uppgift att skapa en annorlunda miljö i hjärnan, jämfört med resten av kroppen. Och på så vis kan nervcellerna i hjärnan få en miljö som passar just dessa celler bättre, samt barriären skyddar även hjärnans celler mot t.ex. andra celler och mikroorganismer.

Generellt är våra cellers membran är inte heller genomträngligt för laddade ämnen, eller polära ämnen (dessa är icke-fettlösliga). Det är en delförklaring till att blod-hjärnbarriären fungerar. Ämnen som vatten, joner eller socker kan inte passera självmant genom cellernas membran - för de kan inte lösa sig i cellmembanens opolära mitt.

Men syre och koldioxid kan lösa sig både i kroppens vatten (polära vattenbaserade vätskor, som i blodet och inuti cellerna). Dessa gaser kan dessutom lösa sig i opolära ämnen/vätskor, vilket är precis vad mitten av cellernas membran är. Så gaserna kan genom diffusion röra sig genom blod-hjärnbarriären till/från cellerna inuti det centrala nervsystemet.

mag1 skrev:

Blod-hjärnbarriären består av flera lager av celler, som har till uppgift att skapa en annorlunda miljö i hjärnan, jämfört med resten av kroppen. Och på så vis kan nervcellerna i hjärnan få en miljö som passar just dessa celler bättre, samt barriären skyddar även hjärnans celler mot t.ex. andra celler och mikroorganismer.

Generellt är våra cellers membran är inte heller genomträngligt för laddade ämnen, eller polära ämnen (dessa är icke-fettlösliga). Det är en delförklaring till att blod-hjärnbarriären fungerar. Ämnen som vatten, joner eller socker kan inte passera självmant genom cellernas membran - för de kan inte lösa sig i cellmembanens opolära mitt.

Men syre och koldioxid kan lösa sig både i kroppens vatten (polära vattenbaserade vätskor, som i blodet och inuti cellerna). Dessa gaser kan dessutom lösa sig i opolära ämnen/vätskor, vilket är precis vad mitten av cellernas membran är. Så gaserna kan genom diffusion röra sig genom blod-hjärnbarriären till/från cellerna inuti det centrala nervsystemet.

Enligt wikipedia består barriären av ett lager epitelceller som hålls samman av s.k. gap junctions samt adhesion junctions, där ämnena som passerar går mellan cellerna genom dessa junctions likt en dragkedja. Vad jag inte förstår är hur polärariteten på ämnena bestämmer huruvida de diffunderar över cellerna och går mellan cellernas junctions.

Blodkärlen förgrenas till tunnare och tunnare kärl, under blodets väg från hjärtat. Till slut passerar näringsämnen och bundna gaser (O2 och CO2 till hemoglobin) genom de tunnaste kärlen kapillärerna. Från kapillärerna sker utbytet av bl.a. gaserna från blodet, genom blod-hjärnbarriären, till de celler som finns på andra sidan av denna barriär. Cellerna som täcker insidan av kapillärerna är, som du skrev, endotelceller.

Och dessa endotelceller binder till varandra med bl.a. så kallade "tight junctions" för att förhindra att glipor uppstår mellan cellerna. Och genom dessa junctions sker passerar inte ämnen (då skulle ju barriären "läcka" igenom ämnen och inte fungera).

(Gap-junctions som du skrev om, är istället en slags förbindelse mellan olika cellers cytoplasma, t.ex. mellan två endotelceller. Och denna typ av förbindelse gör att flera celler direkt kan utbyta ämnen med varandra, men endast med de celler som delar denna förbindelse.)

Blodkärlen består av flera lager celler, och skiljer sig beroende på hur stora kärlen är (t.ex. artärer/kapillärer) och vilken typ det är (artärer/kapilärer/vener).

I de tunnaste kärlen, kapillärerna, finns ytterligare celler som omsluter endotelcellerna, t.ex. pericyter och astrocyter, vilka bl.a. stödjer endotelcellerna, som i tvärsnittsillustrationen nedan med:

kapillärens mitt är den vita ytan i mitten, och hjärnans celler ligger runt om kärlet. Grönfärgad är endotelcell (EC) med tight junctions (lilla glipan mellan ändarna av edotelcellen, TJ), och ytterligare celltyper pericyter (PC), astrocyter (AE).

Barriären utgörs av endotelcellerna, som transporterar vissa laddade/polära ämnen (kolhydrater, aminosyror, joner) in i och igenom endotelcellen. Fosfolipiderna som i dubbla lager bildar cellernas membran består av polära huvudgrupper och en opolär svans, vilket gör att huvudgruppen interagerar med vatten (utanför cellen och inuti), och svansarna interagerar med varandra (och bildar ett sammanhängande lipidlager). Och kemiska ämnen förhindras eller kan lösa sig i cellens membran, beroende på ämnets polariet.

Opolära/fettlösliga ämnen kan lösa sig i cellmembranens opolära del, och på så vis komma in i cellmembranen (löser sig i) och komma ut ur det - antingen till cellens utsida eller insida. På så vis kan ämnen från cellens utsida lösa sig i membranet (endast de opolära) och sedan komma in i cellens cytoplasma, och precis samma sak på andra sidan cellen. Det är precis vad som sker med koldioxid och syrgas, för dessa opolära ämnen kan lösa sig i cellens membran, och då diffundera in i cellen självmant, och sedan ut på andra sidan av cellen.

Polära ämnen kan inte lösa sig i membranet, utan behöver transporteras igenom membranet med hjälp av membranproteiner som transportörproteiner och kanaler. Båda dessa typer av membranprotein har en opolär yta som gärna sitter mitt i fosfolipidernas fettsvansar, och de har även två polära ändar (mot cellens utsida/insida), samt skapar en polär miljö inuti proteinet som polära ämnen trivs i och transporteras igenom. Det blir likt en polär förbindelse genom det opolära membranet. Det fiffiga är att cellen kan styra vilka och hur mycket av de polära ämnena som skall tillåtas komma in/ut ur cellen, genom att reglera dessa membranproteiner. Och på så vis kan cellen skapa en optimal miljö inuti, som skiljer sig ifrån miljön utanför.

mag1 skrev:

Blodkärlen förgrenas till tunnare och tunnare kärl, under blodets väg från hjärtat. Till slut passerar näringsämnen och bundna gaser (O2 och CO2 till hemoglobin) genom de tunnaste kärlen kapillärerna. Från kapillärerna sker utbytet av bl.a. gaserna från blodet, genom blod-hjärnbarriären, till de celler som finns på andra sidan av denna barriär. Cellerna som täcker insidan av kapillärerna är, som du skrev, endotelceller.

Och dessa endotelceller binder till varandra med bl.a. så kallade "tight junctions" för att förhindra att glipor uppstår mellan cellerna. Och genom dessa junctions sker passerar inte ämnen (då skulle ju barriären "läcka" igenom ämnen och inte fungera).

(Gap-junctions som du skrev om, är istället en slags förbindelse mellan olika cellers cytoplasma, t.ex. mellan två endotelceller. Och denna typ av förbindelse gör att flera celler direkt kan utbyta ämnen med varandra, men endast med de celler som delar denna förbindelse.)

 

Blodkärlen består av flera lager celler, och skiljer sig beroende på hur stora kärlen är (t.ex. artärer/kapillärer) och vilken typ det är (artärer/kapilärer/vener).

I de tunnaste kärlen, kapillärerna, finns ytterligare celler som omsluter endotelcellerna, t.ex. pericyter och astrocyter, vilka bl.a. stödjer endotelcellerna, som i tvärsnittsillustrationen nedan med:

kapillärens mitt är den vita ytan i mitten, och hjärnans celler ligger runt om kärlet. Grönfärgad är endotelcell (EC) med tight junctions (lilla glipan mellan ändarna av edotelcellen, TJ), och ytterligare celltyper pericyter (PC), astrocyter (AE).

Barriären utgörs av endotelcellerna, som transporterar vissa laddade/polära ämnen (kolhydrater, aminosyror, joner) in i och igenom endotelcellen. Fosfolipiderna som i dubbla lager bildar cellernas membran består av polära huvudgrupper och en opolär svans, vilket gör att huvudgruppen interagerar med vatten (utanför cellen och inuti), och svansarna interagerar med varandra (och bildar ett sammanhängande lipidlager). Och kemiska ämnen förhindras eller kan lösa sig i cellens membran, beroende på ämnets polariet.

Opolära/fettlösliga ämnen kan lösa sig i cellmembranens opolära del, och på så vis komma in i cellmembranen (löser sig i) och komma ut ur det - antingen till cellens utsida eller insida. På så vis kan ämnen från cellens utsida lösa sig i membranet (endast de opolära) och sedan komma in i cellens cytoplasma, och precis samma sak på andra sidan cellen. Det är precis vad som sker med koldioxid och syrgas, för dessa opolära ämnen kan lösa sig i cellens membran, och då diffundera in i cellen självmant, och sedan ut på andra sidan av cellen.

 

Polära ämnen kan inte lösa sig i membranet, utan behöver transporteras igenom membranet med hjälp av membranproteiner som transportörproteiner och kanaler. Båda dessa typer av membranprotein har en opolär yta som gärna sitter mitt i fosfolipidernas fettsvansar, och de har även två polära ändar (mot cellens utsida/insida), samt skapar en polär miljö inuti proteinet som polära ämnen trivs i och transporteras igenom. Det blir likt en polär förbindelse genom det opolära membranet. Det fiffiga är att cellen kan styra vilka och hur mycket av de polära ämnena som skall tillåtas komma in/ut ur cellen, genom att reglera dessa membranproteiner. Och på så vis kan cellen skapa en optimal miljö inuti, som skiljer sig ifrån miljön utanför.

Jösses vilket bra svar! Nu förstår jag... Tack så mycket!

Varsågod, kul att det hjälpte till!

Jag har också läst det, och tycker också att det var intressant!

:) Kul att höra!