Home
Alles over hersenen
De hersenen
Bloed-hersenbarrière
Delen

Bloed-hersenbarrière

De hersenen zijn te vergelijken met een belangrijke computer die ervoor zorgt dat het hele lichaam goed werkt. Dankzij uw hersenen kunt u denken en voelen, maar ook uw hartslag en lichaamstemperatuur en dergelijke worden hier geregeld: uw hersenen regelen álles wat er in het lichaam gebeurt. Dit alles kost ontzettend veel energie en zuurstof. In deze behoefte aan energie en zuurstof worden de hersenen voorzien vanuit het bloed. Ongeveer 20% van al het bloed dat het hart verpompt is bestemd voor de hersenen. Dit bloed wordt verspreid over vele kleine bloedvaten in de hersenen. Deze kleine bloedvaten worden ook wel haarvaten genoemd.

 

Haarvaten zijn in de hersenen in zeer hoge dichtheid aanwezig. Bijna elke zenuwcel staat wel in verbinding met een haarvat. De hoge dichtheid van haarvaten zorgt ervoor dat de hersenen vanuit de bloedsomloop goed kunnen worden voorzien van de noodzakelijke voedingsstoffen. Hierin schuilt echter het gevaar dat ook potentieel gevaarlijke stoffen de hersenen in komen.

Bloed-hersenbarrière

Voor een goede werking moeten de hersenen goed worden beschermd tegen gevaren van buitenaf. Deze bescherming wordt enerzijds verzorgd door de schedel. Anderzijds worden de hersenen ook van binnenuit beschermd tegen mogelijk gevaarlijke stoffen en organismen in het bloed, waarbij de bloed-hersenbarrière een zeer voorname rol speelt. De bloed-hersenbarrière (of BHB) is letterlijk een grens tussen het bloed en de hersenen.

 

Voor het goed functioneren van de hersenen is een constante samenstelling van hersenvloeistof nodig. Dat wil zeggen dat bijvoorbeeld zouten en voedingstoffen in een bepaalde concentratie aanwezig moeten zijn waardoor de neuronale netwerken optimaal kunnen functioneren. De handhaving van deze constante hersenvloeistofsamenstelling wordt verzorgd door de werking van de bloed-hersenbarrière. De bloed-hersenbarrière kan worden gezien als een poortwachter, die selectief de noodzakelijke stoffen doorlaat en schadelijke stoffen niet.

© to-BBB

De ontdekking van de bloed-hersenbarrière

Het bestaan van de bloed-hersenbarrière is ontdekt rond het begin van de twintigste eeuw door de wetenschapper en latere Nobelprijswinnaar Paul Ehrlich en zijn leerling Edwin Goldmann. Om weefsels te kleuren injecteerden zij een blauwe kleurstof in het bloed van proefdieren. Ehrlich merkte op dat deze kleurstof zich verspreidde door het hele lichaam met uitzondering van de hersenen en het ruggenmerg. Hij weet dit, ten onrechte, aan het feit dat de hersenen een lage affiniteit voor de kleurstof hebben. Goldmann voerde het experiment andersom uit, hij injecteerde de kleurstof in de hersenvloeistof. Bij dit experiment werden wel de hersenen en het ruggenmerg gekleurd maar niet de weefsels in de rest van het lichaam. Dit was het eerste bewijs voor een barrière tussen de hersenen en de rest van het lichaam. De onderstaande figuur illustreert het experiment op een schematische manier.

Aangepaste illustratie uit informatiebrochure van Across Barriers GmbH door U. Bock en E. Haltner.

Functie van de bloed-hersenbarrière

Na de experimenten van Goldmann en Ehrlich kwam men erachter dat de bloed-hersenbarrière geen absolute barrière is. Zoals eerder vermeld, functioneert de bloed-hersenbarrière als poortwachter en laat stoffen selectief door. Een belangrijk onderdeel van de barrière zijn de zogeheten tight junctions. Dit zijn verbindingen tussen de cellen die de haarvaten van de hersenen vormen. Deze tight junctions zorgen ervoor dat de ruimte tussen de haarvatcellen erg klein is. Stoffen die de haarvatcellen kunnen binnendringen (en weer verlaten; ze zijn vetoplosbaar), kunnen de zo de BHB passeren en hebben geen last van de kleine ruimte. Daarentegen zijn er vele stoffen die niet vetoplosbaar zijn, waarvoor de route tússen de haarvatcellen de enige weg naar de hersenen zou zijn. Door de tight junctions is deze route dus enorm beperkt en dus ook de passage van deze niet-vettige stoffen naar de hersenen. Naast de tight junctions wordt de barrièrefunctie ondersteund en gereguleerd door uitlopers van speciale hersencellen, de astrocyten.

 

De bloed-hersenbarrière kan worden gezien als een poortwachter, die selectief de noodzakelijke stoffen doorlaat en schadelijke stoffen niet. Hiervoor zijn er vele actieve transportsystemen op de bloed-hersenbarrière aanwezig, die benodigde voedingsstoffen naar de hersenen en afvalstoffen juist naar het bloed brengen. Deze transportsystemen worden influxtransporters (richting hersenen) en effluxtransporters (richting bloed) genoemd. Het aantal influx- en effluxtransporters op de bloed-hersenbarrière is erg groot.

 

Ook geneesmiddelen kunnen worden herkend door deze transporters en dat betekent dat bepaalde niet-vetoplosbare geneesmiddelen juist toegang krijgen tot de hersenen (bijvoorbeeld levodopa, voor de behandeling van de ziekte van Parkinson), en vetoplosbare stoffen er weer uitgegooid worden (bijvoorbeeld vinblastine, voor de behandeling van tumoren).

Hersenziekten

Als gevolg van een neurologische aandoening kan er een verandering in het functioneren van de bloed-hersenbarrière optreden. Hierdoor kan een ziekte zelfs verergeren.

 

 

Een voorbeeld van een dergelijke verandering is te zien bij multiple sclerose (MS). De barrière wordt bij MS doorlaatbaar voor immuuncellen. Deze immuuncellen passeren dan de bloed-hersenbarrière en richten schade aan in de hersenen en het ruggenmerg van MS-patiënten, met verlammingsverschijnselen tot gevolg. Verder zijn er ook bij vele andere hersenziekten afwijkingen in het functioneren van de bloed-hersenbarrière aangetoond.

Geneesmiddelstrategieën

Voor de behandelingen van hersenziekten moet het geneesmiddel in de hersenen terechtkomen. Voor vele geneesmiddelen is dit een probleem. Dit betekent dat er naar andere manieren gezocht moet worden om het middel op de plaats van werking te kunnen krijgen. Een strategie om ziekten te behandelen die zich achter een gesloten barrière afspelen, zoals bij hersentumoren, is om de barrière tijdelijk te openen. Dit kan worden gedaan door een hoge concentratie suikeroplossing in de halsslagader te injecteren. Hierdoor verschrompelen de haarvatcellen waardoor de tight junctions tijdelijk geopend worden. Op die manier kunnen geneesmiddelen, die normaal tegengehouden worden, wel de hersenen in. Het grote nadeel hiervan is dat naast het geneesmiddel andere, schadelijke stoffen ook in de hersenen terecht kunnen komen. Hierdoor kunnen hersencellen permanent beschadigd worden.

 

Een meer gerichte strategie wordt gebruikt om de ziekte van Parkinson te behandelen. In deze ziekte is er een gebrek aan dopamine in de hersenen. Idealiter zou dopamine naar de hersenen moeten worden gebracht. Dopamine passeert de bloed-hersenbarrière echter niet.
In de hersenen wordt dopamine gevormd uit het aminozuur L-DOPA. Van deze stof is gebleken dat het via een influxtransporter de hersenen in wordt getransporteerd. Door het toedienen van aminozuur L-DOPA wordt de concentratie van L-DOPA in de hersenen verhoogd en kan er meer dopamine gevormd worden wat de symptomen van de ziekte van Parkinson bestrijdt. L-DOPA als geneesmiddel wordt ook wel levodopa genoemd.

 

Deze aanpak werkt helaas niet voor alle geneesmiddelen. Daarom zijn er nog andere technologieën om de bloed-hersenbarrière te passeren in ontwikkeling. Deze technieken richten zich ook op het gebruiken van selectieve transporters op de bloed-hersenbarrière om zo medicijnen in de hersenen te krijgen.

 

Deze informatie is tot stand gekomen in samenwerking met BBBNedwork, een organisatie die zich inzet om het belang van de bloed-hersenbarrière in de behandeling van hersenziektes te benadrukken en ervoor te zorgen dat vanuit deze visie nieuwe behandelmethoden en therapieën worden ontwikkeld.

Dit is contactinfo