الحاجز الدموي الدماغي هو حاجز مادي من الخلايا التي تتجمع على طول جدران الأوعية الدموية في الدماغ، مما يمنع مرور الجزيئات فوق حجم معين. ومع ذلك، في الغدة النخامية، التي تقع في قاعدة الدماغ، يبدو أن هناك أوعية دموية "مكسورة"، تسمح للجزيئات الكبيرة بالمرور في كلا الاتجاهين.
الحاجز الدموي الدماغي هو حاجز مادي من الخلايا التي تتجمع على طول جدران الأوعية الدموية في الدماغ، مما يمنع مرور الجزيئات فوق حجم معين. ومع ذلك، في الغدة النخامية الموجودة في قاعدة الدماغ، يبدو أن هناك أوعية دموية "مكسورة" تسمح للجزيئات الكبيرة بالمرور في كلا الاتجاهين. اكتشف علماء معهد وايزمان للعلوم مؤخرًا كيف تفتح الأوعية الدموية في الغدة النخامية "نوافذ" لبقية الجسم. ولنتائج البحث، التي نشرت في المجلة العلمية Developmental Cell، آثار محتملة على علاج الخلل الهرموني أو الأمراض الالتهابية في الجهاز العصبي المركزي، وكذلك على تطوير وسائل مستقبلية لإدخال الأدوية إلى الدماغ.
يقول البروفيسور جيل ليبكوفيتش من قسم البيولوجيا الجزيئية للخلية: "لقد أعادتنا أبحاثنا بالزمن إلى الوراء إلى دراسات أجريت في بداية القرن العشرين حول الغدة النخامية والتي أرست أسس علم الغدد الصم العصبية الحديث". "في البداية كان يعتقد أن الغدة النخامية هي مصدر هرمونات فاسوبريسين والأوكسيتوسين، ولكن في عشرينيات القرن الماضي، تصور بيرتا وإرنست شيرير، في أبحاثهما على أسماك المياه العذبة الصغيرة، نظرية "الإفراز العصبي". وافترضوا أن بعض هرمونات الدماغ تنتجها الخلايا العصبية في منطقة من الدماغ تسمى منطقة ما تحت المهاد، وأن هذه الهرمونات تنتقل على طول الألياف العصبية وتفرز في الأوعية الدموية في الغدة النخامية.
كان الأندوبريسين والأوكسيتوسين من بين الهرمونات الأولى التي تم اكتشافها. تم التعرف على فازوبريسين لأول مرة كمنظم لوظائف الكلى ولاحقًا لضغط الدم. الأوكسيتوسين - كمنشط لانقباضات الرحم أثناء الولادة وإفراز الحليب أثناء الرضاعة الطبيعية. وفي وقت لاحق تم اكتشاف أيضًا أن هذين الهرمونين لهما تأثير على نشاط الدماغ، بما في ذلك السلوك الاجتماعي والتوتر والشهية. يتم إطلاق الأندوبريسين والأوكسيتوسين من الدماغ إلى الدورة الدموية العامة للجسم من خلال منطقة في الجزء الخلفي من الغدة النخامية تسمى النخامية العصبية.
ركز باحث ما بعد الدكتوراه الدكتور سافاني أنبالجان وطالبة البحث لودميلا (لوسي) جوردون من مجموعة أبحاث البروفيسور ليبكوفيتش على دراسة النخامية العصبية، حيث تلتقي الامتدادات الطويلة (المحاور العصبية) للخلايا العصبية في منطقة ما تحت المهاد بالشعيرات الدموية حيث تسمى الفتحات الصغيرة. نوافذ (نوافذ باللاتينية). وحتى بعد 100 عام من البحث في تطور ووظيفة النخامية العصبية، لا يزال من غير الواضح كيف تتطور الشعيرات الدموية ذات "النوافذ"، على الرغم من أن هذه الشعيرات الدموية تتفرع من الأوعية الدموية، والتي تتميز جميعها بوجود من حاجز الدم في الدماغ. افترض الباحثون في مختبر البروفيسور ليبكوفيتش أن الخلايا النخامية - وهي خلايا داعمة فريدة من نوعها، توجد فقط في النخامية العصبية، وتغلف نهايات المحاور العصبية - تلعب دورًا في نفاذية الشعيرات الدموية المحلية.
اختبر فريق البحث هذه الفرضية على أجنة سمك الزرد، التي تسمح أجسامها الشفافة بمراقبة النخامة العصبية وأوعيتها الدموية الفريدة في الوقت الحقيقي. أولاً، اكتشف الباحثون أن النخامية العصبية في الأسماك هي نفسها تقريبًا الموجودة في البشر. يوضح الدكتور أنبالاغان: "إنها بالفعل آلية بدائية لنقل الإشارات الهرمونية العصبية بين الدماغ والجسم، لكنها تعمل بشكل جيد لدرجة أن التطور لم يمسها". وفي وقت لاحق، تحول الباحثون إلى تسلسل الجينات المعبر عنها في الخلايا النباتية، وقاموا بإنشاء أسماك معدلة وراثيا، مما يجعل من الممكن التأثير على بعض الجزيئات التي تفرزها من أجل فهم دور كل منها.
حدد البروفيسور ليبكوفيتش وزملاؤه نوعين من جزيئات الاتصال التي يتم إنتاجها في الخلايا النباتية، والتي تجعل الشعيرات الدموية قابلة للنفاذ. أدى تعطيل هذه الجزيئات إلى تقليل نفاذية الأوعية الدموية وأدى إلى تكوين حاجز دموي كثيف. يوضح جوردون: "النوافذ عبارة عن هياكل ديناميكية". "إن الجزيئين اللذين حددناهما ينشطان في كل من الجنين والأسماك البالغة، لذا بمجرد فتح "النوافذ"، ستظل مفتوحة في المستقبل أيضًا." ووجد الباحثون أن أحد الجزيئات يعزز نفاذية الأوعية الدموية عن طريق تنظيم الجينات التي تخلق "النوافذ"، بينما يمنع الجزيء الآخر تكوين الحاجز الدموي الدماغي. يقول البروفيسور ليبكوفيتش: "بعبارة أخرى، يتأكد الجسم من نفاذية الأوعية الدموية من خلال آلية تحكم مزدوجة". "إنه مثل المشي مع الحزام والأحذية الرياضية."
وأثناء مراجعة قائمة الجزيئات التي تفرز من الخلايا النباتية، لاحظ الباحثون التشابه الكبير بين هذه القائمة وقائمة الجزيئات التي تفرز في أجزاء أخرى من الدماغ أثناء الالتهاب. وتميز أنماط التعبير الجيني هذه، على سبيل المثال، أمراض المناعة الذاتية، والأمراض التنكسية العصبية، والسكتة الدماغية. علاوة على ذلك، هناك علاقة وثيقة بين الخلايا التي تنتج جزيئات تعزز الالتهاب في الأجزاء المحمية من الدماغ، والخلايا النباتية. كل من الأولى والأخيرة عبارة عن خلايا تعرف باسم الخلايا الدبقية، وهي خلايا داعمة تؤدي العديد من وظائف "الصيانة" في الدماغ. يقول الدكتور عنبالجان: "نعتقد أن الحالة الطبيعية، أي النفاذية، للغدة النخامية تشبه الحالة المرضية في أجزاء أخرى من الدماغ، والتي لا تفتح أبوابها إلا في حالات الأزمات".
في الواقع، عندما أعطى الباحثون الأسماك دواءً مضادًا للالتهابات، وجدوا أن التعبير الجيني في الخلايا النباتية قد تم حظره واختفت نفاذية الشعيرات الدموية في النخامية العصبية. قدمت هذه النتيجة دليلا إضافيا على أن الخلايا النباتية تستخدم آليات شبيهة بالالتهاب من أجل فتح "النوافذ" في الشعيرات الدموية القريبة منها.
إن فهم العلاقة بين الاستجابة الالتهابية للخلايا النباتية لنفاذية الأوعية الدموية قد يعزز فهم كل من العمليات الالتهابية في الدماغ والأداء الطبيعي للغدة النخامية. وقد يساعد هذا أيضًا في تطوير وسائل جديدة لتوصيل الأدوية الأساسية عبر الحاجز الدموي الدماغي.
تعليقات 2
مرحبا مجددا،
لقد أعدت قراءة علامة التبويب هذه وحتى المقالة حول العقرب الأصفر اللاذع الذي يمكنه عبور حاجز BBB-Blood Brain Barrier عن طريق البروتين الموجود في سمه.
أولاً، لقد أساءت فهم الجزيئات، لأنه إذا تمكنت الجزيئات الكبيرة من عبور حاجز الدم في الدماغ في النخامية العصبية، فمن السهل على الجزيئات الصغيرة المرور.
ثانيا، ما زلت لا أعرف إذا كنت قد فهمت هذه المقالة بشكل صحيح.
وإذا كان من الممكن نظريا نقل الأدوية عبر الشعيرات الدموية الصغيرة في هذه المنطقة من الدماغ، إلى الأشخاص الذين يعانون من مشاكل عصبية ومشاكل دماغية كبيرة، فهل هذا يعني أنه من الممكن الوصول من هذه المنطقة أيضا إلى المناطق الأخرى من الدماغ وشفاء لهم؟
كما أنني لم أفهم ما هي مميزات وعيوب الطريقتين، كنت أقصد إمكانية عبور حاجز BBB باستخدام السم الحيواني (مثل البروتين الموجود في سم العقرب) مقارنة بإمكانية عبور حاجز BBB عبر النخامية العصبية .
صباح الخير،
أود أن أسأل إذا أمكن ما إذا كنت قد فهمت هذه المقالة بشكل صحيح.
حسب فهمي، الخلايا الدبقية الموجودة في الدماغ (أعني الخلايا الدبقية بصرف النظر عن الخلايا النباتية الموجودة فقط في النخامية العصبية)،
يتم إنتاج جزيئات تعزز الالتهاب، مما يعني أنه التهاب حقيقي.
في حين أن الخلايا النباتية، وهي أيضًا خلايا دبقية ولكنها توجد فقط في النخامية العصبية، تفرز أيضًا جزيئات تعزز الالتهاب
لكنه ليس التهابًا حقيقيًا.
وفي التقاء خلايا الكبد مع الشعيرات الدموية الصغيرة (لأنها تغلف أطراف المحور العصبي) بدلاً من أن تسبب حالة التهابية،
إنها تجعل الشعيرات الدموية الصغيرة في النخامية العصبية تفتح النوافذ، أي أن تكون منفذة للجزيئات الكبيرة.
وهذه في الواقع آلية تتجاوز حاجز BBB (على الأقل جزئيًا، نظرًا لأنهم تمكنوا من جعل الشعيرات الدموية منفذة فقط للجزيئات الكبيرة، فإن الجزيئات الصغيرة لا تزال مسدودة).
هل فهمت هذه المقالة بشكل صحيح؟