BARRIÈRE HÉMATO-ENCÉPHALIQUE: STRUCTURE, FONCTIONS, MALADIES - GEOGRAFÍA - 2025

La barrière hémato-encéphalique est une paroi semi-perméable entre le sang et le cerveau. Il est composé des cellules qui composent les parois des capillaires sanguins cérébraux. Cette barrière permet aux neurones du système nerveux central d'être chimiquement isolés du reste du corps.

Le cerveau est le seul organe doté de son propre système de sécurité. Grâce à la barrière hémato-encéphalique, les nutriments essentiels peuvent l'atteindre tout en bloquant l'entrée d'autres substances.

Atrocytes de type 1 autour des capillaires dans le cerveau

Cette barrière sert à maintenir le bon fonctionnement des neurones en contrôlant l'entrée et la sortie des produits chimiques dans le cerveau. Malheureusement, cependant, cette barrière fonctionne si efficacement en bloquant le passage de substances étrangères dans le cerveau qu'elle empêche généralement les médicaments d'atteindre le cerveau.

Dans tous les cas, la recherche se poursuit pour concevoir des médicaments qui ont les exigences nécessaires pour franchir cette barrière. Cependant, il existe certaines régions du corps où il n'y a pas de barrière hémato-encéphalique; ils sont connus sous le nom d'organes circuventriculaires.

Enfin, certaines conditions produisent une ouverture de la barrière hémato-encéphalique. Cela permet l'échange de substances librement, de sorte que la fonction cérébrale peut être modifiée. Certains d'entre eux sont des inflammations, des traumatismes ou des maladies telles que la sclérose en plaques.

Structure de la barrière hémato-encéphalique

Barrière hémato-encéphalique entre le cerveau et le sang

Certaines substances peuvent traverser cette barrière, mais d'autres non, ce qui signifie qu'il s'agit d'une barrière sélectivement perméable.

Dans une grande partie du corps, les cellules qui composent les capillaires sanguins ne collent pas étroitement ensemble. Celles-ci sont appelées cellules endothéliales, et elles ont des espaces entre elles par lesquelles diverses substances peuvent entrer et sortir. Ainsi, des éléments sont échangés entre le plasma sanguin et le fluide entourant les cellules du corps (fluide extracellulaire).

Cependant, dans le système nerveux central, les capillaires n'ont pas ces fentes. Au contraire, les cellules sont étroitement liées. Cela empêche de nombreuses substances de sortir du sang.

Il est vrai que certaines substances spécifiques peuvent franchir cette barrière. Ils le font au moyen de protéines spéciales qui les transportent à travers les parois des capillaires.

Par exemple, les transporteurs de glucose permettent au glucose d'entrer dans le cerveau pour fournir du carburant. De plus, ces transporteurs empêchent les déchets toxiques de rester dans le cerveau.

Les cellules gliales (de soutien) appelées astrocytes se regroupent autour des vaisseaux sanguins du cerveau et semblent jouer un rôle important dans le développement de la barrière hémato-encéphalique. Ceux-ci semblent également contribuer au transport des ions du cerveau vers le sang.

D'autre part, il existe des zones du système nerveux qui ont une barrière hémato-encéphalique plus perméable que dans d'autres. La section suivante explique à quoi cela sert.

Caractéristiques

Pour qu'il y ait un bon fonctionnement cérébral, il est essentiel qu'un équilibre soit maintenu entre les substances à l'intérieur des neurones et dans le liquide extracellulaire qui les entoure. Cela permet aux messages d'être correctement transmis entre les cellules.

Si les composants du liquide extracellulaire changent, même légèrement, cette transmission sera altérée, conduisant à des altérations des fonctions cérébrales.

Par conséquent, la barrière hémato-encéphalique agit en régulant la composition de ce fluide. Par exemple, bon nombre des aliments que nous mangeons contiennent des produits chimiques qui pourraient modifier l'échange d'informations entre les neurones. La barrière hémato-encéphalique empêche ces substances d'atteindre le cerveau, maintenant un bon fonctionnement.

Surtout, la barrière hémato-encéphalique n'a pas une structure uniforme dans tout le système nerveux. Il y a des endroits où il est plus perméable que d'autres. Ceci est utile pour permettre le passage de substances qui ne sont pas les bienvenues ailleurs.

Un exemple est le postem de la zone du tronc cérébral. Cette région contrôle les vomissements et possède une barrière hémato-encéphalique beaucoup plus perméable. Son but est que les neurones de cette zone puissent détecter rapidement des substances toxiques dans le sang.

Ainsi, lorsqu'un poison provenant de l'estomac atteint le système circulatoire, il stimule la zone post-cérébrale, provoquant des vomissements. De cette façon, le corps peut expulser le contenu toxique de l'estomac avant qu'il ne commence à être nocif.

En résumé, les trois principales fonctions de la barrière hémato-encéphalique sont:

- Protège le cerveau des substances étrangères potentiellement dangereuses ou qui pourraient altérer les fonctions cérébrales.

- Protège et sépare le système nerveux central des hormones et des neurotransmetteurs présents dans le reste du corps, évitant ainsi les effets indésirables.

- Maintient un équilibre chimique constant dans notre cerveau.

Quelles substances traversent la barrière hémato-encéphalique?

Certaines substances sont plus susceptibles que d'autres de traverser la barrière hémato-encéphalique. Les substances présentant les caractéristiques suivantes entrent plus facilement que d'autres:

- Les petites molécules passent la barrière hémato-encéphalique beaucoup plus facilement que les grandes.

- Les substances liposolubles traversent facilement la barrière hémato-encéphalique, tandis que celles qui ne le font pas plus lentement ou sont incapables de la traverser. Les barbituriques sont un type de médicament liposoluble qui atteint facilement notre cerveau. D'autres exemples sont l'éthanol, la nicotine, la caféine ou l'héroïne.

- Les molécules avec moins de charge électrique passent la barrière plus rapidement que celles avec une charge élevée.

Certaines substances peuvent traverser la barrière hémato-encéphalique. Surtout, les molécules de glucose, d'oxygène et d'acides aminés la traversent, indispensables au bon fonctionnement du cerveau.

Les acides aminés tels que la tyrosine, le tryptophane, la phénylalanine, la valine ou la leucine pénètrent très rapidement dans la barrière hémato-encéphalique. Beaucoup d'entre eux sont des précurseurs de neurotransmetteurs synthétisés dans le cerveau.

Cependant, cette barrière exclut pratiquement toutes les grosses molécules et 98% de tous les médicaments composés de petites molécules.

C'est pourquoi il est difficile de traiter les maladies du cerveau, car les médicaments ne franchissent généralement pas la barrière ou ne le font pas dans les quantités nécessaires. Dans certains cas, des agents thérapeutiques peuvent être injectés directement dans le cerveau pour contourner la barrière hémato-encéphalique.

En même temps, il empêche l'entrée de neurotoxines et de substances lipophiles via un transporteur régulé par la soi-disant P-glycoprotéine.

Organes circuventriculaires

Comme mentionné, il existe plusieurs régions du cerveau où la barrière hémato-encéphalique est plus faible et plus perméable. Cela permet aux substances d'atteindre facilement ces régions.

Grâce à ces zones, le cerveau peut contrôler la composition sanguine. Dans les organes circuventriculaires sont:

- Glande pinéale: c'est une structure située à l'intérieur de notre cerveau, entre les yeux. Elle est liée à nos rythmes biologiques et à d'importantes fonctions hormonales. Libère de la mélatonine et des peptides neuroactifs.

- Neurohypophyse: c'est le lobe postérieur de l'hypophyse. Il stocke des substances de l'hypothalamus, principalement des neurohormones telles que l'ocytocine et la vasopressine.

- Zone des séquelles: comme mentionné ci-dessus, il produit des vomissements pour nous empêcher de devenir intoxiqués.

- Organe subfornical: il est essentiel dans la régulation des fluides corporels. Par exemple, il a un rôle important dans la sensation de soif.

- Organe vasculaire de la lame terminale: contribue également à la soif et à l'équilibre hydrique par la libération de vasopressine. Détecte les peptides et autres molécules.

- Éminence médiane: c'est une zone de l'hypothalamus qui régule l'hypophyse antérieure par des interactions entre les hormones hypothalamiques stimulantes et inhibitrices.

Conditions qui affectent la barrière hémato-encéphalique

Il est possible que la barrière hémato-encéphalique soit perturbée en raison de différentes maladies. De plus, lorsque cette barrière est affaiblie, elle peut augmenter la probabilité ou accélérer l'apparition de troubles neurodégénératifs.

- Hypertension ou hypertension artérielle: elle peut altérer cette barrière, devenir perméable, ce qui peut être dangereux pour notre organisme.

- Rayonnement: une longue exposition aux rayonnements peut affaiblir la barrière hémato-encéphalique.

- Infections: l'inflammation d'une partie du système nerveux central affaiblit cette barrière. Un exemple est la méningite, une maladie dans laquelle les méninges cérébrales (couches qui entourent le cerveau et la moelle épinière) deviennent enflammées par divers virus et bactéries.

- Un traumatisme, une ischémie, un accident vasculaire cérébral… peuvent causer des dommages directs au cerveau, affectant la barrière hémato-encéphalique.

- Abcès cérébral. Cela est dû à l'inflammation et à l'accumulation de pus à l'intérieur du cerveau. L'infection provient généralement de l'oreille, de la bouche, des sinus, etc. Bien que cela puisse être une conséquence d'un traumatisme ou d'une intervention chirurgicale. Dans la plupart des cas, 8 à 12 semaines de traitement antibactérien sont nécessaires.

- Sclérose en plaques: il semble que les personnes atteintes de cette maladie présentent des fuites au niveau de la barrière hémato-encéphalique. Cela amène trop de globules blancs à atteindre le cerveau, où ils attaquent par erreur la myéline.

La myéline est une substance qui recouvre les cellules nerveuses et permet aux influx nerveux de voyager rapidement et efficacement. S'il est détruit, une détérioration cognitive et motrice progressive apparaît.

Références

1. Barrière hémato-encéphalique. (sf). Récupéré le 22 avril 2017 sur Wikipedia: en.wikipedia.org.
2. La barrière hémato-encéphalique ("Keep Out"). (sf). Récupéré le 22 avril 2017 de Neuroscience for kids: faculty.washington.edu.
3. La barrière hémato-encéphalique. (2 juillet 2014). Récupéré de BrainFacts: brainfacts.org.
4. Carlson, NR (2006). Physiologie du comportement 8e éd. Madrid: Pearson.