Bloed-hersenbarrière: waarom is die zo belangrijk?

Wat is de bloed-hersenbarrière?

Stel je de bloedvaten in je hersenen voor. Die hebben een wand, net als alle andere bloedvaten in je lichaam, maar in je hersenen is die wand net even anders. De bloed-hersenbarrière is een selectief doorlaatbaar membraan in de wanden van je hersenbloedvaten, precies op de plek waar bloed en hersenweefsel elkaar ontmoeten.^1,2

Paul Ehrlich ontdekte het bestaan van deze barrière al in 1885.¹ Hij spoot kleurstof in de bloedbaan van proefdieren en zag iets opvallends: bijna alle organen kleurden, maar de hersenen bleven wit. Blijkbaar kon de kleurstof daar niet zomaar bij.³ Later bleek dat dit kwam door de speciale eigenschappen van de bloedvatwanden in de hersenen.

De bloed-hersenbarrière vormt een grens tussen je bloed en je hersenen en fungeert als een selectief filter: alleen bepaalde stoffen mogen passeren, terwijl andere worden tegengehouden.^1,2

Waaruit is de bloed-hersenbarrière opgebouwd?

Als je inzoomt op de bloedvaten in je hersenen, zie je dat de wand uit meerdere lagen en celtypen bestaat. Deze verschillende cellen werken samen om de barrière te vormen.

Endotheelcellen en tight junctions

De binnenkant van je hersenbloedvaten is bekleed met endotheelcellen. Dit type cel vind je in alle bloedvaten van je lichaam, maar in de hersenen gedraagt het zich anders. Ze hebben geen openingen en bevatten ook veel minder en selectievere transportpoortjes dan endotheelcellen elders.⁴ Wat ze wél hebben zijn heel veel strakke verbindingen met de cellen ernaast. Die verbindingen heten tight junctions.⁵

Tight junctions zitten op de plek waar twee endotheelcellen elkaar raken. Ze sluiten de tussenruimte tussen cellen zo goed als volledig af.⁵ Verschillende eiwitten maken deel uit van deze structuur. Claudines zijn de belangrijkste, en dan vooral claudine-5. Ook occludin is erbij betrokken.⁶ Al die eiwitten steken door het celmembraan heen en haken aan de eiwitten van de buurcel. Daardoor ontstaat er een soort rits.

Binnenin de cel hangen deze eiwitten vast aan andere eiwitten, de zonula occludens-eiwitten.⁵ En die zijn weer gekoppeld aan het skelet van de cel. Het resultaat is een stevige en goed georganiseerde afsluiting.

Pericyten en astrocyten

Rondom de endotheelcellen zitten nog twee celsoorten die meebouwen aan de barrière. Pericyten vind je in het basaalmembraan, aan de buitenkant van het endotheel.¹ Gemiddeld is er één pericyt per twee tot vier endotheelcellen. In de hersenen is die dekking heel uitgebreid, pericyten omsluiten daar zo’n 100 procent van het endotheel.7 Ze zitten er ook heel dicht tegenaan, met nauwelijks ruimte ertussen.

Astrocyten zijn hersencellen met lange uitlopers. De uiteinden daarvan noem je eindvoeten, en die wikkelen zich om de bloedvaten heen. Hoewel men denkt dat de eindvoeten zelf geen barrièrefunctie hebben, maken ze wel onderdeel uit van de structuur.⁴

Het basaalmembraan

De endotheelcellen, pericyten en astrocyten worden omgeven door het basaalmembraan, wat bestaat uit dunne lagen van extracellulaire matrix.⁵ Dit membraan houdt de cellen op hun plek en biedt structurele ondersteuning. Endotheelcellen en pericyten delen samen één laag.7 Een tweede laag ligt rond de eindvoeten van de astrocyten.⁶ Beide hebben hun eigen samenstelling en vormen samen de structurele onderlaag van de bloed-hersenbarrière.

Hoe werkt transport door de bloed-hersenbarrière?

Via passieve diffusie: dit is de eenvoudigste manier. Kleine vetoplosbare stoffen lossen op in het celmembraan van de endotheelcellen en komen er aan de andere kant weer uit. Dat gaat vanzelf, zonder dat de cel daar energie voor hoeft te gebruiken.⁵

Via transporteiwitten: voor stoffen die te groot zijn voor passieve diffusie, heeft de barrière transporteiwitten. Die zitten ingebouwd in het membraan van de endotheelcel. Zo’n eiwit pakt een specifieke stof op aan de bloedzijde, verandert dan van vorm, en zet de stof aan de hersenzijde weer af. Sommige transporteiwitten werken alleen in één richting. Andere kunnen beide kanten op, afhankelijk van waar de concentratie het hoogst is.⁵

Via effluxpompen: er zitten ook pompen in het membraan die juist de andere kant op werken.^2,5 Die heten effluxpompen en ze duwen stoffen actief terug naar het bloed.⁵ Daar is energie voor nodig in de vorm van ATP.^1,5 Het effect is dat ongewenste stoffen de hersenen weer uit worden gewerkt.⁶

Via transcytose: hele grote moleculen passen niet door eiwittransport. Die worden verplaatst via transcytose.^2,5 De stof hecht zich dan aan de buitenkant van de endotheelcel, waarna de cel er een blaasje omheen vormt. Dat blaasje wordt naar de andere kant van de cel vervoerd en daar weer geopend.⁵

Waarom is de bloed-hersenbarrière belangrijk?

1. Bescherming tegen schadelijke stoffen

Je hersenen zijn gevoelig voor stoffen die elders in het lichaam misschien weinig kwaad kunnen. De barrière houdt zulke stoffen tegen.^4,6 Dat is van belang voor de levensduur van zenuwcellen en het behoud van verbindingen tussen die cellen.⁵ Denk hierbij aan ziekteverwekkers, giftige stoffen en de meeste eiwitten uit je bloed.^5,6 Maar ook een groot deel van medicijnen passeert de barrière niet.

2. Een stabiele omgeving voor zenuwcellen

Zenuwcellen werken met elektrische en chemische signalen. Dat vereist een omgeving waarin de samenstelling heel constant blijft. De concentratie van ionen moet bijvoorbeeld binnen nauwe grenzen blijven voor een goede signaaloverdracht. De bloedhersenbarrière reguleert die samenstelling en houdt zo de omgeving in je hersenen stabiel.^5,6

3. Aanvoer van voedingsstoffen

Je hersenen hebben veel energie nodig maar kunnen zelf weinig opslaan. Via de barrière komen voedingsstoffen vanuit je bloed de hersenen in.⁴ Hoeveel ervan wordt doorgelaten is afgestemd op de behoefte.6 Voorbeelden van zulke voedingsstoffen zijn glucose, aminozuren, creatine, ketonen en pyruvaat.⁴

Hoe ondersteun je je hersenen met de juiste voeding? Je leest het in onze blog 10 x voeding voor de hersenen.

4. Afvoer van afvalstoffen

Bij de stofwisseling in je hersenen ontstaan afvalproducten. De bloed-hersenbarrière voert die stoffen gecontroleerd af en pompt ze terug naar de bloedbaan.^4,6 Effluxpompen zorgen hiervoor en pompen ook lichaamsvreemde stoffen weer uit die wél zijn binnengedrongen.

Vrije diffusie

Overigens passeert niet alles de barrière op een gecontroleerde manier. Gassen zoals zuurstof en koolstofdioxide diffunderen er vrij doorheen. Net als kleine vetoplosbare stoffen zoals alcohol, steroïdhormonen, cafeïne en nicotine.^4,5

Tot slot: het belang van de bloed-hersenbarrière

De bloed-hersenbarrière is een van de meest verfijnde systemen in je lichaam. Meerdere celtypen en structuren werken samen om te bepalen wat je hersenen wel en wat ze niet bereikt. Die selectiviteit houdt de omgeving in je hersenen stabiel, ook als de samenstelling van je bloed verandert. Tegelijk levert wetenschappelijk onderzoek naar dit systeem nog steeds nieuwe inzichten op, wat ons hopelijk nog beter helpt begrijpen wat de hersenen nodig hebben om goed te blijven functioneren.

Meer advies nodig over het functioneren van de hersenen?

Onze productadviseurs beantwoorden graag al jouw vragen en geven gratis advies op maat.

Vraag gratis advies aan

Britt

Lead Customer Care