מערכת הדם היא מערכת ההובלה העיקרית של הגוף, ובתוך כך תפקידה להעביר חומרים אל- ומ- תאי הגוף. מעבר החומרים בין מערכת הדם לרוב תאי הגוף הוא יחסית מתירני. לעומת זאת, מחסום דם-מוח (Blood Brain Barrier = BBB) בא לתאר מערכת של גורמים, המביאים לכך שמעבר החומרים ממערכת הדם אל תאי מערכת העצבים המרכזית הינו הרבה יותר מבוקר ומוגבל. באמצעות שורה של מנגנונים מולקולריים ותאיים, ובשילוב מבנה ייחודי של דופן כלי הדם במוח, נמנע מעבר חופשי של רוב החומרים ממערכת הדם אל החללים הבין-תאיים במערכת העצבים. לעובדה זו משמעויות חשובות ביותר, ולהלן כמה דוגמאות:
- למוח מסופקת הגנה מחומרים בעלי פעילות בלתי רצויה, וכן סביבה יציבה מבחינה כימית.
- מרכיבים רבים של המערכת החיסונית של הגוף אינם מגיעים אל מערכת העצבים המרכזית ולכן במוח פועלת מערכת הגנה ייחודית לו.
- מאחר ותאי המוח כן זקוקים למרכיבים רבים ממערכת הדם, התפתחו מנגנונים מולקולריים שתפקידם להעביר באופן סלקטיבי את מרכיבים אילו.
- אחד האתגרים המרכזיים בטיפול תרופתי במחלות נפש או במחלות נוירונליות אחרות נובע מהעובדה, שלהבדיל מתאי הגוף, אשר נחשפים לתרופה המומסת בדם בקלות יחסית, קשה מאוד לגרום לתרופה שאמורה לפעול בתוך מערכת העצבים, להגיע אל תאיה ממערכת הדם.
כאמור, אחד המאפיינים המרכזיים של מחסום הדם-מוח הוא המבנה הייחודי של דופן כלי הדם; תאי האנדותל, אשר מהווים את אבן הבניין של דופן זו, אחוזים זה בזה בצמתים הדוקים (מבני "Tight junction"), אשר מפחיתים משמעותית את יכולת המעבר של חומרים דרך הרווח שבין התאים. למרות שלכאורה תאי האנדותל הם המרכיב הדומיננטי במחסום, מחקרים מצאו כי לתאים מחוץ לכלי הדם (כלומר תאים אשר נמצאים בתוך מערכת העצבים), תפקידים מרכזיים גם כן, הן ב"סינון" החומרים הנכנסים, והן ב"עיצוב" ושינוי של תאי האנדותל. בנוסף לרמה התאית, קיימים מנגנונים מולקולרים, אשר מגבירים עוד יותר את הבררנות (סלקטיביות) של קליטת חומרים מהדם אל המוח.
אם כן, לא יהיה זה מדויק לתאר את מחסום הדם-מוח כחומה מבוצרת ומוגדרת, אלא כמערכת של חסמים הפועלים במקביל, ואף משפיעים זה על זה. לאור זאת, ניתן להמשיל את תהליך התפתחות מחסום הדם-מוח לתהליך הבשלה. האם הוא קיים בתינוקות? התשובה היא כן. האם התפתחות המחסום ("ההבשלה") מסתיימת לפני הלידה או ממשיכה לאחריה? נושא זה עדיין נמצא תחת מחקר, ואנסה לתאר אותו בקצרה.
א. צילום של תא מסוג אסטרוציט (צולם על ידי פייגל לאדיסלב). ב. צילום של רקמת מוח – בירוק מסומנים אסטרוציטים ובכתום תאי העצב (צולם על ידי מרק היסטד). ניתן לראות שהאסטרוציטים עולים במספרם על תאי העצב במוח. ג. מודל שעוצב על ידי בן ברהים מוחמד, המתאר צינור דם בתוך מערכת העצבים. ניתן לראות איך האסטרוציטים (בסגול) מצפים את צידו החיצוני של כלי הדם באמצעות שלוחותיהם. בגלל תופעה זו נחשבו האסטרוציטים כמובילי תהליך התפתחות מחסום הדם-מוח. ד. צילום במיקרוסקופ אלקטרוני של חתך של כלי דם זעיר בתוך מערכת העצבים, המוקף על ידי תא מסוג פריציט. צורת ה-X השחורה המסומנת ב-E הוא תא דם בתוך הנים. צולם על ידי רוברט מ. האנט.
בתוך מערכת העצבים נמצאים תאים רבים (שאינם תאי עצב) אשר נמצאים במגע עם כלי הדם. מאחר ותאים מסוג "אסטרוציטים" נמצאים במגע קרוב ביותר עם הדופן החיצוני של כלי הדם (ראה תמונות ב' ו-ג'), הם נחשבו כבעלי פעילות מכרעת בעיצוב מחסום הדם-מוח. העובדה שהאסטרוציטים מתפתחים במוח רק כשבוע לאחר הלידה (הנתון מבוסס על עכברים, אך סביר שהינו דומה באדם), עוררה את ההיפותיזה, לפיה מחסום הדם-מוח מושלם רק תקופה קצרה לאחר הלידה. לאחרונה פורסמו מספר מחקרים, שהראו כי סוג תא אחר (פריציט), אשר מופיע כבר במהלך ההתפתחות העוברית, הוא בעל התרומה המכרעת להתפתחות מחסום הדם-מוח. הפריציטים באים במגע עם כלי דם באזורים רבים בגוף, אך נמצאים בכמות גדולה יחסית במערכת העצבים. המחקרים הראו, כי פגיעה ביכולת התפתחות הפריציטים מונעת התפתחות תקינה של מחסום הדם-מוח, באופן משמעותי יותר מאשר פגיעה בהתפתחות אסטרוציטים. כמו כן הראו המחקרים, כי בעכברים, מחסום הדם מוח הינו יעיל (נבדקה חדירותו לחומרים מסוימים בלבד), בשלבי התפתחות עוברית, אשר הינם מקבילים לשלבי התפתחות הפריציטים. לסיכום, לתינוקות יש מחסום דם-מוח, אך ייתכן והתפתחות של חלק ממרכיביו ממשיכה גם לאחר הלידה.
מאת: דניאל בן-הלוי
המחלקה לכימיה ביולוגית
מכון ויצמן למדע
הערה לגולשים:
אם אתם חושבים שההסברים אינם ברורים מספיק או אם יש לכם שאלות הקשורות לנושא, אתם מוזמנים לכתוב על כך בפורום. אנו נתייחס להערותיכם. הצעות לשיפור וביקורת בונה תמיד מתקבלות בברכה.
