Hàng rào máu não là gì? Cấu tạo và chức năng của hàng rào máu não

Hàng rào máu não đã mở ra một lĩnh vực nghiên cứu quan trọng, đầy hứa hẹn và có ảnh hưởng lớn đối với lĩnh vực y học, nó không chỉ đóng vai trò như một cơ cấu bảo vệ quan trọng cho bộ não mà còn là một thách thức đối với việc điều trị các bệnh lý liên quan đến hệ thống thần kinh.

Hàng rào máu não là gì?

Bộ não là một trong những bộ phận quan trọng nhất của cơ thể con người, đã trải qua nhiều quá trình tiến hóa để tự bảo vệ khỏi những tổn thương nhờ vào hộp sọ dày 7mm bên ngoài. Hỗ trợ cho tầng bảo vệ này là dịch não tủy và một lớp bảo vệ khác được gọi là màng não. Đây là hai yếu tố quan trọng cung cấp khả năng phòng thủ cho não chống lại những tổn thương về mặt vật lý.

Hàng rào máu não là một thành phần song song đặc biệt quan trọng giúp bảo vệ não. Đây là một rào cản giữa các mạch máu não và các tế bào, cũng như các thành phần khác tạo nên mô não. Trong hộp sọ, màng não và dịch não tủy đều đóng vai trò bảo vệ chống lại tổn thương vật lý, và hàng rào não bộ cung cấp một tuyến đường phòng thủ chống lại mầm bệnh và độc tố có thể có trong máu của bạn.

Cuối thế kỷ XIX, khi bác sĩ người Đức Paul Ehrlich tiêm thuốc nhuộm vào máu của một con chuột. Kết quả cho thấy thuốc nhuộm xâm nhập vào tất cả các mô ngoại trừ não và tủy sống. Từ đó, người ta kết luận rằng hệ thống mạch máu tồn tại như một rào cản giữa não và máu. Cho đến những năm 1960, những nhà nghiên cứu mới có thể xác định được cấu trúc vật lý của hàng rào não bộ thông qua việc sử dụng kính hiển vi điện tử.

Cấu tạo và chức năng của hàng rào máu não

Hệ thống hàng rào máu não chủ yếu bao gồm các tế bào nội mô (endothelial cell) được kết nối chặt chẽ với nhau. Đồng thời, còn có hai loại tế bào khác là tế bào ngoại mạch (pericyte) và tế bào hình sao (astroglia), đóng vai trò quan trọng trong việc hình thành và phát triển của hàng rào não bộ.

Tế bào nội mô ở não liên kết chặt chẽ với nhau nhằm hạn chế sự di chuyển các chất từ máu vào não. Điều này khác biệt với các tế bào nội mô ở các bộ phận khác của cơ thể, không có đặc tính này.

Cấu trúc của hàng rào máu não được thiết kế sao cho chỉ các phân tử nhỏ, phân tử hòa tan trong chất béo và một số chất khí có thể tự do đi qua thành mao mạch và vào mô não. Các phần tử lớn hơn, như glucose và oxy, có thể xâm nhập thông qua các protein vận chuyển, hoạt động giống như cánh cửa chỉ mở cho các phân tử cụ thể. Các tế bào như đại thực bào, tham gia vào chống lại nhiễm trùng, cũng có thể vượt qua hàng rào não bộ.

Hàng rào máu não là một hệ thống phức tạp của các tế bào và các cơ chế tương tác giữa máu và não, có nhiệm vụ bảo vệ não khỏi các chất cản trở và độc hại. Dưới đây là một số chức năng chính nó:

• Ngăn chặn việc xâm nhập của nhiều chất độc hại và vi khuẩn từ máu vào não, bảo vệ cơ quan quan trọng này khỏi tổn thương. Kiểm soát việc lọt qua của các chất dẫn chất từ máu vào não, chỉ cho phép một số chất cần thiết và an toàn đi qua.
• Giữ cho các chất dinh dưỡng cần thiết như glucose, amino acid và các dạng năng lượng khác được chuyển từ máu sang não. Kiểm soát việc thẩm thấu của các chất qua tường mạch máu, giữ cho cấu trúc mô cứng và ngăn chặn sự xâm nhập không mong muốn.
• Lọc ra nhiều chất hóa học không mong muốn, đảm bảo rằng chỉ các chất an toàn và cần thiết mới có thể đi vào não.
• Ngăn chặn tế bào cánh trạng và các tế bào máu lạ đồng thời duy trì sự ổn định môi trường nội bộ của não. Giữ cho các tác động từ máu và các yếu tố ngoại vi không tác động trực tiếp lên các tế bào và cấu trúc trong não.

Phương pháp hạn chế hàng rào máu não

Có hai phương pháp để vượt qua hàng rào não bộ, bao gồm sử dụng thuốc và sóng siêu âm:

• Sử dụng thuốc: Phương pháp này đánh lừa hàng rào não bộ để truyền thuốc vào, được biết đến như biện pháp "con ngựa thành Troja" (Trojan horse approach). Ý tưởng chính của phương pháp này là kết hợp thuốc với một phân tử có khả năng vượt qua hàng rào não bộ thông qua một protein vận chuyển. Qua đó, thuốc có thể được đưa vào não một cách hiệu quả hơn.
• Dùng sóng siêu âm: Sóng siêu âm có khả năng tạm thời mở rộng hàng rào máu não. Nghiên cứu trên chuột mẫu mắc bệnh Alzheimer đã chỉ ra rằng sử dụng sóng siêu âm để mở rộng hàng rào não bộ có thể cải thiện chức năng nhận thức và giảm lượng mảng bám độc hại trong não. Phương pháp này thường kết hợp với bong bóng hiển vi (gas microbubble) để tạm thời mở rộng hàng rào não bộ một cách an toàn, không gây tổn thương đối với não.

Việc hiểu rõ cơ cấu và chức năng của hàng rào máu não mở ra những cơ hội mới trong phát triển các phương pháp điều trị thông minh và hiệu quả hơn cho các bệnh lý não bộ. Những phương pháp như sử dụng thuốc thông minh kết hợp với sóng siêu âm không chỉ giúp vượt qua rào cản, mà còn đảm bảo sự an toàn và hiệu quả trong điều trị.

Xem thêm:

• Thoát vị màng não tủy cùng cụt: Chẩn đoán, quy trình phẫu thuật
• Bệnh não úng thủy áp suất bình thường có thể chữa khỏi không?