Transcript Organizmadaki Hücresel Bariyerler

Veteriner Histoloji ve Embriyoloji A.D.
Tayfun Dikmen
Kan-Beyin Bariyeri
Kan-Plasenta Bariyeri
Kan-Timus Bariyeri
Kan-Retina Bariyeri
Kan-Testis Bariyeri
Gastrointestinal Bariyer
Kan-Hava Bariyeri
Kan-İdrar Bariyeri
Kan-Beyin Bariyeri
•İlk olarak 1880 yılında Paul Ehrlich tarafından kan ve
beyin arasında seçici geçirgen bir yapı bulunduğu ileri
sürüldü.
•Ehrlich, tripan mavisini deneklere intarvenöz olarak
verdi. Bu boya maddesi ile tüm organların boyandığını,
yalnız beyin dokusunun boyanmadığını tespit etti.
 Cavum subaracnoidale; pia mater ve beyin dokusuna geçen
damarlarda pervisküler likör kılıfı denen küçük bölgeler
oluşturur.
 Pia materin altındaki beyin dokusunda ve dokuya giren kan
damarları boyunca protoplazmik astrositler sıralanarak
gliyöz membranlar oluşturur.
 Astrositlerin dokuda kan damarları çevresinde yaptığı zara
membrana limitans glia perivaskularis;
 Pia materin altında yüzeysel olarak bulunan astrositlerin
oluştuğu zara ise membrana limitans glia superficialis
denir.
 Protoplazmik astrositler damarların ve sinir
hücrelerinin çevresini ayakçıklarıyla sararlar.
 Beyin kapillarları penceresizdir ve az sayıda pinositoz
vezikülü içerir. Endotel hücrelerinin basal
membranları kalındır. Endotel hücreleri arasında çok
sayıda zonula okludens mevcuttur.
 KBB oluşturan endotel hücreleri veziküler taşıma
(endositoz/ekzositoz) açısından iyi gelişmemiştir,
ayrıca fenestrasyonları da yoktur.
 Birbirlerine 'sıkı bağlantılar' ile bağlıdır, bu
bağlantıların direnci vücuttaki diğer tight junctionlara
göre çok daha fazladır (10 W/cm2 « 2000 W/cm2), bu
durum K+ gibi küçük moleküllerin geçişini bile
engeller.
Kan-Beyin Bariyeri
KBB;
 Nöronların uygun işlev görebilmesi için uygun
ortamı oluşturur.
 Norepinefrin ve glutamat gibi dolaşımdaki
nörotransmitterlerin santral sinir sistemine
ulaşmasını engeller.
 Toksik maddeleri uzak tutar.
Kan-Beyin Bariyeri
 KBB temel olarak beyin damar endotel hücrelerinin
suda eriyen bir çok maddenin pasif difüzyonuna engel
olması sonucu oluşur.
 Beyin için gerekli metabolitler ise endotelyal yüzeyden
seçici olarak taşınırlar.
 Su, oksijen, karbondioksit, suda eriyen küçük
maddeler ve bazı ilaçlar KBB’yi kolayca geçerler.
 Glikoz, a.a. Ve bazı vitaminler taşıyıcı proteinler
vasıtasıyla bariyeri geçebilir.
 İyonlar (K,Na,Cl) aktif taşıma isle bariyerden dokuya
geçer.
 Büyük moleküllü maddeler, ağır metaller,
antibiyotikler, dopamin vb. nörotransmitterler ve bazı
ilaçlar bariyeri geçemezler.
 Beyinde kullanılan glikozun %99dan fazlası Glut-1




proteini ile taşınır.
Glut-1 ekspresyonundaki eksikliğin mental
retardasyon ve epilepsi ile ilişkili olduğu
düşünülmektedir.
Lösin ve valin gibi büyük amino asitler, L-DOPA ve
fenilalanin L sistemi tarafından taşınır.
Glisin ve kısa zincirli amino asitler A Sistemi
tarafından taşınır.
Alanin, serin ve sistein ASC sistemi ile taşınır.
Metabolik Kan-Beyin Bariyeri
 Enzim sistemleri de KBB oluşumunda rol oynayabilir.
 Şimdiye kadar en iyi bilinen enzim bariyeri L-DOPA
için gösterilendir.
 Endotel hücresinde bol miktarda bulunan amino asit
dekarboksilaz ve monoamin oksidaz enzimleri
L-DOPA’nın hızla DOPAC’a dönüşmesine neden olur.
 Parkinson tedavisinde bu nedenle L-DOPA ile birlikte
karboksilaz inhibitörü verilir.
KBB Bozuklukları
 Beyin tümörlerinin çoğunda tümoral dokuda KBB
oluşumu zayıftır.
 Erken evrelerdeki astrositomalarda normalde yakın
KBB özelliği gözlenir.
 Anaplastik astrositoma ve glioblastoma gibi primer
malign tümörler ile metastazlarda endotel KBB
özellikleri taşımaz.
 Bu durum interstisyel sıvının beyin dokusunda aşırı
birikimine neden olur; vazojenik ödem
 Timus korteksinde üç tip epitelyoretiküler hücre bulunur.




(tip1, tip2, tip3)
Tip I epitelyal retiküler hücreler; kapsül ve trabeküllerin
bağ dokusunun hemen altında bulunurlar.
Ayrıca kortekste kan damarlarının adventisyalarını
çevrelerler.
Aralarında sıkı bağlantı kompleksleri bulunduğundan
dolayı bu hücreler timus parankimasını dış ortamdan izole
ederek , damar duvarı epiteli ve perivasküler makrofajların
da katkıda bulunduğu kan-timus bariyerini oluştururlar.
KTB, T lenfositlerin antijenlere maruz kalmaksızın
eğitimlerini tamamlamalarını sağlar.
 Timusta medulladaki kapillar damarlarda KTB yoktur.
Kan-Plasenta Bariyerini oluşturan
elemanlar:
1. Sinsityotrofoblastlar.
2. İntravillöz aralık stroması.
3. Fetal kapiller duvar.
Gebeliğin 2. yarısında sitotrofoblastlar ortadan
kalktıklarından bu bariyerde yer almazlar.
 Plasental bariyer, anne kanında bulunan zararlı
maddelerden fetüsü korur fakat birçok virüs ve ilaç bu
bariyeri geçebilir
 Testiste sertoli hücreleri, alt yan yüzlerindeki zonula




okludensler vasıtası ile birbirlerine tutunarak kantestis bariyerini oluşturur.
Bariyerin bazal membranla z. okludensler arasında
kalan bölümüne bazal kompartman;
Z.okludenslerden lumene kadar uzanan bölümüne ise
adluminal kompartman adı verilir.
Bu bariyer, genetik olarak farklı ve bu nedenle
antijenik olan haploid eşey hücrelerini bireyin immun
sisteminden izole eder.
Sperme özgü veya sperm tarafından üretilen
antijenlerin dolaşıma ulaşmasını önler.
 Eşey hücreleri bu bariyer ile dolaşımdan izole
edildiğinden besin maddesi ve metabolit alışverişinde
sertoli hücrelerine muhtaçtır.
 Bu bariyer aynı zamanda bir permeabilite bariyeri de
oluşturduğundan seminifer tubuluslardaki sıvının
bileşimi ile kan plazması ve testisin lenf sıvısının
bileşimi birbirinden oldukça farklıdır.
 Alveol içerisindeki hava ile pulmoner kapiller
içerisindeki kan arasında bulunan yapıları içerir ki bu
yapılar kat edilerek gaz değişimi meydana gelir.
 Gaz formundaki hava ile kanın karışmasını engeller.
 Oluşturan yapılar:
1- Pulmoner yüzey epiteli üzerindeki ince surfaktant,
2- Tip I alveolar hücreler,
3- Birleşmiş pulmoner epitel bazal laminası ve
kapiller endotelinin bazal laminası,
4- Kapiller endotel hücreler. (hücreler incelmiş ve
düzleşmiştir.)
 Alveolar epitelin üzerinde yerleşen sıvı film içerisinde
bulunan surfaktant tip II alveolar hücreler tarafından
yapılır ve primer olarak fosfotidilkolinden oluşmuştur.
 Su molekülleri ile karıştığında yapışkanlığı azalır,
böylece alveolar sıvının yüzey gerilimi de azalır.
 Akciğer gelişiminde tip II hücrelerin maturasyonu
gebeliğin yaklaşık 24. haftasında olur. Eğer surfaktant
miktarı yetersiz ise yeni doğanlarda respiratuar
distress sendromuna (hiyalin membran hastalığı) yol
açabilir.
1-Dış kan-retina bariyeri:
Retina Pigment Epiteli tek tabakalı hekzagonal hücrelerden
oluşur. Makula bölgesinde hücreler 10-14 μm çapında, uzun
ince yapıda olup daha fazla melanozom içerirler.
Perifere doğru gittikçe hücreler düzleşir, daha az pigment içerir
ve çapları 60 mikronun üzerine çıkar.
Komşu RPE hücreleri birbirlerine zonula okludens ve zonula
adherens olarak adlandırılan bağlantı kompleksleri ile
bağlanırlar ve bu kompleksler dış kan-retina bariyerini
oluştururlar. Zonula okludensler su ve iyonların serbest
geçişini önlemektedirler
2- İç kan-retina Bariyeri:
Kapiller duvarı tek katlı endotel hücre tabakası, perisit
ve bazal membrandan oluşur.
Endotel hücreleri birbirleri ile sıkı bağlantı yaparlar. Bu
sıkı bağlantı iç kan-retina bariyerini oluşturur.
Endotel hücrelerinin mitoz yapma potansiyeli olduğu
gösterilmiştir. Böylece vasküler hasardan sonra kanretina bariyerinin yeniden oluşmasına yardımcı olur.
 Plazma ve ekstrasellüler sıvı hacminin, kan basıncının
ve kardiak outputun kontrolü, glomerülar filtrasyon ile
yakından ilişkilidir.
 Filtrasyon bariyeri, glomerüler kapillerler içerisinde
bulunan kanı renal cisimciğin kapsüler boşluğu
içerisinde bulunan filtrattan ayıran yapıdır. Üç
elemandan meydana gelmiştir.
1- Pencereli, düzleşmiş endotel,
2- Bazal lamina,
3- Podosit’lere ait pediceller.
 3 yapı içerisinde yalnızca bazal lamina devamlılık
gösterir ve büyük moleküllerin geçişini engelleyen ana
filtre olarak kabul edilir.
 Molekül ağırlığı 40.000 olan daha küçük partiküller
endotelyal porları, bazal laminayı ve filtrasyon
yarıklarını katederek kapsüler boşluğa ulaşırlar.
Dolayısı ile filtrasyon bariyerinin fonksiyonel por
genişliği, yaklaşık plazma albüminin genişliğidir.
(70.000)
 Madde geçişinde yalnızca büyüklük değil, aynı
zamanda moleküllerin yükleri de oldukça önemlidir.
 Katyonik moleküller bazal laminadaki anyonik
kısımlara bağlanarak tutulmaktadır.
 Epitelyal hücreler dıştan yeni madde ilavesinde
bulunmakta, mesangial hücreler ise içten eski
maddeleri uzaklaştırmaktadır ve böylece bazal
laminanın kalınlığı sabit kalmaktadır.
 Seçici geçirgen bir bariyer olup besin maddeleri, su ve
elektrolitlerin geçişine izin verirken bağırsak florası,
antijenler, intraluminal toksinler gibi zararlı
etmenlerre karşı koruma sağlar.
Gastrointestinal Bariyer
Ekstrensek Bariyer
İntrensek Bariyer
 Mukus
 Epitel Doku
 Propulsif ve türbülan
 Sitozol
hareketler
 Zonula Okludens
Ekstrensek Bariyer
 Sindirim sistemi epiteli tüm kanal boyunca ince bir
mukus tabakası ile örtülüdür. Fiziksel etkilere ve
özellikle bakterilere karşı korunmasında önemlidir.
 Mukus Goblet Hücreleri tarafından salgılanır.
 Goblet hücreleri tarafından salgılanan bir diğer madde
olan musin de bakteriler ile çapraz reaksiyon vererek
bakterilerin glikolizasyon yolu ile agrege olmasını
sağlar.
 Propulsif hareketler ile agrege olan bakteriler vb.
zararlıların bağırsak boyunca dokuya ulaşmadan
hareket ettirilerek dışarı atılımı sağlanır.
İntrensek Bariyer
 Epitel, transselüler veya paraselüler yollar ile gıdaların
sistemik dolaşıma geçmesine izin vermektedir.
 Başta yağ gibi hidrofobik moleküller plazma
membranının çift tabakalı lipid yapısından dolayı pasif
difüzyon ile hücre içine girip, bazal membrandan
sistemik dolaşıma geçebilmektedir.
 Hidrate jel yapısı nedeni ile sitozol, belli oranda
transselüler geçişleri yavaşlatabilmektedir.
 Z.okludensler ise makromoleküllerin geçişini
engelleyip su ve bazı elektrolitler gibi küçük
moleküllerin sızmasına olanak tanımaktadır.