.
Życiodajna krew, to nie żart. Krew dostarcza składniki odżywcze do wszystkich tkanek i narządów organizmu, eliminuje dwutlenek węgla i odpady metaboliczne, przekazuje sygnały hormonalne do tkanek i pośredniczy w obwodowej aktywności immunologicznej.
Drzewo naczyniowe składa się z wielu rodzajów naczyń krwionośnych: tętnic i mniejszych tętniczek, które dostarczają tlen i składniki odżywcze do tkanek, sieci mikroskopijnych naczyń krwionośnych zwanych łożyskami kapilarnymi, które dokonują wymiany gazowej i odżywczej, oraz maleńkich żyłek i większych żył, które odprowadzają krew z tkanek. Każdy rodzaj naczyń krwionośnych pełni unikalną funkcję fizjologiczną w zależności od ich lokalizacji w drzewie naczyniowym. W szczególności mikronaczynia (naczynia włosowate i żyły postkapilarne) mają różne właściwości, które umożliwiają im spełnienie unikalnych wymagań tkanek i narządów, które unaczyniają.
Mózg nie jest tu wyjątkiem. Centralny układ nerwowy (OUN), składający się z mózgu i rdzenia kręgowego, ma inne potrzeby niż reszta ciała i jest chroniony przez delikatną granicę znaną jako bariera krew-mózg (BBB).
BBB tworzy środowisko przyjazne dla mózgu, ściśle regulując przepływ jonów, cząsteczek i komórek między krwią a mózgiem, chroniąc tkankę nerwową przed narażeniem na toksyny, patogeny, stany zapalne i urazy.
Dysfunkcja bariery krew-mózg może skutkować rozregulowaniem jonów, zmienioną homeostazą sygnalizacji oraz infiltracją komórek i cząsteczek odpornościowych do OUN. Procesy te są związane z dysfunkcją i degeneracją neuronów. Utrata funkcji bariery podczas chorób neurologicznych, takich jak udar mózgu, stwardnienie rozsiane, urazy mózgu i zaburzenia neurodegeneracyjne, jest często związana z patologią i postępem tych chorób.
BARIERA KREW-MÓZG: STRUKTURA I FUNKCJA
Bariera krew-mózg to fizyczna i biochemiczna granica, która składa się z komórek śródbłonka (EC), astrocytów, komórek muralnych i błon podstawnych naczyń krwionośnych. Właściwości ochronne BBB wynikają głównie z komórek śródbłonka, które tworzą ściany naczyń krwionośnych, ale są również indukowane i utrzymywane przez interakcje z komórkami ściennymi, komórkami odpornościowymi, komórkami glejowymi i komórkami nerwowymi. Razem te komórki, wraz ze składnikami macierzy zewnątrzkomórkowej, tworzą funkcjonalną jednostkę nerwowo-naczyniową (Daneman & Prat, 2015).
Mikrokrążenie bariery krew-mózg składa się z ciągłych naczyń włosowatych. "Ciągłe" oznacza, że błony sąsiednich komórek śródbłonka są połączone ze sobą za pomocą ścisłych połączeń, co tworzy praktycznie nieprzepuszczalną barierę, która silnie ogranicza przepływ parakomórkowy (ruch cząsteczek i jonów między komórkami). Szczeliny międzykomórkowe (kanały między komórkami) umożliwiają pewien ruch jonów przez ścianę naczynia krwionośnego. Ciągłe naczynia włosowate występują zazwyczaj w układzie nerwowym, tkance tłuszczowej i tkance mięśniowej. "Niefenestrowane" odnosi się do braku fenestrae (łac. "okno") - małych otworów lub porów w naczyniach krwionośnych. Fenestrowane naczynia włosowate występują zazwyczaj w tkankach, w których zachodzi intensywna wymiana molekularna, w tym w nerkach, gruczołach dokrewnych i jelicie cienkim. I odwrotnie, naczynia włosowate bez fenestracji poważnie ograniczają wymianę molekularną w regionach takich jak OUN, gdzie taka transmisja jest niepożądana (Baxter, R., 2020).
BBB nie tylko ogranicza przepływ substancji między komórkami, ale także zapobiega przemieszczaniu się cząsteczek przez same komórki śródbłonka. Komórki śródbłonka ośrodkowego układu nerwowego wykazują wyjątkowo niski wskaźnik transcytozy w porównaniu do komórek śródbłonka obwodowego. Transcytoza jest formą transportu przezkomórkowego, w której makrocząsteczki są transportowane przez pęcherzyki (pęcherzyki zamknięte w błonie) przez wnętrze komórki. W tej formie transportu makrocząsteczki są otoczone pęcherzykami po jednej stronie komórki, przeciągane przez komórkę i uwalniane po drugiej stronie. Niskie wskaźniki transcytozy w ECS OUN oznaczają, że transmisja substancji przez komórki jest znacznie mniejsza.
Oprócz zapobiegania przedostawaniu się substancji do OUN, ECs OUN są wyposażone w transportery efflux - pompy białkowe, które usuwają lipofilowe cząsteczki, które mogły ulec dyfuzji przez barierę krew-mózg.
Oczywiście istnieją substancje, których potrzebuje OUN, w tym składniki odżywcze. Aby zaspokoić tę potrzebę, ECS OUN są wyposażone w wysoce specyficzne transportery napływu, które dostarczają składniki odżywcze przez BBB do mózgu. ECS OUN mają więcej mitochondriów niż ECS obwodowe, aby zasilać transportery wypływu i napływu.
Naczynia krwionośne są otoczone i podtrzymywane przez błony podstawne (BM), jedną od wewnątrz (naczyniowa BM) i jedną na zewnątrz (miąższowa BM). Naczyniowa BM składa się z macierzy zewnątrzkomórkowej wydzielanej przez komórki śródbłonka i perycyty, podczas gdy miąższowa BM jest głównie wydzielana przez procesy astrocytarne, które sięgają w kierunku naczyń krwionośnych. Te dwie błony podstawne służą jako kotwica dla procesów sygnalizacyjnych w układzie naczyniowym i działają jako dodatkowa bariera, którą cząsteczki i komórki muszą pokonać, aby uzyskać dostęp do tkanki nerwowej. Bariera krew-mózg może działać nieprawidłowo, jeśli błony podstawne zostaną uszkodzone przez enzymy degradujące macierz zewnątrzkomórkową. Nieprawidłowemu funkcjonowaniu BBB często towarzyszy infiltracja leukocytów (białych krwinek) i jest czynnikiem wielu zaburzeń neurologicznych (Daneman & Prat, 2015).
BBB angażuje się nie tylko w samoobronę komórkową, ale służy również jako aktywny interfejs, który kontroluje mikrośrodowisko OUN w celu promowania normalnego funkcjonowania neuronów.
Komórki BBB komunikują się z komórkami OUN i dostosowują swoje zachowanie w zależności od potrzeb OUN (Bonferoni i in., 2019).
Przyjrzyjmy się typom komórek, które umożliwiają to sprzężenie nerwowo-naczyniowe.
Astrocyty to gwiaździste podtypy komórek glejowych w OUN, które zapewniają komórkowe połączenie między naczyniami krwionośnymi a obwodami neuronalnymi. Astrocyty biorą udział w dostarczaniu składników odżywczych z naczyń krwionośnych do neuronów, a także dostarczają neuroprzekaźniki i wspierają integralność BBB poprzez utrzymanie ścisłych połączeń (Kubotera i in., 2019).
Komórki ścienne - perycyty i mięśnie gładkie naczyń krwionośnych - znajdują się w sąsiedztwie komórek śródbłonka na ich abluminalnej powierzchni (zewnętrzna strona naczynia krwionośnego). Perycyty zawierają białka kurczliwe i mają zdolność kontrolowania średnicy naczyń włosowatych. Komórki te są zaangażowane w regulację angiogenezy (rozwój nowych naczyń krwionośnych), odkładanie macierzy pozakomórkowej, gojenie się ran, regulację infiltracji komórek odpornościowych, regulację przepływu krwi w odpowiedzi na aktywność neuronalną oraz naczyniowe usuwanie toksycznych substancji z mózgu. Posiadają one również właściwości podobne do komórek macierzystych.
Perycyty mogą modulować BBB poprzez uwalnianie czynników sygnalizacyjnych, które wpływają na liczbę ścisłych połączeń między komórkami śródbłonka. Spadek liczby perycytów może prowadzić do utraty połączeń ścisłych, a tym samym do zwiększenia przepuszczalności BBB. Perycyty działają jako centralny pośrednik między miąższem mózgu (tkankami funkcjonalnymi, w odróżnieniu od tkanek podporowych) a układem naczyniowym, zapewniając, że dopływ krwi spełnia wysokie wymagania metaboliczne mózgu. Perycyty są wrażliwe na urazy i stres, a ich degradacja jest związana z wieloma chorobami neurologicznymi (Brown i in., 2019).
TERAPEUTYCZNE ZNACZENIE BARIERY KREW-MÓZG
Bariera krew-mózg doskonale sprawdza się w utrzymywaniu bezpieczeństwa ośrodkowego układu nerwowego, ale czasami coś idzie nie tak. Ogólnoustrojowy przewlekły stan zapalny i stres oksydacyjny, który występuje w stanach takich jak cukrzyca typu 2, prowadzi do zapalenia mózgu, które destabilizuje barierę krew-mózg. Może to skutkować przedwczesnym pogorszeniem funkcji poznawczych; w rzeczywistości cukrzyca typu 2 zwiększa ryzyko demencji 5-krotnie. Wiele strategii leczenia stanów takich jak demencja bada zatem interwencje przeciwzapalne w celu przywrócenia integralności i funkcji mikrokrążenia mózgowego.
Restrykcyjny charakter bariery krew-mózg, która zazwyczaj chroni OUN, jest przewrotnie tym samym czynnikiem, który sprawia, że zaburzenia neurologiczne są tak trudne do leczenia. BBB stanowi główną przeszkodę w dostarczaniu środków terapeutycznych do ośrodkowego układu nerwowego. Podejmowane są znaczne wysiłki w celu opracowania metod modulowania lub omijania bariery krew-mózg w celu podawania leków do tkanek docelowych (Brook i in., 2019).
Niektóre szacunki sugerują, że 98% substancji czynnych o niskiej masie cząsteczkowej i prawie 100% makrocząsteczek nie przenika przez BBB. Prowadzi to do niewielkiej biodostępności środków terapeutycznych w OUN. Leki mogą być podawane bezpośrednio do mózgu poprzez iniekcje dokomorowe lub śródmiąższowe, podawanie wewnątrzczaszkowe za pomocą minipomp, infuzje cewnikowe, zogniskowane ultradźwięki lub metodologie oparte na zewnętrznym polu elektromagnetycznym, ale techniki te są ryzykowne i inwazyjne. Wiele z nich nie nadaje się do długotrwałego leczenia.
Badane są inne strategie, w tym rozwój nanocząstek i nanoemulsji w celu dostarczania środków terapeutycznych przez barierę krew-mózg. Dostarczanie leków przez nos do mózgu jest również nowym podejściem do omijania BBB. Istnieje wiele zalet korzystania z systemu węchowego, w tym współpraca z pacjentem, wysokie bezpieczeństwo, łatwość podawania, szybki początek działania i minimalna ekspozycja ogólnoustrojowa. Podawanie donosowe umożliwia pominięcie metabolizmu wątrobowego pierwszego przejścia, co oznacza, że dawki donosowe mogą być 2-10 razy niższe niż dawki doustne.
Niektórzy badacze opracowują nanoemulsje zawierające kurkuminę do podawania donosowego do ośrodkowego układu nerwowego. Kurkumina jest składnikiem kurkumy (Curcuma longa), która jest ceniona za swoje właściwości przeciwzapalne; badania wykazały, że nano-dostarczanie kurkuminy może złagodzić niektóre choroby neurodegeneracyjne. Sztuczka polega na dostarczeniu kurkuminy przez BBB w ilościach wystarczających do wywołania efektu terapeutycznego (Bonferoni i in., 2019).
OLEJKI ETERYCZNE I BARIERA KREW-MÓZG
Główną przeszkodą w leczeniu zaburzeń neurologicznych jest to, że dostarczanie środków terapeutycznych do ośrodkowego układu nerwowego jest ograniczone przez barierę krew-mózg. A co z olejkami eterycznymi? W jaki sposób olejki eteryczne i ich składniki wchodzą w interakcje z tą potężną granicą fizjologiczną?
Terpeny i terpenoidy, które stanowią większość węglowodorów w olejkach eterycznych - to małe, rozpuszczalne w tłuszczach cząsteczki organiczne. Wiele z nich może przenikać przez błonę śluzową nosa podczas wdychania i przenikać przez skórę, gdy są stosowane miejscowo. Ze względu na swój niewielki rozmiar i właściwości lipofilowe, niektóre terpeny mogą wchłaniać się do krwiobiegu i przekraczać barierę krew-mózg (Agatonovic-Kustrin i in., 2019).
Istnieją dwa podstawowe działania olejków eterycznych i ich składników, które są interesujące dla niniejszej dyskusji:
- Niektóre składniki olejków eterycznych, w tym terpeny i terpenoidy, mogą przenikać przez BBB i wywierać bezpośredni wpływ na OUN.
- Niektóre składniki olejków eterycznych modulują strukturę i funkcję samej bariery.
BEZPOŚREDNIE DZIAŁANIE TERPENÓW W OŚRODKOWYM UKŁADZIE NERWOWYM
ꞵ-elemene jest szeroko badanym seskwiterpenem pochodzącym z kłącza Curcuma wenyujin, rośliny z rodziny Zingiberaceae o długiej historii stosowania w medycynie chińskiej. W jednym z badań in vivo zbadano dystrybucję elemenu w tkankach, a także jego działanie na gryzonie zaszczepione nowotworem. Naukowcy odkryli, że elemen przechodził przez barierę krew-mózg i wywierał terapeutyczny wpływ na nowotwory mózgu (Wu et al., 2010).
W niedawno opublikowanym artykule przeglądowym przedstawiono ustalenia, zgodnie z którymi β-elemene wywiera bezpośrednie działanie przeciwnowotworowe poprzez indukowanie apoptozy, zatrzymywanie cyklu komórkowego, hamowanie angiogenezy i migracji komórek, zwiększanie immunogenności komórek nowotworowych (zdolności obcej substancji do wywoływania odpowiedzi immunologicznej), promowanie funkcji odpornościowej erytrocytów (czerwonych krwinek) i hamowanie efektów podobnych do nowotworowych komórek macierzystych. β-elemen odwracał również oporność wielolekową i zwiększał chemowrażliwość komórek nowotworowych.
Stwierdzono również, że β-elemen reguluje szlak NF-κB/STAT3, który odgrywa główną rolę w długotrwałych reakcjach zapalnych i nowotworach. Autorzy wysunęli teorię, że hamowanie szlaku sygnałowego NF-κB jest jednym z głównych mechanizmów, za pomocą których β-elemen terapeutycznie zmienia środowisko zapalne i mikrośrodowisko guza. Leczenie β-elemenem regulowało stres oksydacyjny in vitro i in vivo, łagodziło uszkodzenia tkanek i zapobiegało rozwojowi mikrośrodowiska, które sprzyja powstawaniu nowotworów. Nie zaobserwowano cytotoksyczności ani klinicznych skutków ubocznych (Xie et al., 2020).
W innym badaniu in vivo na gryzoniach stwierdzono, że β-elemen hamuje reakcje zapalne u myszy z eksperymentalnie wywołaną sepsą oraz łagodzi deficyt uczenia się/pamięci obserwowany zwykle u myszy z sepsą. Naukowcy wysnuli teorię, że β-elemen może blokować upośledzenie funkcji poznawczych u myszy z sepsą poprzez przekraczanie bariery krew-mózg i bezpośrednie hamowanie neurozapalenia, w którym pośredniczą mikroglej. Rzeczywiście, stwierdzono, że leczenie β-elemenem hamuje szlak sygnałowy RAC1/MLK3/p38 w mikrogleju, a autorzy uznali, że seskwiterpen ma potencjał jako leczenie encefalopatii związanej z sepsą (Pan i in., 2019).
β-elemen nie jest jedynym seskwiterpenem zdolnym do przekraczania BBB i wywierania neuronalnego działania przeciwzapalnego. W innym badaniu in vitro zbadano zdolność seskwiterpenoidowego składnika kurkumy (Curcuma longa) znanego jako aromatyczny (ar)-turmeron do zmniejszania odpowiedzi zapalnej na amyloid-beta (peptydy, które tworzą blaszki w mózgach osób z chorobą Alzheimera) w mysich komórkach mikrogleju. Naukowcy odkryli, że ar-turmeron wywierał znaczące działanie przeciwzapalne, a także przeciwutleniające i przeciwnowotworowe.
Reakcje neurozapalne ośrodkowego układu nerwowego są dobrze znanymi cechami różnych chorób neurodegeneracyjnych, w tym choroby Alzheimera, choroby Parkinsona, demencji związanej z HIV, udaru mózgu i stwardnienia rozsianego.
Aktywacja mikrogleju, rezydentnych komórek odpornościowych ośrodkowego układu nerwowego, odgrywa znaczącą rolę w patologii chorób neurodegeneracyjnych. Istnieją dwie drogi aktywacji komórek mikrogleju:
- W odpowiedzi na śmierć/uszkodzenie komórek neuronalnych wywołane stanem zapalnym układu nerwowego.
- Narażenie na toksyny środowiskowe, takie jak patogeny bakteryjne i wirusowe.
Aktywacja mikrogleju jest zwykle adaptacyjna i odgrywa ważną rolę w obronie gospodarza i naprawie tkanek OUN. Przewlekła lub rozregulowana aktywacja może jednak skutkować nadmiernym zapaleniem układu nerwowego, prowadząc do śmierci komórek neuronalnych i uszkodzenia mózgu.
Stwierdzono, że ar-turmeron osłabia indukowaną amyloidem beta odpowiedź zapalną komórek mikrogleju poprzez hamowanie szlaków sygnałowych NF-κB, JNK i p38 MAPK, a także chroni komórki hipokampa HT-22 przed pośrednią toksycznością neuronalną wywołaną przez aktywowane komórki mikrogleju (Park i in., 2012).
SKŁADNIKI OLEJKÓW ETERYCZNYCH ZMIENIAJĄ PRZEPUSZCZALNOŚĆ BARIERY KREW-MÓZG
Zwiększona przepuszczalność bariery krew-mózg została powiązana z rozwojem i postępem wielu patologii OUN, w tym stwardnienia rozsianego, choroby Alzheimera i demencji związanej z HIV.
W metaanalizie zbadano wpływ borneolu (pochodnej terpenów) na zmniejszenie przepuszczalności BBB w eksperymentalnym modelu udaru niedokrwiennego u gryzoni. Badanie wykazało, że leczenie borneolem wywierało działanie ochronne poprzez zmniejszenie przepuszczalności BBB. Autorzy sugerują, że borneol poprawił integralność BBB poprzez:
- Regulację białek połączeń ścisłych
- Przyspieszenie proliferacji komórek śródbłonka
- Działanie na cytokiny w celu wywołania efektów przeciwzapalnych
- Zmniejszenie reakcji oksydacyjnych
- Poprawa metabolizmu energetycznego (Chen i in., 2019).
Co to oznacza dla ciebie jako klinicysty lub opiekuna w twoim domu? Prawdopodobnie niewiele, z praktycznego punktu widzenia. Pomimo publikacji niezliczonych badań, wciąż niewiele wiemy o olejkach eterycznych i barierze krew-mózg. Jak zawsze, należy szukać wskazówek w długotrwałym tradycyjnym stosowaniu. I traktuj naukę jako to, czym jest: nadmiernie ziarnistym, pełnym nadziei, niekompletnym portalem do ciekawego interfejsu między ciałami, roślinami i patologiami.
doTERRA nie jest obojętna na te odkrycia i w swojej ofercie posiada szereg produktów, które dostarczają wspomniane elementy.
.