Die Blut-Hirn-Schranke dient dazu, das Gehirn vor Verunreinigungen im Blut zu schützen. Sie tut dies auf zwei primäre Arten. Die physische Struktur der Blut-Hirn-Schranke begrenzt, was sie passieren kann. Es gibt auch metabolische Barrieren, wie Enzyme, die die Durchlässigkeit dieser kritischen Schutzbarriere begrenzen. Während diese Einschränkung zum größten Teil eine gute Sache ist, kann es im Falle der pharmazeutischen Behandlung von Krankheiten eine echte Herausforderung sein, Medikamente über die Blut-Hirn-Schranke zu erhalten. Eine kürzlich durchgeführte Studie könnte zu einer besseren Navigation von Problemen im Zusammenhang mit der Blut-Hirn-Schranke führen, da Forscher herausgefunden haben, dass der circadiane Rhythmus die Blut-Hirn-Schranke und den Grad ihrer Durchlässigkeit reguliert.
Wie der circadiane Rhythmus die Blut-Hirn-Schranke reguliert
In einer Studie, die von Forschern der Perelman School of Medicine an der University of Pennsylvania durchgeführt und in der Peer-Review-Zeitschrift Cell veröffentlicht wurde, verwendeten Forscher Fruchtfliegen, um die Durchlässigkeit der Blut-Hirn-Schranke zu erforschen. Fruchtfliegen sind in dieser Art von Forschungskontext sehr nützlich, da sie weniger komplex im Design sind und es den Forschern ermöglichen, grundlegende Informationen und ein besseres Verständnis der grundlegenden Mechanismen verschiedener biologischer Prozesse zu gewinnen.
Mit einem fluoreszierenden Farbstoff, um die Blut-Hirn-Schranke der Fruchtfliege zu färben, um sie leichter sichtbar zu machen, sahen die Forscher, dass es eine Variation der Durchlässigkeit der Blut-Hirn-Schranke zu der Tageszeit gab. Sie stellten fest, dass es einen täglichen Permeabilitätsvariationsrhythmus gibt, wobei die Blut-Hirn-Schranke am Abend am durchlässigsten ist.
Die Forscher testeten dann das pharmazeutische Potenzial dieser erhöhten Permeabilität an Fruchtfliegen, die zu Anfällen werden könnten. Sie gaben den Fruchtfliegen, die Anfälle hatten, Phenytoin, ein Anti-Epilepsie-Medikament, das Gruppen von Fruchtfliegen zu verschiedenen Tageszeiten behandelte. Die Forscher fanden heraus, dass jene Fruchtfliegen, die das Medikament am Abend erhielten, bessere Ergebnisse hatten und sich schneller von ihren Anfällen erholten als Fruchtfliegen, die zu anderen Tageszeiten Medikamente bekamen.
Nachdem der Permeabilitätsrhythmus und seine praktische Behandlungsanwendung etabliert waren, wandten sich die Forscher jenen Mechanismen zu, die an diesem Rhythmus beteiligt sind. Unter Verwendung von Fruchtfliegen, denen ein spezifisches Protein fehlt, das mit der Funktion des circadianen Rhythmus verbunden ist, konnten die Forscher die Rolle des circadianen Rhythmus im täglichen Permeabilitätsmuster der Blut-Hirn-Schranke nachweisen. Den Forschern zufolge beherbergen die perineurialen Gliazellen, die einen Teil der Struktur der Blut-Hirn-Schranke bilden, eine molekulare Uhr, die die Prozesse reguliert, die an der Barrierefunktion und dem Permeabilitätsrhythmus beteiligt sind. Im Gegenzug werden molekulare Uhren synchronisiert und anderweitig durch den circadianen Rhythmus reguliert.
Auch Schlaf spielt eine Rolle
Weitere Untersuchungen ergaben, dass auch Schlaf mit Durchlässigkeitsmustern der Blut-Hirn-Schranke verbunden ist. Während es eine enge Verbindung zwischen Schlaf und dem circadianen Rhythmus gibt, da der circadiane Rhythmus hilft, den Schlaf-Wach-Zyklus zu regulieren und Schlafverzögerungen oder -störungen den circadianen Rhythmus beeinflussen können, steckt mehr dahinter. Laut den Forschern, die an dieser späteren Studie der Perelman School of Medicine an der University of Pennsylvania beteiligt waren, die in Trends in Neurosciences veröffentlicht wurde, helfen sowohl Schlaf als auch der circadiane Rhythmus, die Blut-Hirn-Schranken-Aktivität zwischen den Arten zu regulieren.
Die Forscher stellen fest, dass Schlaf hilft, die Molekülbewegung entlang und durch die Blut-Hirn-Schranke zu regulieren. Während des Schlafs werden Giftstoffe und Abfallprodukte aus der Blut-Hirn-Schranke gespült. Die chemischen Veränderungen, die während des Schlafs stattfinden, beeinflussen eine Reihe von tiefen Mechanismen, die die Funktionen und die Durchlässigkeit der Blut-Hirn-Schranke beeinflussen, einschließlich der zellulären Kommunikation und Interaktionen, sowie die mechanischen und chemischen Prozesse, die an der Bewegung von Molekülen durch oder von der Blut-Hirn-Schranke beteiligt sind. Schlafstörungen können zu Störungen dieser Regulationsfunktionen führen und sogar, so die Forscher, zu strukturellen Schäden an der Blut-Hirn-Schranke.
Spannende therapeutische Implikationen
Die medizinische Wissenschaft hat bereits festgestellt, dass das Timing für Medikamente wichtig ist, was zeigt, dass einige Medikamente zu bestimmten Tageszeiten wirksamer sind, wie z.B. Chemotherapeutika, die auf Hirntumore abzielen. Was diese neue Forschung tut, ist, jene beteiligten Mechanismen zu beleuchten, die aufregende therapeutische Potenziale haben, wenn es darum geht, die Herausforderung der Behandlung von Krankheiten zu überwinden, die Medikamente benötigen, um die Blut-Hirn-Schranke effizient zu passieren.
Die Bedeutung von Schlaf und Gesundheit des circadianen Rhythmus
Diese Forschung trägt auch zu der schnell wachsenden Zahl von Beweisen bei, die auf die Bedeutung von Schlaf und einen gesunden circadianen Rhythmus für die Gesundheit und den Schutz vor Krankheiten hinweisen. Wie von den Forschern erklärt, kann chronisches Versagen, genug guten Schlaf zu bekommen, tatsächlich strukturelle Schäden an der Blut-Hirn-Schranke verursachen und ihre Fähigkeit, ihre lebenswichtigen Schutzfunktionen zu erfüllen, verringern.
Der circadiane Rhythmus spielt eine wichtige Rolle bei der Regulierung unzähliger essentieller Prozesse im Körper, einschließlich jener, die die Funktionsweise der Blut-Hirn-Schranke unterstützen. Machen Sie gesunden Schlaf zu einer ernsthaften Priorität und seien Sie proaktiv in Bezug auf die Gesundheit des circadianen Rhythmus. Behandeln Sie Schlafprobleme immer umgehend.
