Qu'est-ce que la barrière hémato-encéphalique?
La barrière hémato-encéphalique est une barrière entre le sang et la substance cérébrale. Il est formé par les cellules endothéliales situées sur la paroi interne des capillaires sanguins du cerveau et par les astrocytes (une forme de cellules gliales) entourant les vaisseaux. Les cellules endothéliales des vaisseaux capillaires cérébraux sont si étroitement liées les unes aux autres par des jonctions dites serrées (jonctions étroites en forme de ceinture) qu'aucune substance ne peut glisser de manière incontrôlée entre les cellules. Pour pénétrer dans le cerveau, toutes les substances doivent passer par les cellules, ce qui est strictement contrôlé.
Une barrière comparable existe entre le sang et le système de cavités cérébrales, qui contient le liquide céphalo-rachidien (LCR). Cette barrière dite hémato-encéphalique est un peu plus faible que la barrière hémato-encéphalique. Ainsi, malgré la fonction barrière, certains échanges de substances entre le sang et le LCR sont possibles.
Quelle est la fonction de la barrière hémato-encéphalique ?
Fonction de filtrage de la barrière hémato-encéphalique
La barrière hémato-encéphalique a également une fonction de filtrage très sélective :
De petites substances liposolubles comme l'oxygène, le dioxyde de carbone ou encore des gaz anesthésiques peuvent traverser la barrière hémato-encéphalique en se diffusant à travers les cellules endothéliales. Certaines autres substances nécessaires au tissu cérébral (telles que la glycémie = glucose, électrolytes, certains peptides, insuline, etc.) traversent la barrière à l'aide de systèmes de transport spéciaux.
Les substances restantes, en revanche, sont retenues afin qu'elles ne puissent causer aucun dommage au cerveau sensible. Par exemple, les neurotransmetteurs présents dans le sang ne peuvent pas traverser la barrière hémato-encéphalique car ils perturberaient le flux d’informations provenant des cellules nerveuses du cerveau. Divers médicaments et agents pathogènes doivent également être éloignés du cerveau par la barrière hémato-encéphalique.
Certaines substances pénètrent la barrière
En médecine, il est parfois nécessaire d’administrer au cerveau des médicaments qui ne peuvent pas traverser la barrière hémato-encéphalique. Un exemple : le cerveau des patients atteints de la maladie de Parkinson est déficient en dopamine, un neurotransmetteur. Cependant, les patients ne peuvent pas recevoir de dopamine pour compenser, car celle-ci ne peut pas traverser la barrière hémato-encéphalique. Au lieu de cela, les patients reçoivent de la lévodopa (L-dopa), un précurseur de la dopamine, qui peut facilement passer du sang au cerveau. Là, il est ensuite converti par une enzyme en dopamine efficace.
Pour le traitement des tumeurs cérébrales, la barrière hémato-encéphalique est temporairement contournée en perfusant une solution hautement hypertonique dans l'artère carotide. Cela permet aux médicaments inhibiteurs de tumeurs d’atteindre le cerveau.
Où se situe la barrière hémato-encéphalique ?
La barrière hémato-encéphalique est située dans le cerveau. Les cellules endothéliales situées sur la paroi interne des vaisseaux sanguins fins scellent la paroi des vaisseaux grâce à des jonctions serrées, assurant ainsi la véritable fonction de barrière (avec les astrocytes environnants).
Quels problèmes la barrière hémato-encéphalique peut-elle causer ?
La bilirubine, un pigment biliaire, est normalement exclue du cerveau en se liant aux protéines plasmatiques. Chez les bébés prématurés, cependant, la concentration de bilirubine dans le sang peut être tellement augmentée par l'hémolyse (dissolution des globules rouges) et la lente dégradation que la capacité des protéines plasmatiques à lier la bilirubine est dépassée. La bilirubine libre et non liée peut alors traverser la barrière hémato-encéphalique (bébé) et pénétrer dans les tissus cérébraux. Cet ictère nucléaire ou néonatal peut entraîner des lésions cérébrales irréversibles.
Infections et tumeurs
Les cytomégalovirus du groupe des virus de l'herpès utilisent les globules blancs comme transporteurs pour traverser la barrière hémato-encéphalique (bébé). Chez une femme enceinte, l'infection entraîne une fausse couche (avortement), la mort de l'embryon à naître ou une infection généralisée du bébé avec inflammation du cerveau (encéphalite), calcifications cérébrales, convulsions et paralysie. Si le bébé est infecté après la naissance, les mêmes symptômes peuvent apparaître, mais l'évolution peut rester discrète.
Les métastases tumorales peuvent également traverser la barrière hémato-encéphalique. Les cellules cancéreuses s'attachent à la paroi endothéliale des capillaires et expriment leurs propres molécules d'adhésion. Ceux-ci se lient ensuite à des récepteurs spéciaux, grâce auxquels le chemin à travers la barrière hémato-encéphalique est ouvert.
