Transfert à travers les barrières épithéliales et cérébrales
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3.2. La barrière hémato-encéphalique
3.2.1. Définition et localisation
Les capillaires cérébraux (microvaisseaux) sont la base structurale de la BHE.
Avec un diamètre de 3 à 7 pm, ce sont les plus petits vaisseaux du système vasculaire. De par la haute densité vasculaire du cerveau, les capillaires isolés ne sont
qu’à une distance de 40 pm les uns des autres, distance permettant à de petites
molécules de diffuser.
Les microvaisseaux cérébraux de la BHE sont constitués de cellules endothéliales. À la base de cette membrane, des péricytes, des astrocytes et des neurones
sont en contact avec les cellules endothéliales. Aujourd’hui, c’est l’ensemble de ces
quatre cellules, appelé « unité neurovasculaire », qui est responsable de la régulation du flux sanguin et de la fonction de barrière (Begley, 2004). Les cellules
endothéliales cérébrales sont étroitement liées entre elles par des complexes jonctionnels, composés de jonctions serrées et de jonctions adhérentes. Ces complexes
scellent l’espace inter-endothélial et créent un endothélium imperméable qui
restreint les échanges de solutés par diffusion libre (Nag, 2003).
3.2.2. Fonction
La BHE est un endothélium de capillaire cérébral entre le sang et le cerveau. Ses
fonctions principales sont de protéger le cerveau et de maintenir l’homéostasie cérébrale. Elle prévient l’entrée dans le cerveau de composés endogènes ou exogènes
potentiellement neurotoxiques, incluant un grand nombre de médicaments contre
les maladies du système nerveux central. C’est une barrière physique et mécanique,
mais également une interface hautement active, dynamique et sélective qui régule
les échanges de composés entre le sang et le cerveau (Begley et Brightman, 2003).
Elle permet d’approvisionner le cerveau en glucose, acides aminés et autres nutriments, et en même temps d’en éliminer les déchets métaboliques.
photocopie non a u to r is é e e s t u n
d é lit
3.2.3. Perméabilité et mécanismes de transport
Le transport des molécules à travers la BHE est déterminé par les jonctions
serrées, par la présence de systèmes de transport dans les cellules endothéliales
des capillaires (transporteurs de type OCT) et des transporteurs d’efflux.
3.2.3.1. Propriétés physico-chimiques et intrinsèques des molécules
Les facteurs clés déterminant la pénétration d’une molécule dans le système
nerveux central (SNC) sont sa solubilité lipidique et sa masse moléculaire. La
solubilité lipidique est importante puisque les molécules hautement liposolubles se
dissolvent dans la structure lipidique des membranes cellulaires pour les traverser.
Il existe une corrélation entre le coefficient de partage octanol/eau de la molécule
| (coefficient utilisé comme index de la solubilité lipidique) et sa pénétration dans
| le cerveau quand la masse moléculaire de la molécule atteint 700 Da. Pour des
© molécules de faible solubilité lipidique, une relation existe entre leur masse molé
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3.2. La barrière hémato-encéphalique
3.2.1. Définition et localisation
Les capillaires cérébraux (microvaisseaux) sont la base structurale de la BHE.
Avec un diamètre de 3 à 7 pm, ce sont les plus petits vaisseaux du système vasculaire. De par la haute densité vasculaire du cerveau, les capillaires isolés ne sont
qu’à une distance de 40 pm les uns des autres, distance permettant à de petites
molécules de diffuser.
Les microvaisseaux cérébraux de la BHE sont constitués de cellules endothéliales. À la base de cette membrane, des péricytes, des astrocytes et des neurones
sont en contact avec les cellules endothéliales. Aujourd’hui, c’est l’ensemble de ces
quatre cellules, appelé « unité neurovasculaire », qui est responsable de la régulation du flux sanguin et de la fonction de barrière (Begley, 2004). Les cellules
endothéliales cérébrales sont étroitement liées entre elles par des complexes jonctionnels, composés de jonctions serrées et de jonctions adhérentes. Ces complexes
scellent l’espace inter-endothélial et créent un endothélium imperméable qui
restreint les échanges de solutés par diffusion libre (Nag, 2003).
3.2.2. Fonction
La BHE est un endothélium de capillaire cérébral entre le sang et le cerveau. Ses
fonctions principales sont de protéger le cerveau et de maintenir l’homéostasie cérébrale. Elle prévient l’entrée dans le cerveau de composés endogènes ou exogènes
potentiellement neurotoxiques, incluant un grand nombre de médicaments contre
les maladies du système nerveux central. C’est une barrière physique et mécanique,
mais également une interface hautement active, dynamique et sélective qui régule
les échanges de composés entre le sang et le cerveau (Begley et Brightman, 2003).
Elle permet d’approvisionner le cerveau en glucose, acides aminés et autres nutriments, et en même temps d’en éliminer les déchets métaboliques.
photocopie non a u to r is é e e s t u n
d é lit
3.2.3. Perméabilité et mécanismes de transport
Le transport des molécules à travers la BHE est déterminé par les jonctions
serrées, par la présence de systèmes de transport dans les cellules endothéliales
des capillaires (transporteurs de type OCT) et des transporteurs d’efflux.
3.2.3.1. Propriétés physico-chimiques et intrinsèques des molécules
Les facteurs clés déterminant la pénétration d’une molécule dans le système
nerveux central (SNC) sont sa solubilité lipidique et sa masse moléculaire. La
solubilité lipidique est importante puisque les molécules hautement liposolubles se
dissolvent dans la structure lipidique des membranes cellulaires pour les traverser.
Il existe une corrélation entre le coefficient de partage octanol/eau de la molécule
| (coefficient utilisé comme index de la solubilité lipidique) et sa pénétration dans
| le cerveau quand la masse moléculaire de la molécule atteint 700 Da. Pour des
© molécules de faible solubilité lipidique, une relation existe entre leur masse molé