Qu’est-ce que la barrière hémato-encéphalique ?

Découverte de la barrière hémato-encéphalique

À la fin de la vidéo précédente, nous avons évoqué la barrière hémato-encéphalique. Mais de quoi s’agit-il exactement ?

Il ne s’agit pas d’une structure ou d’un organe qui pourrait être vu à l’œil nu, ou même avec un microscope photonique. Le premier indice de son existence a été mis au jour il y a plus de 100 ans par Paul Ehrlich, le « découvreur », entre autres, du premier traitement efficace contre la syphilis. Paul Ehrlich testait des méthodes pour teindre les tissus des organismes vivants, et il a découvert qu’en injectant un colorant dans les vaisseaux sanguins des animaux cobayes, il pouvait teindre tous les tissus et organes, mais pas le cerveau.

L’un de ses élèves a ensuite constaté que l’injection de colorants dans le cerveau pouvait teindre le cerveau, mais pas le reste du corps. Quelques décennies plus tard, au début des années 40, d’autres scientifiques ont injecté dans la circulation sanguine des colorants solubles dans les graisses, et ils ont constaté qu’ils pouvaient teindre le tissu cérébral, en passant par les vaisseaux sanguins. Même si on ne voyait rien, il fallait évidemment qu’il y ait eu quelque chose qui ait empêché certains colorants, mais pas tous, de pénétrer librement dans le cerveau ou d’en sortir.

Vue de la barrière pour la première fois

À la fin des années 60, les progrès technologiques ont permis aux scientifiques de capturer des images de la barrière hémato-encéphalique à l’aide de microscopes électroniques. Cet instrument permet de voir des choses qui sont des milliers de fois plus petites que ce qui peut être vu avec des microscopes photoniques « traditionnels ».

Les scientifiques ont découvert que dans le cerveau, les cellules endothéliales, qui tapissent tous les vaisseaux sanguins du corps, étaient en fait plus densément groupées et empêchaient le passage de nombreuses classes de molécules.

Qu’est-ce qui peut traverser la barrière ?

Les composés qui peuvent traverser la barrière avec la plus grande facilité sont les petites molécules liposolubles. C’est le cas, par exemple, des gaz comme l’oxygène ou le protoxyde d’azote, de l’éthanol (l’alcool présent dans les boissons alcoolisées) ou des hormones.

La probabilité qu’un composé puisse franchir la barrière diminue à mesure que la molécule devient plus grande ou plus soluble dans l’eau et, bien sûr, les pathogènes ne peuvent pas traverser une barrière hémato-encéphalique intacte. Pour permettre le passage de molécules dont le cerveau a besoin mais qui ne peuvent pas « naturellement » traverser la barrière, comme le glucose, les membranes des cellules qui forment la barrière contiennent des transporteurs. De cette manière, l’environnement du cerveau peut être maintenu stable et préservé de l’accumulation de déchets ou d’un épuisement des nutriments nécessaires.

L’existence de la barrière hémato-encéphalique est l’une des raisons pour lesquelles ce que nous mangeons peut ou ne peut pas affecter directement notre cerveau, et nous aborderons ce sujet plus en détail dans un autre article à la fin de cette activité

Que se passe-t-il si la barrière hémato-encéphalique est altérée ?

Une inflammation, certains médicaments et certaines maladies systémiques peuvent affecter la barrière hémato-encéphalique et la rendre perméable. Dans ce cas, les pathogènes, les toxines et autres molécules indésirables peuvent pénétrer dans le cerveau, avec le risque d’occasionner des dommages.

Prenons un exemple intéressant : celui de la sclérose en plaques. Dans cette pathologie, les anticorps produits par l’organisme attaquent la myéline qui entoure les axones, ce qui endommage l’isolation et altère la transmission des signaux électriques. C’est alors que se manifestent les symptômes. Dans des circonstances normales, les cellules immunitaires ne peuvent pas traverser la barrière hémato-encéphalique et ne peuvent donc pas atteindre et attaquer la myéline, mais dès lors que la barrière est perméable, le cerveau est exposé lui aussi aux assauts des anticorps !