Otak terdiri dari berbagai bagian dengan fungsi masing-masing. Sawar darah otak termasuk salah satu bagian otak yang memiliki fungsi penting dalam melindungi dan menjaga kesehatan otak. Lantas, apa saja fungsinya? Apa yang terjadi apabila sawar darah otak terganggu? Ketahui selengkapnya di bawah ini.
Apa itu sawar darah otak?
Sawar darah otak (blood-brain barrier), atau disebut juga penghalang darah otak, adalah struktur pelindung yang memisahkan sirkulasi darah dari jaringan otak.
Blood-brain barrier (BBB) sangat penting untuk melindungi otak dari infeksi dan racun. Struktur ini sangat efektif dalam memilah zat atau molekul yang masuk ke dalam otak.
Ini berarti hanya zat dengan ukuran tertentu yang bisa langsung melewati barrier ini untuk menjaga keseimbangan lingkungan di dalam otak.
Melansir dari Cleveland Clinic, beberapa zat yang bisa melalui sawar darah otak meliputi berikut ini.
- Alkohol.
- Obat bius (anestesi).
- Obat antidepresan.
- Ansiolitik (obat antikecemasan).
- Obat antipsikotik.
- Obat antikejang.
- Kafein.
- Asetaminofen dan sebagian besar obat antiinflamasi nonsteroid (OAINS).
- Obat penenang (seperti barbiturat dan benzodiazepin).
Sementara itu, molekul yang berukuran cukup besar tidak bisa masuk karena terhalang sel endotel di dalamnya yang saling terkait.
Namun, ada juga zat lainnya yang bisa masuk karena larut dalam lemak, sehingga dapat menembus lapisan BBB yang juga berbahan lemak.
Sebaliknya, zat yang larut dalam air akan dikeluarkan kembali karena tidak bisa larut di dalam lemak yang ada pada lapisan BBB.
Jika zat yang lebih besar atau larut dalam air perlu masuk ke dalam otak, maka zat tersebut memerlukan bantuan protein transporter, seperti GLUT1.
Meski demikian, pada beberapa kondisi medis, seperti stroke, penyakit Alzheimer, atau multiple sclerosis, fungsi sawar darah otak dapat terganggu.
Bagian sawar darah otak
Sawar darah otak terdiri dari sel-sel endotel yang sangat rapat, didukung oleh sel glial yang memperkuat strukturnya.
Berikut ini bagian-bagian dari sawar darah otak.
1. Sel endotel
Sel-sel endotel membentuk lapisan pembuluh darah yang sangat rapat dan saling dihubungkan oleh tight junctions.
Fungsinya untuk mencegah banyak zat asing menembus ke otak.
Maka dari itu, berbeda dari kapiler di bagian tubuh lain, sel endotel di BBB memiliki kemampuan penyerapan yang jauh lebih rendah.
Hanya molekul kecil, seperti oksigen, atau zat yang larut dalam lemak yang dapat menembus tanpa bantuan protein transporter.
2. Tight junctions
Seperti yang telah disebutkan di atas, struktur ini berfungsi sebagai koneksi protein antara sel endotel.
Tight junctions juga berfungsi sebagai segel kuat antara sel untuk mencegah masuknya molekul besar atau zat berbahaya.
Protein, seperti claudin dan occludin, akan memastikan bahwa hanya molekul tertentu yang dapat melewati BBB melalui mekanisme transpor aktif.
Namun, gangguan pada tight junctions dapat menyebabkan kerusakan BBB, seperti pada stroke atau penyakit neurodegeneratif.
3. Astrosit
Astrosit memainkan peran penting dalam regenerasi dan perbaikan BBB serta dalam respons imun di otak.
Ini merupakan sel glial yang mengelilingi pembuluh darah dan membantu mendukung fungsi BBB.
Sel glial berbentuk bintang yang menyelubungi pembuluh darah di otak, sehingga memberikan dukungan struktural dan metabolik pada sel endotel.
Bukan hanya itu, sel ini juga membantu mengatur kemampuan penyerapan BBB.
4. Perisit
Perisit berfungsi memperkuat dinding pembuluh darah kapiler otak dengan mendukung struktur sel endotel dan mencegah kebocoran sawar darah otak .
Selain itu, perisit dapat mengatur diameter pembuluh darah kapiler dengan mengontrol aliran darah lokal yang sesuai dengan kebutuhan metabolisme otak.
Perisit juga mengatur interaksi imun di otak dengan membatasi pergerakan sel inflamasi melewati BBB.
Kerusakan atau penurunan fungsi perisit dikaitkan dengan perkembangan penyakit Alzheimer dan gangguan otak lainnya.
5. Membran basal
Membran basal terletak di antara lapisan sel endotel kapiler dan sel glial, terutama astrosit.
Di dalam sawar darah otak, membran basal berfungsi sebagai penopang struktural dan pelindung tambahan bagi kapiler otak.
Ini karena membran basal mengandung protein-protein seperti kolagen yang membantu memperkuat penghalang fisik BBB.
Selain itu, membran ini menjadi tempat penyimpanan sinyal molekuler yang membantu regenerasi atau perbaikan sawar darah otak ketika terjadi kerusakan.
Fungsi sawar darah otak
Fungsi utama sawar darah otak adalah menjaga kesehatan otak dari zat-zat berbahaya, seperti racun dan patogen, sembari memungkinkan nutrisi dan molekul penting masuk ke otak.
Untuk lebih jelasnya, berikut penjelasan masing-masing fungsi sawar darah otak.
1. Melindungi otak dari zat berbahaya
BBB melindungi otak dengan mencegah masuknya zat beracun, patogen, atau molekul besar dari aliran darah yang dapat merusak jaringan otak.
Molekul besar atau larut air tidak dapat melewati BBB, kecuali menggunakan protein transporter.
2. Mengatur penyerapan zat
BBB mengatur pengangkutan nutrisi penting yang tidak bisa terserap secara langsung ke otak, seperti glukosa dan asam amino, menggunakan protein transporter.
Hal ini memungkinkan otak menerima kebutuhan metaboliknya tanpa terganggu oleh fluktuasi komponen darah.
3. Mencegah peradangan
Dengan membatasi pergerakan sel imun dari darah ke otak, BBB menjaga otak tetap bebas dari respons inflamasi atau peradangan yang berlebihan.
Namun, fungsi ini mungkin tidak dapat bekerja saat BBB dalam kondisi tertentu, seperti cedera atau terkena penyakit.
4. Melindungi otak dari perubahan kimia darah
BBB melindungi jaringan otak dari fluktuasi kimia darah, seperti perubahan konsentrasi zat kimia, ion, atau hormon, yang dapat mengganggu aktivitas listrik dan sinyal saraf.
Ini penting karena perubahan kadar konsentrasi tersebut bisa menyebabkan gangguan fungsi neuron.
Dampak jika sawar darah otak terganggu
Ketika blood-brain barrier terganggu, berbagai dampak dapat terjadi pada otak, yang berkontribusi pada perkembangan atau memperburuk penyakit saraf.
Berikut adalah beberapa dampak utamanya.
1. Peningkatan permeabilitas otak terhadap zat berbahaya
Permeabilitas pada otak merupakan kemampuan penyerapan zat-zat ke dalam otak. Jika kemampuan penyerapan meningkat, zat atau molekul beracun dapat masuk ke otak.
Akibatnya, terjadi kerusakan neuron dan aktivasi mikroglia, yang memicu peradangan otak (neuroinflammation).
2. Penumpukan protein yang beracun
Gangguan BBB memungkinkan protein seperti amyloid-beta, yang seharusnya dikeluarkan dari otak, menumpuk dan berkontribusi pada penyakit Alzheimer.
Kondisi ini mempercepat degenerasi saraf dan gangguan kognitif.
3. Pembengkakan otak (edema cerebral)
Kebocoran BBB memungkinkan cairan plasma masuk ke jaringan otak, sehingga menyebabkan edema otak.
Kondisi ini sering terlihat pada stroke iskemik dan trauma otak.
4. Peradangan dan gangguan aktivasi sistem kekebalan
Gangguan BBB memungkinkan sel imun, seperti limfosit T, masuk ke otak. Hal ini bisa memicu penyakit autoimun, seperti multiple sclerosis.
Sel-sel imun yang menyerang saraf menyebabkan kerusakan jaringan dan hilangnya fungsi neurologis.
5. Perkembangan tumor otak
Saat fungsi sawar darah otak melemah, zat-zat berbahaya dapat memengaruhi sel-sel otak secara abnormal.
Gangguan ini bisa memicu peradangan kronis, kerusakan sel endotel, atau aktivitas abnormal sel imun otak yang semuanya dapat menciptakan lingkungan yang mendukung pertumbuhan tumor, seperti glioblastoma.
6. Gangguan neurotransmisi
Ketika BBB terganggu, keseimbangan kimiawi di otak juga dapat terganggu, hingga memengaruhi fungsi neurotransmitter, seperti glutamat, GABA, dopamin, dan serotonin.
Perubahan pada ion dan molekul kimia yang masuk ke otak dapat mengganggu transmisi sinaptik, sehingga menyebabkan kejang, gangguan tidur, dan masalah neurologis lainnya.
Jika Anda mengalami gejala terkait penyakit saraf yang cukup mengganggu, konsultasikan kepada dokter untuk penanganan yang tepat.
Kesimpulan
[embed-health-tool-bmi]
