Sawar Darah Otak atau Blood Brain Barrier, merupakan salah satu struktur penting yang ada di kepala kita. Selain untuk melindungi otak, apa lagi fungsi dari sawar darah otak?
Pada keadaan normal terdapat dua sawar yang semipermeabel dan berfungsi untuk melindungi otak dan medula spinalis dari substansi yang membahayakan (Snell, 1992).
Fungsi sawar darah otak adalah melindungi otak dari berbagai variasi subtansi darah, terutama senyawa lokisik. Fungsi peting sawar darah otak adalah:
- Fungsi anatomi
- Fungsi biokimika
- Fungsi regulasi
1. Fungsi Anatomi
Secara anatomis sawar darah otak adalah melindungi otak dari bermacammacam toksin eksogen yang berasal dari darah (Youmans, 1996). Fungsi ini dapat terjadi karena struktur sawar darah otak yang mempunyai tight junction antara sel endotel yang tidak permeabel terhadap molekul berukuran besar (FitzGerald, 1985).
Fenetrasi yang terdpat pada kapiler organ lain tidak terdapat pada kapiler otak, begitu juga vesikel pinositik, yang penting bagi makromolekul pada kapiler jaringan lain. Jika integritas kapiler baik, perisit yang terletak pada dinding kapiler akan mengaktifkan fungsi sawar darah otak.
Perisit adalah sel fagosit yang bertanggung jawab untuk mempertahankan homeostasis antara darah dan otak (FitzGerald, 1985)
2. Fungsi biokimia
Fungsi biokimia untuk transport selektif dari zat-zat, tersusun oleh enzimenzim dalam sel endotel pembuluh darah kapiler otak. Plasma borne biogenic dapat dimetabolisme oleh monoamin oksidase sehingga dapat melindungi otak dari pemecahan epinefrin sistemik. Transport oleh asam amino secara signifikan dapat menyebabkan penetrasi prodrug levodopa pada sawar darah otak sehingga dopamin dapat dimetabolisme untuk pengobatan pasien parkinson
3. Fungsi regulasi
Agar dapat mencapai otak, cairan ekstraseluler dari darah harus melewati/menemnbus epitel koroid atau endotel kapiler. Zat dapat segera masuk apabila molekul dapat larut dalam air (plasma) dan membran lipid. Molekul yang lain memerlukan protein pembawa agar dapat menembus sawar darah otak (FitzGerald, 1985)
-
Transport glukosa
Glukosa adalah sumber energi terbesar yang diperlukan oleh otak. Lebih 98% energi yang dipergunakan untuk menunjang fungsi saraf dapat dari pembakaran glukosa dalam darah.Transport aktif glukosa dibantu oleh protein pembawa yang spesifik. Di dalam cairan serebrospinal, konsentrasi glukosa hanya 2/3 dari konsentrasi dalam darah. Hal ini disebabkan karena glukosa secara konstan dipergunakan oleh otak. Kadar glukosa otak relatif lebih stabil dibandingkan dgnkadar glukosa dalam darah, sebab sistem transport akan berhenti/jenuh pada saat terjadi peningkatan glukosa dan akanaktif bila kadar glukosa plasma menurun (pada keadaan hipoglikemi).
Keadaan glukosa ini sangat penting untuk menjaga agar fungsi saraf tetap normal. Pada keadaan hiperglikemi yang berat dengan kadar glukosa dalam plasma darah meningkat tiga kali,benda keton dan asam laktat akan terakumulasi dalam otak dan akan menekan fungsi saraf sehingga terjadi koma diabetik. Pada keadaan hipoglikemi yang berat susunan saraf pusat menjadi overaktif, pasien akan mengalami mental confusion, berkeringat dgn nadi yang cepat.
Hipoglikemi akan menyebabkan kerusakan neuron-neuron otak jika energi utama yang dibutuhkan oleh otak tidak terpenuhi (insulin koma) (Fiztgerald, 1985).
-
Transport ion
Kadar ion Kalium dalam cairan ekstaselular otak dan cairan serebrospinal adalah 3 mmol/I, sedangkan kadar ion Kalium dalam darah antara 4-5 mmol/I (FitzGerald, 1985).Kadar ion Kalium dan Natrium dalam otak diatur oleh Natrium Kalium ATPase yang terletak pada endotel membran sel pembuluh darah kapiler otak. Neurotransmisi yang optimal memerlukan kadar kalium yang konstan di dalam otak. Hal ini dapat dicapai dengan menghentikan diffusi ion kalium ke otak melalui transport yang spesifik di endotel yang secara aktif mengatur kadar ion kalium. Na+/K+ ATPase banyak terdapat di kapiler otak. Eisenbeg dan Suddith mengemukakan bahwa mikrovaskuler otak mengandung 500 kali.
Na+/K+ ATPase dan 1,6 kali di pleksus koroid. Na+/K+ ATPase secara aktif mengubah danmengatur kadar ion kalium dalam otak. Beberapa penulis memperkirakan pada glioma maligna kemungkinan terdapat peningkatan. Na+/K+ ATPase yang akan menyebabkan peningkatan Na dan air yang akan menyebabkan terjadinya edem vasogenik. Kortikosteroid dapat menghambat aktivitas.
Na+/K+ ATPase pada glioma, sehingga beberapa penulis memperkirakan bahwa efek terapi kortikosteroid adalah berkurangnya . Na+/K+ ATPase (FitGerald, 1985). Selain transport Kalium dan ion Natrium, ion bikarbonat juga dapat menembus sawar darah otak walaupun sistem transport spesifiknya belun diketahui (Kandel, 1982).
-
Transport asam amino
Sebagian besar asam amino netral dapat melalui sawar darah otak melalui sistem transport berbeda, yaitu sistem L, sistem A dan sistem ASC. Sistem L cenderung berkaitan dengan asam amino netral yang bercabang atau rantai dengan bentuk cincin (leusin, valin), merupakan asam amino yang tergantung dengan ion natrium dan secara kompetitif dihambat oleh asam 2 aminobisikloheptan-2-karboksilat.Sistem A cenderung berikatan dengan asam amina netral dengan pendek (alanin, serin), tergantung pada natrium dan dihambat oleh asam alfametilaminisobutirat. Sistem ASC cenderung berikatan alanin, serin dan sistein, tergantung dengan natrium dam tidak sensitif terhadap asam 2-aminosikloheptan-2- karboksilat dan sama affametilaminisobutirat (FitzGerald, 1985)
-
Transport vitamin dan mineral
Otak memerlukan semua vitamin, kecuali vitamin K dan vitamin D. Hampir semua vitamin dapat menembus sawar darah otak melalui sistem transport yang berbeda. Proses transport vitamin diatur sebagai berikut:-
Pada saat kadar vitamin dalam darah tinggi, sedangkan dalam otak sudah cukup, maka mediator transport akan menghalangi masuknya vitamin ke otak
-
Pelepasan vitamin yang lambat melalui sawar darah otak bertujuan untuk mencegah kehilangan vitamin yang tiba-tiba di otak. Hal ini terjadi pada keadaan defisiensi
Untuk mengembangkan dan mempertahankan fungsinya otak juga memerlukan trace metals seperti Zn, Fe, Cu dan Meninioma. Transport elemen-elemen tersebut bergantung pada adanya ion bebas, organomolekule atau metalloprotein. Besi dapat masuk ke otak melalui ikatan kompleks transferin dengan reseptor endotel spesifik dan melalui endositosis (Gumerlock, 1996).
-
-
Neurotransmiter
Sawar darah otak impermeabel terhadap epinefrin, norepinefrin, asetilkholin, dopamin. Apabila sistem ini tidak ada, maka efek dari neurotransmiter tersebut akan merusak. Epinefrin terdapat banyak di dalam sirkulasi sebagai respon terhadap stress fisik ataupun emosional dan akan mengganggu fungsi otak bila dapat mencapai otak (FitGerald, 1985)