Rytmicita fyziologických funkcí hematoencefalické bariéry

Abstract

The blood-brain barrier contributes to maintaining the homeostasis of the central nervous system, and several of its functions are subject to circadian regulation. This thesis aims to elucidate the manner and extent to which physiological processes of the blood-brain barrier are regulated by the circadian system. The thesis focuses on changes in permeability, the regulation of transport systems, and the function of individual cellular components of the neurovascular unit. Rhythmic activity of efflux transporters has been demonstrated, along with circadian modulation of the metabolic and functional properties of endothelial cells. The circadian system is involved in regulating pericyte function, thereby influencing blood-brain barrier integrity and local hemodynamics. Circadian regulation of astrocytes is manifested, among other things, in rhythmic changes in AQP4 polarization, which are associated with the function of the glymphatic system. However, the regulation of tight junctions in the cerebral endothelium by the circadian system has not yet been fully elucidated. Furthermore, the present work emphasizes the neuroprotective role of melatonin, which contributes to preserving barrier integrity under pathological conditions by stabilizing tight junction proteins and exerting antioxidant effects....

Hematoencefalická bariéra přispívá k udržování homeostázy centrální nervové soustavy a některé její funkce podléhají cirkadiánní regulaci. Cílem této práce je objasnit způsob a rozsah regulace fyziologických procesů hematoencefalické bariéry cirkadiánním systémem. Práce se zaměřuje na změny permeability, regulaci transportních systémů a funkci jednotlivých buněčných složek neurovaskulární jednotky. Byla prokázána rytmická aktivita efluxních transportérů společně s cirkadiánní modulací metabolických a funkčních vlastností endotelových buněk. Cirkadiánní systém se podílí na regulaci funkce pericytů, a tím může ovlivňovat integritu hematoencefalické bariéry i lokální hemodynamiku. Cirkadiánní regulace astrocytů se uplatňuje mimo jiné v rytmických změnách polarizace AQP4, které souvisejí s funkcí glymfatického systému. Regulace těsných spojů v mozkovém endotelu cirkadiánním systémem však dosud není zcela objasněna. Práce rovněž zdůrazňuje neuroprotektivní roli melatoninu, který stabilizací proteinů těsných spojů a antioxidačním působením přispívá k zachování integrity bariéry v patologických stavech. Klíčová slova: hematoencefalická bariéra, cirkadiánní rytmy, neurovaskulární jednotka, endotelové buňky, pericyty, astrocyty, melatonin