1. Barreras intactas

Todo nuestro organismo está dividido en muchas áreas de trabajo individuales por diferentes barreras. Cada área tiene sus propias tareas que cumplir y es un eslabón individual de la cadena del mecanismo general. Cada uno de los diferentes órganos tiene tareas características y, por lo tanto, son sistemas separados. Algunos órganos se pueden dividir aún más, como el riñón, que consta de corteza, médula y pelvis.

En este sentido, imaginemos el cuerpo como un edificio de oficinas de una empresa de medios con muchos departamentos. Las condiciones de cada planta deben ser muy especiales para poder producir grabaciones de sonido e imágenes. Otros departamentos editan las grabaciones producidas y necesitan para ello otras salas y otros equipos. El departamento superior es responsable de los asuntos organizativos y de comunicación entre los demás. Todos los empleados pueden comunicarse entre sí, pero algunos procesos deben regularse a través de organismos intermedios. Por un lado, todos estos departamentos deben estar separados entre sí, pero también deben estar conectados entre sí para garantizar el funcionamiento general.

Barreras Tienen la importante función de mantener los gradientes en el cuerpo. La diferencia en la concentración de moléculas individuales entre dos áreas se llama gradiente. Una analogía apropiada del mundo visible es una cascada. El gradiente crea un movimiento en una dirección y esto crea un flujo de gran energía.

Los gradientes electroquímicos y de concentración juegan un papel importante en muchos procesos del cuerpo. Los gradientes electroquímicos son causados ​​por diferencias en la concentración de moléculas cargadas, que generan un voltaje eléctrico; esto juega un papel importante, por ejemplo, en la transmisión de información en las células nerviosas.

Ahora veamos las diferentes barreras de nuestro cuerpo.

Haut

La piel nos protege principalmente de todos los peligros del medio ambiente, tanto de patógenos como de daños químicos y físicos. La “descamación” de la piel después de una quemadura solar es una expresión ejemplar de este escudo protector. Esto convierte a la piel en la primera línea de defensa y al mismo tiempo altamente especializada. Para lograr y mantener esta protección, la piel se compone de muchas capas individuales con diferentes funciones. En el exterior, la piel está poblada por una flora cutánea constante. Está compuesto por bacterias y hongos que tienen un efecto protector y mantienen un valor de pH constante. Los patógenos viven prácticamente en armonía con nosotros y, por lo general, no causan ningún daño. A esto le siguen la epidermis, la dermis y la hipodermis.

¿Alguna vez has caminado descalzo una y otra vez durante un largo periodo de tiempo y has notado cómo la sensación de dolor cambia con el tiempo? Por un lado, esto sucede porque la epidermis continúa queratinizándose, formando un callo protector. Por otro lado, los receptores táctiles y del dolor también se acostumbran a los estímulos recurrentes: esto se llama adaptación.

Además de los receptores del dolor y del tacto, en la piel también existen receptores de temperatura, presión y estiramiento. Las numerosas señales dan a la piel una buena impresión del entorno y ofrecen una protección completa contra las influencias externas, ya sean rasguños, quemaduras o quemaduras químicas. Sin embargo, no puede hacer nada contra los peligros que consumimos a través de nuestros alimentos. Para proteger nuestro cuerpo de tales amenazas, existen dispositivos en el sistema digestivo.

Barrera intestinal: los límites están ahí para superarse

A diferencia de nuestra piel, los intestinos tienen la importante función de transportar los nutrientes que necesitamos a nuestro cuerpo. Para lograr el equilibrio entre defender y recibir, también en este caso se requiere una especialización pronunciada. Al igual que nuestra piel, la pared intestinal está formada por diferentes capas y diferentes células. Las células del páncreas cumplen la tarea de la digestión. Enzima ser producido y pasado a los intestinos. Las enzimas "rompen" los alimentos en trozos tan pequeños que pueden ser reabsorbidos y transmitidos por el intestino delgado.

Además de las funciones digestivas, el intestino también juega un papel importante en nuestro sistema inmunológico. Allí hay muchas células inmunitarias que reconocen y combaten los patógenos. El intestino también debe proporcionar estas células y permitir y regular la comunicación entre las células inmunes del intestino y el resto del cuerpo. Si la barrera intestinal no está intacta, los patógenos pueden ingresar al torrente sanguíneo. Allí tiene que ser combatido por el sistema inmunológico, lo que provoca cansancio y fatiga. En el mundo profesional, esta condición se llama síndrome de intestino permeable bezeichnet.

Membrana plasmática: barreras con ventajas

No son sólo grandes partes del cuerpo, como la piel y los intestinos, las que están separadas. En un nivel menor, las barreras entre células individuales son importantes. Las células animales están separadas entre sí por la membrana celular. Es una membrana semipermeable, es decir, sólo es permeable a sustancias seleccionadas. En pocas palabras, puedes imaginar la membrana como un filtro de café. Sólo partes muy pequeñas, como el agua y los aromas del café, pasan a través del filtro; los propios granos de café quedan atrás.

Por lo tanto, la membrana plasmática es importante para mantener las moléculas necesarias dentro de la célula y las moléculas dañinas fuera de la célula. Sin embargo, para poder alimentar las células es necesario que pueda realizarse el transporte desde el exterior hacia el interior, así como el transporte y la comunicación entre las células. Para ello existen poros y transportadores especializados que, según la célula, la orientación y el tipo, pueden transportar sustancias individuales del exterior al interior o del interior al exterior. Por ejemplo, la dextrosa (glucosa) se transporta al interior de la célula.

Membrana nuclear: la pared de acero que rodea nuestro ADN

El núcleo celular es la bóveda de nuestra información genética: nuestro ADN se almacena allí. Necesita una protección especial, por lo que el núcleo celular está rodeado por una membrana separada. Es similar a la membrana celular normal, pero hay otros poros y transportadores en la membrana nuclear. Para mantener el ADN en el espacio protegido dentro del núcleo celular, periódicamente se crean copias de trabajo, el llamado ARNm, que puede salir del núcleo. Luego, las proteínas se sintetizan en el plasma celular utilizando el ARNm.

Para garantizar el crecimiento y la regeneración, las células y los núcleos celulares se dividen regularmente, de modo que de una célula madre surgen dos células hijas iguales. En el transcurso de este proceso, primero se duplica el ADN y se divide el núcleo celular: la división nuclear se convierte en Mitosis llamado. Durante la mitosis, es importante que la membrana nuclear permanezca estable y cerrada. Si la membrana nuclear se vuelve permeable, el ADN puede perderse o la división no se produce de manera uniforme. Como resultado, existe la posibilidad de que se produzcan células hijas defectuosas. Si estos errores no son reconocidos por mecanismos de control adicionales, se pueden desarrollar tumores (más sobre esto más adelante en los Hallmarks 2 y 3).

membrana mitocondrial

mitocondrias que se conoce como Plantas de energía celular, porque aquí es donde el oxígeno se convierte en energía. mitocondrias Son orgánulos dentro de las células y separados del plasma por su propia membrana. Debido a peculiaridades evolutivas, las mitocondrias tienen una membrana interna adicional. Esto crea otro espacio: el espacio intermembrana. La ilustración te muestra esto muy claramente.

Entonces existe el espacio interno de las mitocondrias y el espacio intermedio. Esto permite crear diferencias de concentración o gradientes dentro de la mitocondria, entre las distintas zonas. Piense en el gradiente como el gradiente de agua en una central hidroeléctrica. Al equilibrar el gradiente de agua se acciona una turbina que puede generar electricidad a través de un generador. Según el mismo principio, la energía se genera a través del gradiente de concentración dentro de las mitocondrias. Esta energía en forma de ATP impulsa todo nuestro organismo. Cada célula tiene varias mitocondrias y cada mitocondria tiene varias turbinas. Un defecto en las barreras mitocondriales tendría consecuencias devastadoras para la producción de energía, las células y, por tanto, nuestra salud.

Barrera hematoencefálica

El órgano entre nuestros oídos, también conocido como cerebro, controla todos los procesos conscientes e inconscientes de nuestro cuerpo, de forma similar a un centro de control. Hay que suministrarle oxígeno y nutrientes y, al mismo tiempo, protegerlo especialmente de los peligros. Por eso existe la barrera hematoencefálica. Como un guardia de seguridad entre el torrente sanguíneo y el líquido cefalorraquídeo, controla todas las sustancias que pueden viajar a nuestro cerebro. Porque si los patógenos penetran en el cerebro, esto puede tener graves consecuencias. Las células que controlan los procesos vitales pueden resultar dañadas.

Debido a que las células nerviosas, a diferencia de otras células, no pueden regenerarse, la mayoría de las lesiones neurológicas o enfermedades neurológicas degenerativas (como el Alzheimer o el Parkinson) son irreversibles. Pero la propia barrera hematoencefálica también puede resultar dañada. La malaria, la enfermedad infecciosa más común en todo el mundo, puede provocar malaria cerebral en determinadas circunstancias, especialmente en niños, cuando el patógeno hace que la barrera hematoencefálica se vuelva permeable y daña el cerebro hasta el punto de provocar un estado comatoso.

Por muy útiles que sean las puertas y barreras, a veces el paso libre sería ventajoso, especialmente si de otro modo hay que desviarse. La barrera hematoencefálica es un importante mecanismo de protección en nuestro organismo, pero también representa un desafío adicional para el desarrollo de fármacos que tengan un efecto sobre el sistema nervioso central, si un ingrediente activo pudiera desarrollar su efecto sobre las células, pero el mismo. la barrera hematoencefálica no se puede superar, la sustancia ni siquiera puede llegar al lugar de uso. Por eso aquí se requiere creatividad.

La enfermedad de Parkinson, por ejemplo, se caracteriza por una pérdida de células productoras de dopamina. Dado que la dopamina es una importante sustancia mensajera en el cerebro, el enfoque terapéutico es proporcionar al cerebro dopamina adicional. Sin embargo, la barrera hematoencefálica no es permeable a la dopamina convencional. Por eso a los pacientes de Parkinson se les administra levodopa. Se trata de una sustancia similar que puede atravesar la barrera hematoencefálica y se convierte directamente en dopamina en el cerebro.

Barreras defectuosas

Todas estas funciones de la membrana nos protegen de enfermedades y nos mantienen saludables. Pero nuestras funciones corporales también son humanas y pueden cometer errores. Afortunadamente, no se lo ponemos tan fácil a los intrusos y el siguiente mecanismo de control está listo inmediatamente y comprueba las células en busca de errores para solucionarlos en caso de emergencia o evitar que se propaguen más. Descubrirá exactamente cómo funcionan estos mecanismos de control en los próximos artículos. Señas de identidad de la salud.