Преминаване на новородени неврони през GEB. Хематотестикуларна биологична бариера. Физиология - как работи BBB

Кръвно-мозъчна бариера(BBB) ​​​​е физиологична бариера, която разделя кръвта от цереброспиналната течност и вътрешна средацентрален нервна системаза да се поддържа последното постоянно. Концентрацията на много вещества, като аминокиселини, хормони, метални йони, в кръвта непрекъснато се променя, особено рязко след хранене или физическа дейност. Повечето органи могат да понасят такива промени, но те могат да бъдат вредни за функционирането на централната нервна система, което води до хаотично генериране нервни импулсиотделни неврони, тъй като много от кръвните вещества (например аминокиселината глицин и хормонът норадреналин) функционират като невротрансмитери, а някои йони (например K +) могат да променят възбудимостта на нервните клетки.

Структура на кръвно-мозъчната бариера

Следните структури участват в създаването на кръвно-мозъчната бариера:

• Капилярен ендотел, чиито клетки са здраво и тясно свързани помежду си чрез тесни връзки, в резултат на което капилярите на ЦНС са по-малко пропускливи в цялото тяло. Този компонент е най-важният при създаването на BBB.
• Сравнително дебела базална мембрана, която обгражда всяка капилярка отвън.
• Цибулиноподобни "крака" на астроцитите, които плътно залепват около капилярите. Въпреки че тези структури допринасят за образуването на BBB, тяхната роля не е толкова директно да осигурят непропускливост, а по-скоро да стимулират ендотелиоцитите да образуват плътни връзки.

Пропускливост на кръвно-мозъчната бариера

Кръвно-мозъчната бариера има селективна пропускливост: чрез улеснена дифузия от нея могат да се транспортират вещества, необходими за храненето на нервната система: глюкоза (с участието на транспортера GLUT 1), незаменими аминокиселини и някои електролити. липиди (мазнини, мастна киселина) и нискомолекулни мастноразтворими вещества (кислород, въглероден двуокис, етанол, никотин, анестетици) могат пасивно да дифундират през BBB мембраните. Вещества като протеини, повечето токсини и метаболитни продукти не могат да го преодолеят, а аминокиселини с ниско молекулно тегло и калиеви йони дори се изтеглят активно от мозъка в кръвта. По-специално, уникален Na + -K + -2Cl ко-транспортер се използва за поддържане на ниска концентрация на K +.

Преминаването на вещества в обратната посока - от мозъка към кръвта - се контролира много по-слабо, тъй като цереброспиналната субстанция се влива във венозното легло през въси на арахноида.

Разпределение на кръвно-мозъчната бариера

BBB не е еднакъв в различни части на централната нервна система, например в плексусните връзки (лат. Plexus choroidus)Капилярите на мозъчните вентрикули са добре пропускливи, но са заобиколени от епендимални клетки, които вече са свързани помежду си чрез плътни връзки. Понякога бариерата в плексусните връзки се разграничава от кръвно-мозъчната бариера и се нарича хемато-спинално-цереброспинална бариера, въпреки че имат много общи черти.

някои функционални структуриВ мозъка кръвно-мозъчната бариера им пречи да вършат работата си, така че те са лишени от нея, тези области са обединени под името navkolunochkovy органи, тъй като те са разположени близо до вентрикулите на мозъка. Например центърът на повръщане в продълговатия мозъкна четвъртата камера, трябва да следи наличието на токсични вещества в кръвта. А хипоталамусът, който се намира в дъното на третата камера, трябва постоянно да усеща химическия състав на кръвта, за да регулира водно-солев баланс, телесна температура и много други физиологични показатели. По-специално, той е активен в отговор на кръвни протеини като ангиотензин II, който стимулира пиенето, и интерлевкин-1, който причинява треска.

Кръвно-мозъчната бариера също е недоразвита при новородени и кърмачета, което ги прави особено податливи на токсични вещества.

Клинично значение

Способността на някои лекарства да преминават през BBB е важна характеристикатяхната фармакокинетика. По-специално, важно е да се вземе предвид при лечението на органите на нервната система. Например, някои антибиотици всъщност не могат да проникнат в тъканите на главния и гръбначния мозък, докато други го правят доста лесно. BBB задържа амините допамин и серотонин, но пропуска техните киселинни прекурсори, L-DOPA и 5-хидрокситриптофан.

важно клинично наблюдениее, че кръвно-мозъчната бариера е нарушена в зоните на туморен растеж – отново капилярите нямат нормални контакти с астроцитите. Това помага при диагностицирането на неоплазми в ЦНС: ако се използва белязан с 131 I албумин, той ще проникне първо в туморната тъкан, за да може да бъде локализиран.

Кръвно-мозъчната бариера е изключително важна за осигуряване на мозъчната хомеостаза, но много въпроси относно нейното формиране все още не са напълно изяснени. Но вече е съвсем ясно, че ВВВ е най-изразената като диференциация, сложност и плътност хистохематологична бариера. Основната му структурна и функционална единица са ендотелните клетки на капилярите на мозъка.

Метаболизмът на мозъка, както на никой друг орган, зависи от вещества, идващи от кръвта. Многобройни кръвоносни съдове, които осигуряват функционирането на нервната система, се отличават с факта, че процесът на проникване на вещества през стените им е избирателен. Ендотелните клетки на капилярите на мозъка са свързани помежду си чрез непрекъснати плътни връзки, така че веществата могат да преминават само през самите клетки, но не и между тях. Да се външна повърхносткапилярите граничат с глиалните клетки - вторият компонент на кръвно-мозъчната бариера. В хороидните плексуси на вентрикулите на мозъка анатомичната основа на бариерата са епителните клетки, които също са тясно свързани помежду си. В момента кръвно-мозъчната бариера се разглежда не като анатомична и морфологична, а като функционално образование, способни селективно да преминават и в някои случаи да доставят различни молекули до нервните клетки, използвайки активни транспортни механизми. Така бариерата изпълнява регулаторни и защитни функции.

В мозъка има структури, където кръвно-мозъчната бариера е отслабена. Това е преди всичко хипоталамусът, както и редица образувания в дъното на 3-та и 4-та камера - най-задното поле (area postrema), субфорникални и субкомиссурални органи, както и епифиза. Целостта на BBB е нарушена при исхемични и възпалителни мозъчни лезии.

Счита се, че кръвно-мозъчната бариера е окончателно оформена, когато свойствата на тези клетки отговарят на две условия. Първо, скоростта на течнофазова ендоцитоза (пиноцитоза) в тях трябва да бъде изключително ниска. На второ място, трябва да се образуват специфични плътни контакти между клетките, които се характеризират с много високо електрическо съпротивление. Достига стойности от 1000-3000 Ohm/cm2 за капилярите на пиа матер и от 2000 до 8000 0m/cm2 за интрапаренхимните церебрални капиляри. За сравнение: средна стойносттрансендотелното електрическо съпротивление на капилярите на скелетните мускули е само 20 Ohm/cm2.

Пропускливостта на кръвно-мозъчната бариера за повечето вещества до голяма степен се определя от техните свойства, както и от способността на невроните да синтезират тези вещества сами. Веществата, които могат да преодолеят тази бариера, са предимно кислород и въглероден диоксид, както и различни метални йони, глюкоза, незаменими аминокиселини и мастни киселини, необходими за нормално функциониранемозък. Транспортирането на глюкоза и витамини се осъществява с помощта на носители. В същото време D- и L-глюкозата имат различна скорост на проникване през бариерата - при първата тя е над 100 пъти по-висока. Глюкозата играе водеща ролякакто в енергийния метаболизъм на мозъка, така и в синтеза на редица аминокиселини и протеини.

Водещият фактор, определящ функционирането на кръвно-мозъчната бариера, е нивото на метаболизма на нервните клетки.

Осигуряването на невроните с необходимите вещества се извършва не само с помощта на подходящи кръвоносни капиляри, но и благодарение на процесите на меките и арахноидните мембрани, през които циркулира цереброспиналната течност. Цереброспиналната течност се намира в черепната кухина, във вентрикулите на мозъка и в пространствата между менингите. При човека обемът му е около 100-150 мл. Благодарение на цереброспиналната течност се поддържа осмотичното равновесие на нервните клетки и се отстраняват метаболитните продукти, които са токсични за тялото. нервна тъкан.

Преминаването на веществата през кръвно-мозъчната бариера зависи не само от пропускливостта на съдовата стена за тях ( молекулно тегло, заряд и липофилност на веществото), но също и върху наличието или отсъствието на активна транспортна система.

Ендотелните клетки на мозъчните капиляри са богати на стереоспецифичен инсулин-независим глюкозен транспортер (GLUT-1), който осигурява транспортирането на това вещество през кръвно-мозъчната бариера. Активността на този транспортер може да осигури доставката на глюкоза в количество 2-3 пъти по-високо от необходимото на мозъка в нормални условия.

Характеристики на транспортните системи на кръвно-мозъчната бариера (по: Pardridge, Oldendorf, 1977)

При деца с нарушено функциониране на този транспортер се наблюдава значително намаляване на нивото на глюкозата в цереброспиналната течност и нарушения в развитието и функционирането на мозъка.

Монокарбоксилни киселини (L-лактат, ацетат, пируват), както и кетонни телатранспортирани от отделни стереоспецифични системи. Въпреки че интензивността на техния транспорт е по-ниска от тази на глюкозата, те са важен метаболитен субстрат при новородени и при гладуване.

Транспортирането на холин в централната нервна система също се медиира от транспортера и може да се регулира от скоростта на синтез на ацетилхолин в нервната система.

Витамините не се синтезират от мозъка и се доставят от кръвта чрез специални транспортни системи. Въпреки факта, че тези системи имат относително ниска транспортна активност, при нормални условия те могат да осигурят транспортирането на количеството витамини, необходими за мозъка, но техният дефицит в храната може да доведе до неврологични разстройства. Някои плазмени протеини могат също да преминат кръвно-мозъчната бариера. Един от начините за навлизане е чрез рецепторно-медиирана трансцитоза. По този начин инсулинът, трансферинът, вазопресинът и инсулиноподобният растежен фактор проникват през бариерата. Ендотелните клетки на мозъчните капиляри имат специфични рецептори за тези протеини и са способни да извършват ендоцитоза на комплекса протеин-рецептор. Важно е, че в резултат на последващи събития комплексът се разпада, непокътнатият протеин може да бъде освободен в обратната странаклетки и рецепторът се реинтегрира в мембраната. За поликатионните протеини и лектините трансцитозата също е начинът на проникване през ВВВ, но не е свързан с работата на специфични рецептори.

Много невротрансмитери, присъстващи в кръвта, не могат да преминат през BBB. И така, допаминът няма тази способност, докато L-DOPA прониква през BBB, използвайки неутралната транспортна система на аминокиселини. В допълнение, капилярните клетки съдържат ензими, които метаболизират невротрансмитери (холинестераза, GABA трансаминаза, аминопептидази и др.), лекарства и токсични вещества, който предпазва мозъка не само от невротрансмитерите, циркулиращи в кръвта, но и от токсините.

Носещите протеини също участват в работата на BBB, транспортирайки вещества от ендотелните клетки на капилярите на мозъка в кръвта, предотвратявайки проникването им в мозъка, например b-гликопротеин.

По време на онтогенезата транспортната скорост различни веществачрез BBB се променя значително. По този начин скоростта на транспортиране на b-хидроксибутират, триптофан, аденин, холин и глюкоза при новородени е значително по-висока, отколкото при възрастни. Това отразява сравнително по-високо търсене развиващ се мозъкв енергийни и макромолекулни субстрати.

Кръвно-мозъчна бариераТова е функционална бариера, която предотвратява проникването на редица вещества като антибиотици, токсични химични и бактериални съединения от кръвта в нервната тъкан.

Въпрос 51. Кръвно-мозъчната бариера и нейните функции

В основата на функционирането кръвно-мозъчна бариералежи намалена пропускливост, която е характерна за кръвоносните капиляри в нервната тъкан. Основният структурен компонент на тази бариера са задните връзки, които осигуряват непрекъснатостта на ендотелните клетки на тези капиляри.

Цитоплазма техните ендотелни клеткине съдържа fenestra, които се срещат в много други области, а пиноцитните везикули са много малко. Ниската пропускливост на тези капиляри се дължи отчасти на разширените области на процесите на невроглиалните клетки около тях.

Съдови плексуссъставен от гънки на пиа матер високо съдържаниеразширени фенестрирани капиляри, които проникват дълбоко във вентрикулите на мозъка. Намира се в покрива на III и IV вентрикули и в част от стените на страничните вентрикули. Хориоидният плексус се образува от рехава съединителна тъкан на пиа матер, покрита с еднослоен кубовиден или нисък колонен епител, клетките на който транспортират йони.

У дома функцияхороиден сплит е производството гръбначно-мозъчна течност, който съдържа само малко количество оттвърди вещества и изпълва изцяло вентрикулите, централния канал на гръбначния мозък, субарахноидалното пространство и периваскуларното пространство. Цереброспиналната течност е важна за метаболизма на централната нервна система и действа като механизъм за нейната защита от механични удари.

гръбначно-мозъчна течност- прозрачен, с ниска плътност (1.004-1.008 g/ml) и много ниска концентрация на протеин. В един милилитър от тази течност също се откриват единични десквамирани клетки и два до пет лимфоцита. Цереброспиналната течност непрекъснато се произвежда и циркулира във вентрикулите, откъдето се насочва към субарахноидалното пространство.

Съдов плексус.
Основата на хороидния плексус се формира от хлабав съединителната тъканс голямо количествокръвоносни капиляри (КК), той е покрит с еднослоен кубичен епител

В него в въсиарахноидната мембрана е основната абсорбция на цереброспиналната течност във венозната циркулация. (В нервната тъкан на мозъка лимфни съдовелипсва.)

упадък засмукванецереброспинална течност или блокиране на изтичането й от вентрикулите води до състояние, известно като хидроцефалия (на гръцки хидро - вода + kephale - глава). Хидроцефалия е всяко заболяване, при което кухините на централната нервна система съдържат излишно количествогръбначно-мозъчна течност, която причинява повишаване на вътречерепното налягане.

вродена хидроцефалияводи до увеличаване на главата, придружено от нарушение умствена дейности мускулна слабост. Възрастните имат множество неврологични симптоми, също причинени от увреждане на нервната тъкан на мозъка.

— Връщане към раздела «Хистология"

1. Тялото на нервната клетка - неврон: структура, хистология
2. Дендрити на нервните клетки: структура, хистология
3. Аксони на нервните клетки: структура, хистология
4. Мембранен потенциал на нервните клетки. Физиология
5. Синапс: структура, функции
6. Глиални клетки: олигодендроцити, клетки на Шван, астроцити, епендимни клетки
7. Микроглия: структура, хистология
8. Централна нервна система (ЦНС): структура, хистология
9. Хистология менинги. Структура
10. Кръвно-мозъчна бариера: структура, хистология

Кръвно-мозъчната бариера (BBB)- физиологична бариера между кръвоносната система и централната нервна система.

Кръвно-мозъчна бариера

BBB присъства във всички гръбначни животни; основната му функция е да поддържа мозъчната хомеостаза.

Кръвно-мозъчната бариера предпазва нервната тъкан от микроорганизми, циркулиращи в кръвта, токсини, клетъчни и хуморални фактори имунна системакоито възприемат мозъчната тъкан като чужда. Изпълнява функцията на високоселективен филтър, чрез който хранителни вещества, а продуктите от жизнената му дейност се изхвърлят в кръвта.

Човешкото тяло и висшите животни имат редица специфични физиологични системиосигуряване на адаптация (адаптация) към постоянно променящите се условия на съществуване. Този процес е тясно свързан с необходимостта от задължително запазване на постоянството на основните физиологични параметри, вътрешната среда на тялото, физическите химичен съставтъканна течност на междуклетъчното пространство.

Сред хомеостатичните адаптивни механизми, предназначени да предпазват органите и тъканите от чужди вещества и да регулират постоянството на състава на тъканите интерстициална течност, водещо място заема кръвно-мозъчната бариера. По дефиниция на L. S. Stern кръвно-мозъчната бариера съчетава набор от физиологични механизми и съответните анатомични образувания в централната нервна система, участващи в регулирането на състава на цереброспиналната течност (CSF).

В идеите за кръвно-мозъчната бариера се подчертават следните основни положения: 1) проникването на вещества в мозъка се извършва главно не чрез цереброспиналната течност, а чрез кръвоносна системана капилярно ниво - нервна клетка; 2) кръвно-мозъчната бариера в по-голяма степен не е анатомично образувание, а функционална концепцияхарактеризиращи определен физиологичен механизъм. Както всеки физиологичен механизъм, съществуващ в тялото, кръвно-мозъчната бариера е под регулаторното влияние на нервната и хуморалната система; 3) сред факторите, контролиращи кръвно-мозъчната бариера, водещ е нивото на активност и метаболизъм на нервната тъкан.

Кръвно-мозъчната бариера регулира проникването на биологично активни вещества, метаболити, химически вещества, въздействайки на чувствителните структури на мозъка, предотвратява навлизането на чужди вещества, микроорганизми, токсини в мозъка.

Основната функция, която характеризира кръвно-мозъчната бариера, е пропускливостта на клетъчната стена. Необходимото ниво на физиологична пропускливост, адекватно на функционалното състояние на тялото, определя динамиката на потока от физиологично активни вещества в нервните клетки на мозъка.

Функционалната схема на кръвно-мозъчната бариера включва невроглията и системата от пространства на цереброспиналната течност заедно с хистохематологичната бариера. Хистохематичната бариера има двойна функция: регулаторна и защитна. Регулаторната функция осигурява относителното постоянство на физическите и физични и химични свойства, химичен състав, физиологична активност на междуклетъчната среда на даден орган, в зависимост от нейната функционално състояние. Защитната функция на хистохематичната бариера е да предпазва органите от навлизането на чужди или токсични веществаендо- и екзогенен характер.

Водещият компонент на морфологичния субстрат на кръвно-мозъчната бариера, който осигурява нейните функции, е стената на мозъчния капиляр. Има два механизма за проникване на вещество в мозъчните клетки: чрез цереброспиналната течност, която служи като междинна връзка между кръвта и нервната или глиалната клетка, която изпълнява хранителна функция (т.нар. път на цереброспиналната течност), и през капилярната стена. При възрастен организъм основният път на движение на вещество в нервните клетки е хематогенен (през стените на капилярите); пътят на цереброспиналната течност става спомагателен, допълнителен.

Пропускливостта на кръвно-мозъчната бариера зависи от функционалното състояние на организма, съдържанието на медиатори, хормони и йони в кръвта. Увеличаването на концентрацията им в кръвта води до намаляване на пропускливостта на кръвно-мозъчната бариера за тези вещества.

Функционалната система на кръвно-мозъчната бариера изглежда е важен компонентневрохуморална регулация. По-специално, принципът на химическата обратна връзка в тялото се осъществява чрез кръвно-мозъчната бариера. По този начин се осъществява механизмът на хомеостатична регулация на състава на вътрешната среда на тялото.

Регулирането на функциите на кръвно-мозъчната бариера се осъществява от висшите части на централната нервна система и хуморални фактори. Значителна роля в регулацията се отрежда на хипоталамо-хипофизната надбъбречна система. В неврохуморалната регулация на кръвно-мозъчната бариера важностимат метаболитни процесиособено в мозъчната тъкан.

При различни видове церебрална патология, например наранявания, различни възпалителни лезии на мозъчната тъкан, има нужда от изкуствено намаляване на нивото на пропускливост на кръвно-мозъчната бариера. Фармакологичните влияния могат да увеличат или намалят проникването в мозъка на различни вещества, въведени отвън или циркулиращи в кръвта.

⇐ Предишен12345678910Следващ ⇒

ХЕМАТО-ЕНЦЕФАЛНА БАРИЕРА(гръцки, haima, haimat кръв + лат. encephalon, от гръцки, enkephalos мозък) - физиологичен механизъм, който избирателно регулира метаболизма между кръвта и централната нервна система. Г.-е.

BBB. Значението му за структурата и функцията на мозъка

b. също извършва защитна функция, предотвратяване на проникването в цереброспиналната течност и мозъка (главата и гръбначния) на някои чужди вещества, които навлизат в кръвния поток, и междинни метаболитни продукти, образувани в тялото при някои патологични състояния. Следователно тясно свързаните защитни и регулаторни функции на G.-e са условно разграничени. б., осигуряваща относителна неизменност на състава, физ.-хим. и биол, свойства на цереброспиналната течност и адекватност на микросредата на отделни нервни елементи.

За съществуването на механизъм, който ограничава прехода на някои химикали. съединения, главно багрила, от кръвта до мозъка, посочва ги P. Earl (1885), M. Lewandowski (1900), Goldmann (E. Goldmann, 1913) и др.. Предложен е терминът "кръвно-мозъчна бариера". от L. S. Stern и Gauthier (R. Gauthier) през 1921 г. Stern, въз основа на анализа на голям експериментален материал, за първи път формулира физиол, основите на доктрината на G.-e. b. също е определил стойността на Г. – напр. b. за дейност c. н. с.

Morfol, субстрат на G. - напр. b. са анатомични елементи, разположени между кръвта и невроните: капилярен ендотел, клетъчна базална мембрана, глия, хориоиден плексус, мембрани на мозъка. Голямо значениев структурите на Г. - напр. b. има т.нар основното вещество, чийто състав включва комплекси от протеини и полизахариди - мукополизахариди. Много автори играят специална роля в изпълнението на функцията на Г. - напр. b. приписват на невроглиалните клетки. Крайните периваскуларни (смукателни) крака на астроцитите, съседни на външната повърхност на капилярите, могат селективно да извличат от кръвния поток вещества, необходими за хранене на неврони, и да връщат техните метаболитни продукти в кръвта [J. B. Brierley, 1957]. В същото време във всички структури на Г. – напр. b. могат да възникнат ензимни реакции, които допринасят за преструктурирането, окисляването, неутрализирането и разрушаването на веществата, идващи от кръвта (A. Labori, 1964).

Регулаторната функция се оценява чрез определяне на коефициента на пропускливост (по-точно коефициента на разпределение), т.е. съотношението на концентрацията на вещество в цереброспиналната течност към концентрацията му в кръвния серум. За повечето от изследваните кръвни елементи коефициентът на пропускливост е по-малък от единица и само за магнезиевите и хлорните йони е по-голям от единица. Стойността на коефициента зависи от състава на кръвта и цереброспиналната течност.

Използването на радиоизотопна индикация (виж Радиоизотопна диагностика) доведе до известно преразглеждане на концепцията за G.-e. b. Установява се, че пропускливостта на Г. – напр. b. неравен в различни отделимозъка и от своя страна може да се променя по различни начини. Теорията за множеството бариерни образувания (система от мозъчни бариери), функциониращи в зависимост от химията и променящите се нужди на определени нервни структури, получи широко разпространение. Установено е, че в мозъка има "безбариерни" зони (area postrema, неврохипофиза, стебло на хипофизата, епифиза, сива туберкула), където веществата, въведени в кръвта, навлизат почти безпрепятствено. В някои отдели на мозъка (например в хипоталамуса) пропускливостта на G. - напр. b. по отношение на биогенни амини, електролити, някои чужди вещества, той е по-висок, отколкото в други части на мозъка, което осигурява навременния поток на хуморална информация към по-високите автономни центрове; появата на някои патолични процеси (нарушение на механизмите за регулиране на функциите, вегетативни нарушения, диенцефални синдроми и др.) могат да бъдат свързани с повишаване или намаляване на пропускливостта на G. - напр. b.

Защитни и регулиращи функции на G. - e. b. се изследват при хора и животни в онто- и филогенезата, както и при различни състояниятяло - по време на менструация и бременност, с промени в телесната температура и околен свят, в условия на недохранване, глад и бери-бери, с умора, безсъние, ендокринни и вегетативни дисфункции, асфиксия, нервни разстройстваи разстройства вътрешни органи, инфекции, анестезия, травматично увреждане на мозъка, шок, въвеждане на различни фармакологични, лекарства, излагане на йонизиращо лъчение и др. Така по-специално беше установено, че в процеса на филогенеза нервните клетки стават по-чувствителни към промените в състав и свойства на средата им. Това води до подобряване на бариерните механизми на c. н. с. Така например някои вещества лесно проникват от кръвта в мозъка в ниско организирани, но се задържат от G.-e. b. в по-високо организирани организми. Освен това G. - e. b. се отличава с висока пропускливост при ембриони и новородени в сравнение с възрастен организъм. Има предположение, че високата лабилност на нервната система при децата до известна степен зависи от повишената пропускливост на тяхната G.-e.

От голямо теоретично и практическо значение е въпросът за селективността (избирателната пропускливост) G.-e. b. по отношение на вещества, които често са близки едно до друго в химично отношение. структура и биол, свойства. Така например L-dopa в c. н. с. прониква лесно, а D-dopa и допаминът се забавят. Селективност G.-e. b. по време на прехода на вещества от кръвта в цереброспиналната течност и c. н. с. много по-изразени, отколкото при прехода от цереброспиналната течност в кръвта. Г.-е. b. в този случайподобен на селективен филтър по посока на кръвта - c. н. с. или предпазен клапан в обратна посока (L. S. Stern и Gauthier, 1918).

Според съвременните концепции G.-e. b. е саморегулираща се система, състоянието на среза зависи от нуждите на нервните клетки и нивото на метаболитните процеси не само в самия мозък, но и в други органи и тъкани на тялото. Пропускливостта на G. - напр. b. регулирани от нервите и хуморални механизми. Все още обаче няма теория, която да обяснява напълно закономерността на прехода на различни вещества от кръвта в цереброспиналната течност и мозъчната тъкан.

Проучване на защитната функция на G. - напр. b. То има специално значениеза идентифициране на патогенезата и в терапията на заболявания на c. н. с. Намаляването на пропускливостта на бариерата насърчава проникването в c. н. с. не само чужди вещества, но и продукти от нарушен метаболизъм; същевременно повишаване на резистентността на Г. - напр. b. затваря (частично или напълно) пътя към защитните тела, хормони, метаболити, медиатори. Изключително ограничена пропускливост на G. - напр. b. по отношение на някои химиотерапевтични лекарства, използвани в клиничната практика (съединения на арсен, бисмут, живак и др.), на антибиотици (например пеницилин, стрептомицин), антитела (антитоксини, аглутинини, хемолизини) често е пречка при лечението на заболявания c . н. с. Предложено различни методиувеличаване на пропускливостта на G. - напр. b. (прегряване или хипотермия на тялото, излагане на рентгенови лъчи, ваксинация срещу малария и др.), но те не винаги са ефективни. В тези случаи е възможно въвеждането на фармакол. лекарства, лечение серуми, биологично активни вещества директно в цереброспиналната течност (лумбална или субокципитална инжекция по Stern).

За изучаване на функцията на Г. - напр. b. обикновено се използват вещества, които проникват в цереброспиналната течност и мозъка в малки количества. За тази цел при опити върху животни се използват киселинни (предимно трипаново синьо) или основни багрила, соли на хидройодид, пикринова или салицилова киселинаи определяне на тяхното съдържание (количествен или качествен тест) в цереброспиналната течност и мозъчната тъкан. Широко приложениеоткрити методи на авторадиография (виж), гистол., химия, електронна микроскопия. ; В клиниката се предлагат бромни, йодни, салицилови, нитратни, уранинови, хемолизинови, глюкозни и други методи за изследване на G. b. Според Валтер (F. Walter, 1929) веществата, използвани за тази цел, трябва да отговарят на следните изисквания: да се разпределят в кръвта и цереброспиналната течност, преди да бъдат освободени, да не се разпадат в тялото и да не се свързват с протеини; те не трябва да променят състоянието на Г. – напр. b. и навреди на тялото. Трябва да се избере показател, който може да бъде точно количествено определен.

С известните предпазни мерки за изследване на състоянието на G. - e. b. радиоизотопен методможе да се използва и при хора.

Вижте също Бариерни функции, Цереброспинална течност.

Библиография:Касил Г. Н. Хематомозъчна бариера, М., 1963; Stern L. S. Директна хранителна среда на органи и тъкани, Физиологични механизми, които определят неговия състав и свойства, М., 1960; In a k a in L. Кръвно-мозъчната бариера, със специално отношение към използването на радиоактивни изотопи, Springfield, 1956; Мозъчно-бариерни системи изд. от А. Лайта, Амстердам, 1968 г.; Dob-b i n g J. Кръвно-мозъчната бариера, Physiol. Rev., v. 41, стр. 130, 1961; Наръчник по физиология, сек. 1 - Неврофизиология, изд. от J. Field a. о., с. 3, Вашингтон, 1960 г.

Хистохематична бариера -това е набор от морфологични структури, физиологични и физико-химични механизми, които функционират като едно цяло и регулират потока на веществата между кръвта и органите.

Хистохематичните бариери участват в поддържането на хомеостазата на организма и отделни тела. Благодарение на присъствието хистохематични бариеривсеки орган живее в своя собствена специална среда, която може да се различава значително от състава на отделните съставки. Особено силни бариери съществуват между мозъка, кръвта и тъканта на половите жлези, кръвта и влагата в камерите на окото, кръвта на майката и плода.

Хистохематичните бариери на различните органи имат както различия, така и редица Общи чертисгради. Директният контакт с кръвта във всички органи има бариерен слой, образуван от ендотела на кръвоносните капиляри. В допълнение, структурите на HGB са базалната мембрана ( среден слой) и адвентициални клетки на органи и тъкани (външен слой). Хистохематичните бариери, променяйки пропускливостта си за различни вещества, могат да ограничат или улеснят доставката им до органа. За редица токсични вещества те са непроницаеми, което проявява тяхната защитна функция.

Най-важните механизми, които осигуряват функционирането на хистохематологичните бариери, се разглеждат допълнително на примера на кръвно-мозъчната бариера, наличието и свойствата на които лекарят особено често трябва да вземе предвид при прилагането лекарстваи различни ефекти върху тялото.

Кръвно-мозъчна бариера

Кръвно-мозъчна бариерае набор от морфологични структури, физиологични и физико-химични механизми, които функционират като едно цяло и регулират потока на веществата между кръвта и мозъчната тъкан.

Морфологичната основа на кръвно-мозъчната бариера е ендотелът и базалната мембрана на мозъчните капиляри, интерстициални елементи и гликокаликс, невроглия астроцити, покриващи цялата повърхност на капилярите с краката си. Движението на веществата през кръвно-мозъчната бариера включва транспортните системи на ендотела на капилярните стени, включително везикуларен транспорт на вещества (пино- и екзоцитоза), транспорт през канали с или без участието на протеини-носители, ензимни системи, които модифицират или да унищожи входящите вещества. Вече беше споменато, че специализирани водни транспортни системи функционират в нервната тъкан, използвайки аквапориновите протеини AQP1 и AQP4. Последните образуват водни канали, които регулират образуването на цереброспинална течност и обмена на вода между кръвта и мозъчната тъкан.

Мозъчните капиляри се различават от капилярите в други органи по това, че ендотелните клетки образуват непрекъсната стена. В точките на контакт външните слоеве на ендотелните клетки се сливат, образувайки така наречените "тесни връзки".

Кръвно-мозъчната бариера изпълнява защитни и регулаторни функции за мозъка.Предпазва мозъка от действието на редица вещества, образувани в други тъкани, чужди и токсични вещества, участва в транспорта на вещества от кръвта към мозъка и е важен участник в механизмите на хомеостазата на междуклетъчната течност на мозък и цереброспинална течност.

Кръвно-мозъчната бариера е селективно пропусклива за различни вещества. Някои биологично активни вещества, като катехоламини, практически не преминават през тази бариера. Единствените изключения са малки участъци от бариерата на границата с хипофизната жлеза, епифизната жлеза и някои области, където пропускливостта на кръвно-мозъчната бариера за много вещества е висока. В тези области са открити канали и междуендотелни пролуки, проникващи в ендотела, през които вещества от кръвта проникват в извънклетъчната течност на мозъчната тъкан или в себе си. Високата пропускливост на кръвно-мозъчната бариера в тези области позволява биологични активни вещества(цитокини) достигат онези неврони на хипоталамуса и жлезистите клетки, върху които се затваря регулаторната верига на невроендокринните системи на тялото.

Характерна особеност на функционирането на кръвно-мозъчната бариера е възможността за промяна на нейната пропускливост за редица вещества в различни условия. По този начин кръвно-мозъчната бариера е в състояние, чрез регулиране на пропускливостта, да промени връзката между кръвта и мозъка. Регулирането се осъществява чрез промяна на броя на отворените капиляри, скоростта на кръвния поток, промени в пропускливостта клетъчни мембрани, заявява междуклетъчно вещество, активност на клетъчните ензимни системи, пино- и екзоцитоза. Пропускливостта на BBB може да бъде значително нарушена при условия на исхемия на мозъчната тъкан, инфекция, развитие на възпалителни процеси в нервната система и нейното травматично увреждане.

Смята се, че кръвно-мозъчната бариера, създавайки значителна пречка за проникването на много вещества от кръвта в мозъка, в същото време добре пропуска същите вещества, образувани в мозъка в обратна посока - от мозъка в кръвта.

Пропускливостта на кръвно-мозъчната бариера за различни вещества е много различна. Мастноразтворимите вещества са склонни да преминават BBB по-лесно от водоразтворимите вещества.. Лесно прониква през кислород, въглероден диоксид, никотин, етанол, хероин, мастноразтворими антибиотици ( хлорамфениколи т.н.)

Липидно-неразтворимата глюкоза и някои основни аминокиселини не могат да преминат в мозъка чрез проста дифузия. Въглехидратите се разпознават и транспортират от специални транспортери GLUT1 и GLUT3. Тази транспортна система е толкова специфична, че прави разлика между стереоизомерите на D- и L-глюкозата: D-глюкозата се транспортира, но L-глюкозата не. Транспортът на глюкоза в мозъчната тъкан е нечувствителен към инсулин, но се инхибира от цитохалазин В.

Носителите участват в транспортирането на неутрални аминокиселини (например фенилаланин). За преноса на редица вещества се използват активни транспортни механизми. Например, поради активен транспорт срещу концентрационни градиенти, се транспортират Na +, K + йони, аминокиселината глицин, която действа като инхибиторен медиатор.

По този начин преносът на вещества с помощта на различни механизми се извършва не само през плазмените мембрани, но и чрез структурите на биологичните бариери. Изследването на тези механизми е необходимо, за да се разбере същността на регулаторните процеси в организма.

Човек е зает с наранявания. И само малка част от лезиите са причинени директно от заболявания на централната нервна система.

Поради някои свои особености нервната система е много интересна от гледна точка на науката. Работата е там, че анатомията е изключително трудна за разбиране. Формиране на нейната основа нервни влакнаимат своя собствена структура, различна от другите тъкани на човешкото тяло.

Една от основните характеристики е изключително ниската способност за регенерация. Това не означава, че увредените нерви не се възстановяват, но тяхното възстановяване е много бавно и изисква определени условия.

Друга характеристика на нервната система като цяло и на централната нервна система в частност е кръвно-мозъчната бариера (КМБ).

Не е тайна, че главата и гръбначен мозъкса в специална течност, близка по състав, но различна от нея по съдържанието на различни фракции белтъци и микроелементи. Цереброспиналната (или цереброспиналната) течност се образува от кръвта и лимфата под действието на специален "филтър", ролята на който се изпълнява от кръвно-мозъчната бариера.

Специални клеткис междуендотелни контакти предотвратяват проникването в тази течност. Днес учените не са разбрали напълно как се извършва регулирането на филтриращата способност на бариерата, но е надеждно известно, че нейната пропускателна способност се променя с промените в метаболитната активност на мозъка. В допълнение, кръвно-мозъчната бариера има разлики в различни отделимозък, което обуславя различната му способност да филтрира течности (кръв и лимфа).

Проучванията показват, че някои от веществата проникват в BBB главно от кръвоносни съдове, друга част от тях - от системата, а останалите могат да идват от двете среди с еднаква скорост. Собствената, уникална и неизследвана досега система за саморегулиране на състава на гръбначно-мозъчната течност осигурява доставката на вещества в количеството, от което се нуждае централната нервна система. Това се случва с регулиране на обема на течната част, количеството и състава на протеините, както и състава на постъпващите йони (последните са представени от калий и натрий).

За какво е кръвно-мозъчната бариера?

На първо място, неговото действие е насочено към създаване на относително изолирана среда за централната нервна система, но също така изпълнява защитна функция, предотвратявайки проникването на бактерии и вируси в цереброспиналната течност от кръвния или лимфния поток. Важно е да се разбере, че в случай на нарушения във функционирането на BBB, последствията ще бъдат много сериозни. Така че бактериите, които са проникнали в цереброспиналната течност, водят до менингит, енцефалит и други възпалителни процесименинги и мозъчни тъкани.

Редица изследвания, проведени от експерти, демонстрират способността за въздействие пропускателна способносткръвно-мозъчна бариера различни лекарства. В допълнение, използваните по-рано лекарствазапочна да се идентифицира тази функция. Днес лекарите са добре запознати с това какви лекарства и как влияят на BBB. Освен това сме се научили да използваме тези свойства в полза на човека.

По този начин кръвно-мозъчната бариера изпълнява редица много значими функциикоито поддържат оптималното състояние на вътрешните органи на човешкото тяло. Трябва обаче да се разбере, че такива характеристики на бариерата я правят много чувствителна както към наранявания, така и към различни патологични състояния, поради което е толкова важно да разберем и вземем предвид тези аспекти при превенцията и лечението на заболяванията.