Prolaz novorođenih neurona kroz GEB. Hematotestikularna biološka barijera. Fiziologija - kako radi BBB

Krvno-moždana barijera(BBB) ​​je fiziološka barijera koja odvaja krv od cerebrospinalne tekućine i unutrašnje okruženje centralno nervni sistem kako bi se potonji održao konstantnim. Koncentracija mnogih supstanci, kao što su aminokiseline, hormoni, joni metala, u krvi se stalno mijenja, posebno naglo nakon jela ili fizička aktivnost. Većina organa može tolerirati takve promjene, međutim, one mogu biti štetne za funkcioniranje centralnog nervnog sistema, što dovodi do haotičnog stvaranja nervnih impulsa pojedinačni neuroni, budući da mnoge krvne supstance (na primjer, aminokiselina glicin i hormon noradrenalin) funkcionišu kao neurotransmiteri, a neki ioni (na primjer, K+) mogu promijeniti ekscitabilnost nervnih stanica.

Struktura krvno-moždane barijere

Sljedeće strukture su uključene u stvaranje krvno-moždane barijere:

• Endotel kapilara, čije su ćelije čvrsto i usko povezane jedna s drugom pomoću čvrstih spojeva, zbog čega su kapilare CNS-a manje propusne po cijelom tijelu. Ova komponenta je najvažnija u stvaranju BBB-a.
• Relativno debela bazalna membrana koja okružuje svaku kapilaru spolja.
• Cibulinske "noge" astrocita, koje se čvrsto drže oko kapilara. Iako ove strukture doprinose formiranju BBB, njihova uloga nije toliko da direktno obezbede nepropusnost, već da stimulišu endoteliocite da formiraju čvrste spojeve.

Permeabilnost krvno-moždane barijere

Krvno-moždana barijera ima selektivnu permeabilnost: iz nje se olakšanom difuzijom mogu transportovati supstance neophodne za ishranu nervnog sistema: glukoza (uz učešće GLUT 1 transportera), esencijalne aminokiseline i neki elektroliti. lipidi (masti, masna kiselina) i tvari male molekularne težine topljive u mastima (kiseonik, ugljen-dioksid, etanol, nikotin, anestetici) mogu pasivno difundirati kroz BBB membrane. Supstance kao što su proteini, većina toksina i metaboličkih proizvoda ne mogu ga savladati, a aminokiseline niske molekularne težine i ioni kalija čak se aktivno preuzimaju iz mozga u krv. Posebno, jedinstveni Na + -K + -2Cl ko-transporter se koristi za održavanje niske koncentracije K+.

Prolaz supstanci u suprotnom smjeru - iz mozga u krv - je mnogo manje kontroliran, jer cerebrospinalna supstanca teče u venski krevet kroz resice arahnoida.

Distribucija krvno-moždane barijere

BBB nije isti u različitim dijelovima centralnog nervnog sistema, na primjer, u spojevima pleksusa (lat. Plexus choroidus) Kapilare moždanih ventrikula su dobro propusne, ali su okružene ependimalnim stanicama koje su već međusobno povezane čvrstim spojevima. Ponekad se barijera u vezama pleksusa razlikuje od krvno-moždane barijere i naziva se hemato-spinalno-cerebrospinalna barijera, iako imaju mnogo zajedničkog.

Neki funkcionalne strukture U mozgu krvno-moždana barijera ih sprečava da obavljaju svoj posao, pa su lišeni toga, ova područja su ujedinjena pod nazivom navkolunochkovy organi, budući da se nalaze u blizini ventrikula mozga. Na primjer, centar povraćanja u oblongata medulla kod četvrte komore, mora pratiti prisustvo toksičnih supstanci u krvi. A hipotalamus, koji se nalazi na dnu treće komore, mora stalno osjećati hemijski sastav krvi kako bi regulisao bilans vode i soli, tjelesnu temperaturu i mnoge druge fiziološke pokazatelje. Posebno je aktivan kao odgovor na krvne proteine ​​kao što je angiotenzin II, koji stimuliše piće, i interleukin-1, koji izaziva groznicu.

Krvno-moždana barijera također je nedovoljno razvijena kod novorođenčadi i dojenčadi, što ih čini posebno osjetljivim na toksične tvari.

Klinički značaj

Sposobnost određenih lijekova da pređu BBB je važna karakteristika njihovu farmakokinetiku. Posebno ga je važno uzeti u obzir u liječenju organa nervnog sistema. Na primjer, neki antibiotici zapravo ne mogu prodrijeti u tkiva mozga i kičmene moždine, dok drugi to čine prilično lako. BBB zadržava amine dopamin i serotonin, ali propušta njihove kisele prekursore, L-DOPA i 5-hidroksitriptofan.

Bitan kliničko posmatranje je da je krvno-moždana barijera probijena u područjima rasta tumora - opet, kapilari nemaju normalan kontakt sa astrocitima. Ovo pomaže u dijagnostici neoplazmi u CNS-u: ako se koristi albumin označen sa 131 I, on će prodrijeti prije svega u tumorsko tkivo, kako bi se mogao lokalizirati.

Krvno-moždana barijera je izuzetno važna za osiguravanje homeostaze mozga, ali mnoga pitanja u vezi s njenim formiranjem još uvijek nisu u potpunosti razjašnjena. Ali već je sasvim jasno da je BBB najizraženiji u smislu diferencijacije, složenosti i gustine histohematološke barijere. Njegova glavna strukturna i funkcionalna jedinica su endotelne ćelije kapilara mozga.

Metabolizam mozga, kao nijednog drugog organa, ovisi o tvarima koje dolaze iz krvotoka. Brojne krvne žile koje osiguravaju funkcioniranje nervnog sistema odlikuju se činjenicom da je proces prodiranja tvari kroz njihove zidove selektivan. Endotelne ćelije kapilara mozga međusobno su povezane neprekidnim čvrstim spojevima, tako da supstance mogu proći samo kroz same ćelije, ali ne i između njih. To vanjska površina kapilare graniče sa glijalnim stanicama - drugom komponentom krvno-moždane barijere. U horoidnim pleksusima ventrikula mozga, anatomska osnova barijere su epitelne stanice, koje su također međusobno čvrsto povezane. Trenutno se krvno-moždana barijera ne smatra anatomskom i morfološkom, već kao funkcionalno obrazovanje, sposoban da selektivno prolazi, au nekim slučajevima i da isporučuje različite molekule do nervnih ćelija koristeći aktivne transportne mehanizme. Dakle, barijera obavlja regulatorne i zaštitne funkcije.

U mozgu postoje strukture u kojima je krvno-moždana barijera oslabljena. To je, prije svega, hipotalamus, kao i niz formacija na dnu 3. i 4. komore - najzadnje polje (area postrema), subfornični i subkomisuralni organi, kao i epifiza. Integritet BBB je narušen kod ishemijskih i upalnih lezija mozga.

Krvno-moždana barijera se smatra konačno formiranom kada svojstva ovih ćelija zadovolje dva uslova. Prvo, stopa endocitoze tečne faze (pinocitoze) kod njih bi trebala biti izuzetno niska. Drugo, između ćelija treba da se formiraju specifični čvrsti kontakti koje karakteriše veoma visok električni otpor. Dostiže vrijednosti od 1000-3000 Ohm/cm2 za pia mater kapilare i od 2000 do 8000 0m/cm2 za intraparenhimske cerebralne kapilare. Za poređenje: prosječna vrijednost transendotelni električni otpor kapilara skeletnih mišića je samo 20 Ohm/cm2.

Propustljivost krvno-moždane barijere za većinu supstanci u velikoj mjeri je određena njihovim svojstvima, kao i sposobnošću neurona da sami sintetiziraju ove tvari. Supstance koje mogu prevladati ovu barijeru su prvenstveno kisik i ugljični dioksid, kao i razni metalni joni, glukoza, esencijalne aminokiseline i masne kiseline neophodne za normalno funkcionisanje mozak. Transport glukoze i vitamina vrši se pomoću nosača. Istovremeno, D- i L-glukoza imaju različite stope prodiranja kroz barijeru - u prvoj je više od 100 puta veća. Glukoza igra vodeća uloga kako u energetskom metabolizmu mozga, tako i u sintezi niza aminokiselina i proteina.

Vodeći faktor koji određuje funkcionisanje krvno-moždane barijere je nivo metabolizma nervnih ćelija.

Opskrba neurona potrebnim tvarima provodi se ne samo uz pomoć prikladnih krvnih kapilara, ali i zahvaljujući procesima meke i arahnoidne membrane, kroz koje cirkuliše cerebrospinalna tečnost. Cerebrospinalna tečnost se nalazi u lobanjskoj šupljini, u komorama mozga i u prostorima između moždanih ovojnica. Kod ljudi njegova zapremina je oko 100-150 ml. Zahvaljujući cerebrospinalnoj tekućini, održava se osmotska ravnoteža nervnih ćelija i uklanjaju se metabolički produkti koji su toksični za tijelo. nervnog tkiva.

Prolazak tvari kroz krvno-moždanu barijeru ne ovisi samo o propusnosti vaskularnog zida za njih ( molekularna težina, naboj i lipofilnost supstance), ali i na prisustvo ili odsustvo aktivnog transportnog sistema.

Endotelne ćelije moždanih kapilara bogate su stereospecifičnim inzulinom nezavisnim transporterom glukoze (GLUT-1), koji obezbeđuje transport ove supstance kroz krvno-moždanu barijeru. Aktivnost ovog transportera može osigurati isporuku glukoze u količini 2-3 puta većoj od one koja je potrebna mozgu u normalnim uslovima.

Karakteristike transportnih sistema krvno-moždane barijere (prema: Pardridge, Oldendorf, 1977.)

Kod djece sa poremećenim funkcionisanjem ovog transportera dolazi do značajnog smanjenja nivoa glukoze u likvoru i poremećaja u razvoju i funkcionisanju mozga.

Monokarboksilne kiseline (L-laktat, acetat, piruvat), kao i ketonska tijela transportuju odvojeni stereospecifični sistemi. Iako je intenzitet njihovog transporta manji od intenziteta glukoze, oni su važan metabolički supstrat kod novorođenčadi i tokom gladovanja.

Transport holina u centralni nervni sistem takođe je posredovan transporterom i može se regulisati brzinom sinteze acetilholina u nervnom sistemu.

Vitamini se ne sintetiziraju u mozgu i opskrbljuju se iz krvi pomoću posebnih transportnih sistema. Uprkos činjenici da ovi sistemi imaju relativno nisku transportnu aktivnost, u normalnim uslovima mogu da obezbede transport potrebne količine vitamina za mozak, ali njihov nedostatak u hrani može dovesti do neurološki poremećaji. Neki proteini plazme također mogu proći krvno-moždanu barijeru. Jedan od načina na koji ulaze je putem transcitoze posredovane receptorima. Tako inzulin, transferin, vazopresin i faktor rasta sličan insulinu prodiru kroz barijeru. Endotelne ćelije kapilara mozga imaju specifične receptore za ove proteine ​​i sposobne su da izvrše endocitozu proteinsko-receptorskog kompleksa. Važno je da se, kao rezultat naknadnih događaja, kompleks razgradi, u koji se netaknuti protein može osloboditi Suprotna stranaćelije, a receptor se reintegriše u membranu. Za polikationske proteine ​​i lektine, transcitoza je takođe način prodiranja kroz BBB, ali nije povezana sa radom specifičnih receptora.

Mnogi neurotransmiteri prisutni u krvi nisu u stanju da pređu BBB. Dakle, dopamin nema tu sposobnost, dok L-DOPA prodire u BBB koristeći sistem za transport neutralnih aminokiselina. Osim toga, kapilarne stanice sadrže enzime koji metaboliziraju neurotransmitere (holinesterazu, GABA transaminazu, aminopeptidaze, itd.), lijekove i toksične supstance, koji štiti mozak ne samo od neurotransmitera koji kruže krvlju, već i od toksina.

Proteini nosači također sudjeluju u radu BBB, prenoseći tvari iz endotelnih stanica kapilara mozga u krv, sprječavajući njihov prodor u mozak, na primjer, b-glikoprotein.

Tokom ontogeneze, brzina transporta razne supstance kroz BBB se značajno mijenja. Dakle, brzina transporta b-hidroksibutirata, triptofana, adenina, holina i glukoze kod novorođenčadi je značajno veća nego kod odraslih. Ovo odražava relativno veću potražnju mozak u razvoju u energetskim i makromolekularnim supstratima.

Krvno-moždana barijera To je funkcionalna barijera koja sprječava prodiranje niza supstanci poput antibiotika, toksičnih kemijskih i bakterijskih spojeva iz krvi u nervno tkivo.

Pitanje51. Krvno-moždana barijera i njene funkcije

U srcu funkcionisanja krvno-moždanu barijeru leži smanjena propusnost, koja je karakteristična za krvne kapilare u nervnom tkivu. Glavna strukturna komponenta ove barijere su prateći spojevi koji osiguravaju kontinuitet endotelnih ćelija ovih kapilara.

Citoplazma njihovih endotelnih ćelija ne sadrži fenestre, koji se nalaze u mnogim drugim područjima, a pinocitne vezikule su vrlo rijetke. Niska permeabilnost ovih kapilara je dijelom posljedica proširenih područja neuroglijalnih ćelijskih procesa koji ih okružuju.

Vaskularni pleksus sastavljena od nabora pia mater visokog sadržaja proširene fenestrirane kapilare koje prodiru duboko u ventrikule mozga. Nalazi se u krovu III i IV ventrikula i u dijelu zidova bočnih komora. Horoidni pleksus je formiran od labavog vezivnog tkiva pia mater, prekrivenog jednim slojem kuboidnog ili niskog stupastog epitela, čije ćelije transportuju ione.

Dom funkcija horoidni pleksus je proizvodnja cerebrospinalnu tečnost, koji sadrži samo mala količinačvrste tvari i potpuno ispunjava ventrikule, centralni kanal kičmene moždine, subarahnoidalni prostor i perivaskularni prostor. Cerebrospinalna tečnost je važna za metabolizam centralnog nervnog sistema i deluje kao mehanizam zaštite od mehaničkih udara.

cerebrospinalnu tečnost- proziran, male gustine (1,004-1,008 g/ml) i vrlo niske koncentracije proteina. U jednom mililitru ove tečnosti nalaze se i pojedinačne deskvamirane ćelije i dva do pet limfocita. Cerebrospinalna tekućina se kontinuirano proizvodi i cirkulira u komorama, iz kojih se usmjerava u subarahnoidalni prostor.

Vaskularni pleksus.
Osnovu horoidnog pleksusa formiraju labavi vezivno tkivo With velika količina krvne kapilare (CC), prekriven je jednim slojem kubičnog epitela

U njemu u resice arahnoidna membrana je glavna apsorpcija cerebrospinalne tečnosti u vensku cirkulaciju. (U nervnom tkivu mozga limfnih sudova nedostaje.)

odbiti usisavanje cerebrospinalna tečnost ili blokada njenog odliva iz ventrikula dovodi do stanja poznatog kao hidrocefalus (grč. hidro - voda + kephale - glava). Hidrocefalus je svaki poremećaj u kojem se nalaze šupljine centralnog nervnog sistema višak iznosa cerebrospinalnu tečnost, što uzrokuje povećanje intrakranijalnog pritiska.

kongenitalno hidrocefalus dovodi do povećanja glave, praćenog kršenjem mentalna aktivnost i slabost mišića. Odrasli imaju brojne neurološke simptome, također uzrokovane oštećenjem nervnog tkiva mozga.

— Povratak na odjeljak « histologija"

1. Tijelo nervne ćelije - neuron: struktura, histologija
2. Dendriti nervnih ćelija: struktura, histologija
3. Aksoni nervnih ćelija: struktura, histologija
4. Membranski potencijali nervnih ćelija. fiziologija
5. Sinapsa: struktura, funkcije
6. Glijalne ćelije: oligodendrociti, Schwannove ćelije, astrociti, ependimalne ćelije
7. Mikroglija: struktura, histologija
8. Centralni nervni sistem (CNS): struktura, histologija
9. Histologija meninge. Struktura
10. Krvno-moždana barijera: struktura, histologija

Krvno-moždana barijera (BBB)- fiziološka barijera između cirkulatornog sistema i centralnog nervnog sistema.

Krvno-moždana barijera

BBB je prisutan kod svih kralježnjaka; njegova glavna funkcija je održavanje homeostaze mozga.

Krvno-moždana barijera štiti nervno tkivo od mikroorganizama koji kruže u krvi, toksina, ćelijskih i humoralnih faktora imunološki sistem koji moždano tkivo doživljavaju kao strano. Obavlja funkciju visoko selektivnog filtera kroz koji hranljive materije, a proizvodi njegove vitalne aktivnosti se izlučuju u krvotok.

Ljudsko tijelo i više životinje imaju niz specifičnosti fiziološki sistemi obezbeđivanje prilagođavanja (prilagođavanja) na stalno promenljive uslove postojanja. Ovaj proces je usko povezan sa potrebom za obaveznim očuvanjem postojanosti bitnih fizioloških parametara, unutrašnje sredine tela, fizičke hemijski sastav tkivna tečnost međućelijskog prostora.

Među homeostatskim adaptivnim mehanizmima dizajniranim da zaštite organe i tkiva od stranih supstanci i regulišu postojanost sastava tkiva intersticijske tečnosti, vodeće mjesto zauzima krvno-moždana barijera. Po definiciji, L. S. Stern, krvno-moždana barijera kombinuje skup fizioloških mehanizama i odgovarajućih anatomskih formacija u centralnom nervnom sistemu uključenih u regulaciju sastava cerebrospinalne tečnosti (CSF).

U idejama o krvno-moždanoj barijeri kao glavne odredbe ističu se sljedeće: 1) prodiranje supstanci u mozak se odvija uglavnom ne kroz cerebrospinalnu tekućinu, već kroz cirkulatorni sistem na kapilarnom nivou - nervna ćelija; 2) krvno-moždana barijera u većoj mjeri nije anatomska formacija, već funkcionalni koncept karakterizira određeni fiziološki mehanizam. Kao i svaki fiziološki mehanizam koji postoji u tijelu, krvno-moždana barijera je pod regulatornim utjecajem nervnog i humoralnog sistema; 3) među faktorima koji kontrolišu krvno-moždanu barijeru vodeći je nivo aktivnosti i metabolizma nervnog tkiva.

Krvno-moždana barijera reguliše prodiranje biološki aktivnih supstanci, metabolita, hemijske supstance, djelujući na osjetljive strukture mozga, sprječava ulazak stranih tvari, mikroorganizama, toksina u mozak.

Glavna funkcija koja karakterizira krvno-moždanu barijeru je propusnost ćelijskog zida. Neophodan nivo fiziološke permeabilnosti, adekvatan funkcionalnom stanju organizma, određuje dinamiku protoka fiziološki aktivnih supstanci u nervne ćelije mozga.

Funkcionalna shema krvno-moždane barijere uključuje neurogliju i sistem likvorskih prostora uz histohematološku barijeru. Histohematska barijera ima dvostruku funkciju: regulatornu i zaštitnu. Regulatorna funkcija osigurava relativnu postojanost fizičkih i fizička i hemijska svojstva, hemijski sastav, fiziološka aktivnost međućelijske sredine organa, zavisno od njegove funkcionalno stanje. Zaštitna funkcija histohematske barijere je zaštita organa od ulaska stranih ili toksične supstance endo- i egzogene prirode.

Vodeća komponenta morfološkog supstrata krvno-moždane barijere, koja osigurava njene funkcije, je zid moždane kapilare. Postoje dva mehanizma za prodiranje supstance u moždane ćelije: kroz cerebrospinalnu tečnost, koja služi kao posredna veza između krvi i nervne ili glijalne ćelije, koja obavlja nutritivnu funkciju (tzv. cerebrospinalni put tečnosti), i kroz kapilarni zid. U odraslom organizmu, glavni put kretanja tvari u nervne stanice je hematogeni (kroz zidove kapilara); put cerebrospinalne tečnosti postaje pomoćni, dodatni.

Permeabilnost krvno-moždane barijere zavisi od funkcionalnog stanja organizma, sadržaja medijatora, hormona i jona u krvi. Povećanje njihove koncentracije u krvi dovodi do smanjenja propusnosti krvno-moždane barijere za ove tvari.

Čini se da je funkcionalni sistem krvno-moždane barijere važna komponenta neurohumoralna regulacija. Konkretno, princip hemijske povratne sprege u tijelu se ostvaruje kroz krvno-moždanu barijeru. Na taj način se ostvaruje mehanizam homeostatske regulacije sastava unutrašnje sredine organizma.

Regulaciju funkcija krvno-moždane barijere vrše viši dijelovi centralnog nervnog sistema i humoralni faktori. Značajnu ulogu u regulaciji ima hipotalamo-hipofizno-nadbubrežni sistem. U neurohumoralnoj regulaciji krvno-moždane barijere važnost imati metabolički procesi posebno u moždanom tkivu.

At razne vrste cerebralna patologija, na primjer, ozljede, razne upalne lezije moždanog tkiva, postoji potreba za umjetnim smanjenjem razine propusnosti krvno-moždane barijere. Farmakološki utjecaji mogu povećati ili smanjiti prodiranje u mozak različitih tvari koje se unose izvana ili kruže krvlju.

⇐ Prethodno12345678910Sljedeće ⇒

HEMATO-ENCEFALNA BARIJERA(grčki, haima, haimat krv + lat. encephalon, od grčkog, enkephalos mozak) - fiziološki mehanizam koji selektivno reguliše metabolizam između krvi i centralnog nervnog sistema. G.-e.

BBB. Njegov značaj za strukturu i funkciju mozga

b. takođe sprovodi zaštitna funkcija, sprečavanje prodiranja u likvor i mozak (glavu i kičmu) nekih stranih supstanci koje ulaze u krvotok, te srednjih metaboličkih produkata koji nastaju u tijelu u nekim patol, stanjima. Stoga se usko povezane zaštitne i regulatorne funkcije G.-e konvencionalno razlikuju. b., obezbeđujući relativnu nepromenljivost sastava, fiz.-hemij. i biol, svojstva cerebrospinalne tečnosti i adekvatnost mikrookruženja pojedinih nervnih elemenata.

O postojanju mehanizma koji ograničava tranziciju neke hemikalije. spojeva, uglavnom boja, iz krvi u mozak, ukazali su P. Earl them (1885), M. Lewandowski, (1900), Goldmann (E. Goldmann, 1913) i dr. Predložen je termin "krvno-moždana barijera". L. S. Sterna i Gauthier-a (R. Gauthier) 1921. Stern je, na osnovu analize velikog eksperimentalnog materijala, po prvi put formulisao fiziol, temelje doktrine G.-e. b. takođe je definisala vrednost G. - e. b. za aktivnost c. n. With.

Morfol, G. supstrat - e. b. su anatomski elementi koji se nalaze između krvi i neurona: kapilarni endotel, ćelijska bazalna membrana, glija, horoidni pleksus, membrane mozga. Velika važnost u G. strukturama - e. b. ima tzv glavna tvar, čiji sastav uključuje komplekse proteina i polisaharida - mukopolisaharide. Mnogi autori igraju posebnu ulogu u implementaciji G. funkcije – npr. b. pripisuje neuroglijalnim ćelijama. Krajnje perivaskularne (usisne) noge astrocita, uz vanjsku površinu kapilara, mogu selektivno izvući iz krvotoka tvari potrebne za hranjenje neurona i vratiti njihove metaboličke produkte u krv [J. B. Brierley, 1957.]. Istovremeno u svim strukturama G. - e. b. mogu se javiti enzimske reakcije koje doprinose restrukturiranju, oksidaciji, neutralizaciji i uništavanju supstanci koje dolaze iz krvi (A. Labori, 1964).

Regulatorna funkcija se procjenjuje određivanjem koeficijenta permeabilnosti (tačnije koeficijenta distribucije), odnosno omjera koncentracije tvari u likvoru i njene koncentracije u krvnom serumu. Za većinu proučavanih krvnih elemenata koeficijent propusnosti je manji od jedan, a samo za jone magnezija i hlora veći od jedan. Vrijednost koeficijenta ovisi o sastavu krvi i cerebrospinalne tekućine.

Upotreba indikacije radioizotopa (vidi Radioizotopska dijagnostika) dovela je do određene revizije koncepta G.-e. b. Utvrđeno je da je G. propustljivost - e. b. nejednako u raznim odjelima mozak i, zauzvrat, može se mijenjati na različite načine. Teorija o višestrukosti barijera (sistem moždanih barijera) koje funkcioniraju ovisno o hemiji i promjenjivim potrebama određenih nervnih struktura postala je široko rasprostranjena. Utvrđeno je da u mozgu postoje zone „bez barijera“ (area postrema, neurohipofiza, stabljika hipofize, epifiza, sivi tuberkul), u koje tvari koje se unose u krv gotovo nesmetano ulaze. U nekim odjelima mozga (npr. u hipotalamusu) G. permeabilnost - e. b. u odnosu na biogene amine, elektrolite, neke strane tvari, veći je nego u drugim dijelovima mozga, što osigurava pravovremeni protok humoralnih informacija do viših autonomnih centara; pojava nekih patola, procesa (kršenje mehanizama regulacije funkcija, autonomni poremećaji, diencefalni sindromi, itd.) mogu biti povezani sa povećanjem ili smanjenjem permeabilnosti G. - npr. b.

Zaštitne i regulacione funkcije G. - e. b. proučavaju se kod ljudi i životinja u onto- i filogeniji, kao i u različite države tijela - tokom menstruacije i trudnoće, sa promjenama tjelesne temperature i okruženje, u uslovima pothranjenosti, gladovanja i beri-beri, sa umorom, nesanicom, endokrinim i autonomnim poremećajima, gušenjem, nervni poremećaji i poremećaji unutrašnje organe, infekcije, anestezija, traumatske ozljede mozga, šok, uvođenje raznih farmakola, lijekova, izlaganje jonizujućim zračenjima itd. Tako je posebno utvrđeno da u procesu filogeneze nervne stanice postaju osjetljivije na promjene u sastav i svojstva njihove okoline. To vodi ka poboljšanju mehanizama barijere c. n. With. Tako, na primjer, neke tvari lako prodiru iz krvi u mozak u nisko organiziranim, ali ih G.-e zadržava. b. u više organizovanim organizmima. Osim toga, G. - e. b. razlikuje se po visokoj propusnosti kod embrija i novorođenčadi u odnosu na odrasli organizam. Postoji pretpostavka da visoka labilnost nervnog sistema kod dece u određenoj meri zavisi od povećane permeabilnosti njihovog G.-e.

Od velikog teorijskog i praktičnog značaja je pitanje selektivnosti (selektivne permeabilnosti) G.-e. b. u odnosu na supstance koje su često bliske jedna drugoj u hemijskom smislu. struktura i biol, svojstva. Tako, na primjer, L-dopa u c. n. With. lako prodire, a D-dopa i dopamin se odlažu. Selektivnost G.-e. b. prilikom prelaska supstanci iz krvi u likvor i c. n. With. mnogo izraženije nego prilikom prelaska iz likvora u krv. G.-e. b. in ovaj slučaj slično selektivnom filteru u smjeru krvi - c. n. With. ili sigurnosni ventil u suprotnom smjeru (L. S. Stern i Gauthier, 1918).

Prema modernim konceptima, G.-e. b. je samoregulirajući sistem, stanje reza zavisi od potreba nervnih ćelija i nivoa metaboličkih procesa ne samo u samom mozgu, već iu drugim organima i tkivima tela. G. propustljivost - e. b. regulisan nervima i humoralni mehanizmi. Međutim, još uvijek ne postoji teorija koja u potpunosti objašnjava pravilnost prijelaza različitih tvari iz krvi u likvor i moždano tkivo.

Proučavanje zaštitne funkcije G. - e. b. Ima posebno značenje za identifikaciju patogeneze i u terapiji bolesti c. n. With. Smanjenje propusnosti barijere pospješuje prodor u c. n. With. ne samo strane tvari, već i proizvodi poremećenog metabolizma; istovremeno povećanje G. otpora - e. b. zatvara (djelimično ili potpuno) put zaštitnim tijelima, hormonima, metabolitima, medijatorima. G. izuzetno ograničena propusnost - e. b. u odnosu na neke kemoterapijske lijekove koji se koriste u klinastoj praksi (jedinjenja arsena, bizmuta, žive itd.), na antibiotike (npr. penicilin, streptomicin), antitijela (antitoksini, aglutinini, hemolizini) često predstavlja prepreku u liječenju bolesti c . n. With. Predloženo razne metode povećanje permeabilnosti G. - e. b. (pregrijavanje ili hipotermija tijela, izlaganje x-zrake, vakcinacija protiv malarije, itd.), ali nisu uvijek efikasne. U tim slučajevima je moguća primjena farmakola. lijekovi, liječenje serumi, biološki aktivne supstance direktno u cerebrospinalnu tečnost (lumbalna ili subokcipitalna injekcija po Sternu).

Za proučavanje G. funkcije - e. b. Obično se koriste supstance koje u malim količinama prodiru u cerebrospinalnu tečnost i mozak. U tu svrhu, u eksperimentima na životinjama, koriste se kisele (prvenstveno tripan plavo) ili bazične boje, soli jodohidroida, pikrina ili salicilna kiselina i odrediti njihov sadržaj (kvantitativni ili kvalitativni test) u likvoru i moždanom tkivu. Široka primjena pronašao metode autoradiografije (vidi), gistol., hemije, elektronske mikroskopije. ; U klinu, praksi se nude brom, jod, salicil, nitrat, uranin, hemolizin, glukoza i druge metode istraživanja G. b. Prema Walteru (F. Walter, 1929), supstance koje se koriste u tu svrhu moraju ispunjavati sljedeće zahtjeve: raspoređene u krvi i cerebrospinalnoj tečnosti prije nego što se otpuste, ne razlažu se u tijelu i ne vezuju se za proteine; ne bi trebalo da menjaju G. stanje - e. b. i štetiti organizmu. Treba odabrati indikator koji se može precizno kvantificirati.

Uz poznate mjere opreza za istraživanje stanja G. - e. b. radioizotopska metoda može se koristiti i kod ljudi.

Vidi također Barijerne funkcije, Cerebrospinalna tekućina.

Bibliografija: Kassil G. N. Hemato-moždana barijera, M., 1963; Stern L. S. Direktna hranljiva podloga organa i tkiva, Fiziološki mehanizmi, koji određuju njegov sastav i svojstva, M., 1960; In a k a in L. Krvno-moždana barijera, s posebnim osvrtom na upotrebu radioaktivnih izotopa, Springfield, 1956; Sistemi moždane barijere ed. A. Lajtha, Amsterdam, 1968; Dob-b i n g J. Krvno-moždana barijera, Physiol. Rev., v. 41, str. 130, 1961; Priručnik za fiziologiju, sek. 1 - Neurofiziologija, ur. autor J. Field a. o., v. 3, Vašington, 1960.

Histohematska barijera - to je skup morfoloških struktura, fizioloških i fizičko-hemijskih mehanizama koji funkcioniraju kao cjelina i reguliraju protok tvari između krvi i organa.

Histohematske barijere su uključene u održavanje homeostaze tijela i pojedinačna tijela. Zahvaljujući prisustvu histohematske barijere svaki organ živi u svom posebnom okruženju, koje se može značajno razlikovati od sastava pojedinih sastojaka. Posebno snažne barijere postoje između mozga, krvi i tkiva spolnih žlijezda, krvi i vlage očnih komora, krvi majke i fetusa.

Histohematske barijere različitih organa imaju i razlike i niz zajedničke karakteristike zgrade. Direktan kontakt s krvlju u svim organima ima sloj barijere formiran od endotela krvnih kapilara. Osim toga, strukture HGB-a su bazalna membrana ( srednji sloj) i adventivne ćelije organa i tkiva (spoljni sloj). Histohematske barijere, mijenjajući njihovu propusnost za različite tvari, mogu ograničiti ili olakšati njihovu dopremanje do organa. Za niz toksičnih supstanci su neprobojne, što očituje njihovu zaštitnu funkciju.

Dalje se razmatraju najvažniji mehanizmi koji osiguravaju funkcioniranje histohematoloških barijera na primjeru krvno-moždane barijere o čijoj prisutnosti i svojstvima liječnik posebno često mora voditi računa prilikom primjene. lijekovi i raznim efektima na organizam.

Krvno-moždana barijera

Krvno-moždana barijera je skup morfoloških struktura, fizioloških i fizičko-hemijskih mehanizama koji funkcioniraju kao jedinstvena cjelina i reguliraju protok tvari između krvi i moždanog tkiva.

Morfološka osnova krvno-moždane barijere su endotel i bazalna membrana moždanih kapilara, intersticijski elementi i glikokaliks, neuroglija astrociti, koji svojim nogama pokrivaju cijelu površinu kapilara. Kretanje supstanci kroz krvno-moždanu barijeru uključuje transportne sisteme endotela zidova kapilara, uključujući vezikularni transport supstanci (pino- i egzocitozu), transport kroz kanale sa ili bez učešća proteina nosača, enzimske sisteme koji modifikuju ili uništiti dolazne supstance. Već je pomenuto da specijalizovani sistemi za transport vode funkcionišu u nervnom tkivu koristeći akvaporinske proteine ​​AQP1 i AQP4. Potonji formiraju vodene kanale koji reguliraju stvaranje cerebrospinalne tekućine i razmjenu vode između krvi i moždanog tkiva.

Moždane kapilare se razlikuju od kapilara u drugim organima po tome što endotelne ćelije formiraju kontinuirani zid. Na mjestima dodira, vanjski slojevi endotelnih stanica se spajaju, formirajući takozvane "čvrste spojeve".

Krvno-moždana barijera obavlja zaštitne i regulatorne funkcije za mozak.Štiti mozak od djelovanja niza tvari koje nastaju u drugim tkivima, stranih i toksičnih tvari, sudjeluje u transportu tvari iz krvi u mozak i važan je sudionik u mehanizmima homeostaze međustanične tekućine. mozga i cerebrospinalne tečnosti.

Krvno-moždana barijera je selektivno propusna za različite supstance. Neke biološki aktivne supstance, kao što su kateholamini, praktički ne prolaze kroz ovu barijeru. Izuzetak su samo mala područja barijere na granici sa hipofizom, epifizom i neka područja gdje je propusnost krvno-moždane barijere za mnoge supstance visoka. U tim područjima pronađeni su kanali i interendotelne praznine koje prodiru u endotel, kroz koje tvari iz krvi prodiru u ekstracelularnu tekućinu moždanog tkiva ili u sebe. Visoka permeabilnost krvno-moždane barijere u ovim područjima omogućava biološki aktivne supstance(citokini,) dopiru do onih neurona hipotalamusa i žljezdanih stanica, na kojima se zatvara regulacijski krug neuroendokrinih sistema tijela.

Karakteristična karakteristika funkcionisanja krvno-moždane barijere je mogućnost promene njene permeabilnosti za brojne supstance u raznim uslovima. Dakle, krvno-moždana barijera je u stanju, regulirajući propusnost, promijeniti odnos između krvi i mozga. Regulacija se vrši promjenom broja otvorenih kapilara, brzine protoka krvi, promjenama propusnosti ćelijske membrane, navodi međućelijska supstanca, aktivnost ćelijskih enzimskih sistema, pino- i egzocitoza. Propustljivost BBB može biti značajno poremećena u uslovima ishemije moždanog tkiva, infekcije, razvoja upalnih procesa u nervnom sistemu i njegove traumatske povrede.

Vjeruje se da krvno-moždana barijera, stvarajući značajnu prepreku prodiranju mnogih supstanci iz krvi u mozak, u isto vrijeme dobro propušta iste tvari nastale u mozgu u suprotnom smjeru - iz mozga u mozak. krv.

Propustljivost krvno-moždane barijere za različite supstance je veoma različita. Supstance rastvorljive u mastima lakše prelaze preko BBB nego supstance rastvorljive u vodi.. Lako prodire u kiseonik, ugljen dioksid, nikotin, etanol, heroin, antibiotici rastvorljivi u masti ( hloramfenikol i sl.)

Glukoza nerastvorljiva u lipidima i neke esencijalne aminokiseline ne mogu proći u mozak jednostavnom difuzijom. Ugljikohidrati se prepoznaju i transportuju posebnim transporterima GLUT1 i GLUT3. Ovaj transportni sistem je toliko specifičan da pravi razliku između stereoizomera D- i L-glukoze: D-glukoza se transportuje, ali L-glukoza nije. Transport glukoze u moždano tkivo je neosjetljiv na inzulin, ali ga inhibira citohalazin B.

Nosioci su uključeni u transport neutralnih aminokiselina (na primjer, fenilalanin). Za prijenos niza tvari koriste se aktivni transportni mehanizmi. Na primjer, zbog aktivnog transporta protiv gradijenata koncentracije transportuju se joni Na+, K+, aminokiselina glicin, koja djeluje kao inhibitorni medijator.

Dakle, prijenos tvari različitim mehanizmima se odvija ne samo kroz plazma membrane, već i kroz strukture bioloških barijera. Proučavanje ovih mehanizama je neophodno za razumijevanje suštine regulatornih procesa u tijelu.

Osoba je okupirana sa povredama. I samo mali dio lezija je direktno uzrokovan bolestima centralnog nervnog sistema.

Zbog nekih svojih karakteristika, nervni sistem je veoma zanimljiv sa tačke gledišta nauke. Stvar je u tome što je anatomiju izuzetno teško razumjeti. Formiranje njegove osnove nervnih vlakana imaju svoju strukturu, različitu od ostalih tkiva ljudskog tijela.

Jedna od glavnih karakteristika je izuzetno niska sposobnost regeneracije. To ne znači da se oštećeni živci ne oporavljaju, ali njihov oporavak je vrlo spor i zahtijeva određenim uslovima.

Još jedna karakteristika nervnog sistema uopšte, a posebno centralnog nervnog sistema, je krvno-moždana barijera (BBB).

Nije tajna da je glava i kičmena moždina nalaze se u posebnoj tečnosti, sličnoj po sastavu, ali se od nje razlikuju po sadržaju različitih frakcija proteina i mikroelemenata. Likvor (ili likvor) nastaje iz krvi i limfe pod djelovanjem posebnog "filtera", čiju ulogu obavlja krvno-moždana barijera.

Specijalni kavezi sa interendotelnim kontaktima sprečavaju prodiranje u ovu tečnost. Danas naučnici nisu u potpunosti shvatili kako dolazi do regulacije sposobnosti filtriranja barijere, ali je pouzdano poznato da se njena propusnost mijenja s promjenama u metaboličkoj aktivnosti mozga. Osim toga, krvno-moždana barijera ima razlike u različitim odjelima mozga, što određuje njegovu različitu sposobnost filtriranja tekućina (krvi i limfe).

Istraživanja su pokazala da neke od tvari prodiru u BBB uglavnom iz krvni sudovi, drugi dio njih - iz sistema, a ostali mogu doći iz oba okruženja istom brzinom. Sopstven, jedinstven i do sada neistražen, sistem samoregulacije sastava likvora obezbeđuje snabdevanje supstancama u količini koja je potrebna centralnom nervnom sistemu. To se dešava regulacijom zapremine tečnog dela, količine i sastava proteina, kao i sastava ulaznih jona (potonji su predstavljeni kalijumom i natrijumom).

Čemu služi krvno-moždana barijera?

Prije svega, njegovo djelovanje je usmjereno na stvaranje relativno izoliranog okruženja za centralni nervni sistem, ali obavlja i zaštitnu funkciju, sprječavajući prodiranje bakterija i virusa u likvor iz krvotoka ili limfe. Važno je shvatiti da će u slučaju kršenja u funkcionisanju BBB-a, posljedice biti vrlo ozbiljne. Dakle, bakterije koje su prodrle u cerebrospinalnu tečnost dovode do meningitisa, encefalitisa i dr. upalnih procesa moždane opne i moždanog tkiva.

Brojne studije koje su sproveli stručnjaci su pokazale sposobnost uticaja propusnost krvno-moždanu barijeru razne droge. Osim toga, prethodno korišteni lijekovi počeo da se identifikuje ovu funkciju. Danas su doktori dobro svjesni koji lijekovi i kako djeluju na BBB. Štaviše, naučili smo da koristimo ova svojstva za dobrobit čovjeka.

Dakle, krvno-moždana barijera obavlja niz vrlo značajne funkcije koji podržavaju optimalno stanje unutrašnjih organa ljudskog tijela. Međutim, treba shvatiti da takve karakteristike barijere čine je vrlo osjetljivom kako na ozljede tako i na razne patološka stanja, zbog čega je toliko važno razumjeti i uzeti u obzir ove aspekte u prevenciji i liječenju bolesti.