Vastsündinu neuronite läbimine GEB-i kaudu. Hematotestikulaarne bioloogiline barjäär. Füsioloogia – kuidas BBB töötab

Vere-aju barjäär(BBB) ​​on füsioloogiline barjäär, mis eraldab verd tserebrospinaalvedelikust ja sisekeskkond keskne närvisüsteem et viimane püsiks muutumatuna. Paljude ainete, nagu aminohapped, hormoonid, metalliioonid, kontsentratsioon veres muutub pidevalt, eriti järsult pärast söömist või kehaline aktiivsus. Enamik elundeid talub selliseid muutusi, kuid need võivad kahjustada kesknärvisüsteemi toimimist, põhjustades kaootilist generatsiooni. närviimpulsidüksikud neuronid, kuna paljud vere ained (näiteks aminohape glütsiin ja hormoon noradrenaliin) toimivad neurotransmitteritena ning mõned ioonid (näiteks K+) võivad muuta närvirakkude erutatavust.

Hematoentsefaalbarjääri struktuur

Hematoentsefaalbarjääri loomisel osalevad järgmised struktuurid:

• Kapillaaride endoteel, mille rakud on omavahel tihedalt ja tihedalt ühendatud tihedate ühenduste abil, mille tulemusena on kesknärvisüsteemi kapillaarid kogu kehas vähem läbilaskvad. See komponent on BBB loomisel kõige olulisem.
• Suhteliselt paks alusmembraan, mis ümbritseb iga kapillaari väljastpoolt.
• Astrotsüütide tsibuliinitaolised "jalad", mis kleepuvad tihedalt ümber kapillaaride. Kuigi need struktuurid aitavad kaasa BBB moodustumisele, ei ole nende roll mitte niivõrd otseselt mitteläbilaskvuse tagamine, vaid pigem endoteliotsüütide stimuleerimine tihedate ühenduste moodustamiseks.

Hematoentsefaalbarjääri läbilaskvus

Hematoentsefaalbarjääril on selektiivne läbilaskvus: hõlbustatud difusiooni teel saab sealt transportida närvisüsteemi toitumiseks vajalikke aineid: glükoosi (transporteri GLUT 1 osalusel), asendamatuid aminohappeid ja mõningaid elektrolüüte. lipiidid (rasvad, rasvhape) ja madala molekulmassiga rasvlahustuvad ained (hapnik, süsinikdioksiid, etanool, nikotiin, anesteetikumid) võivad passiivselt difundeeruda läbi BBB membraanide. Ained nagu valgud, enamik toksiine ja ainevahetusprodukte ei saa sellest jagu ning madala molekulmassiga aminohappeid ja kaaliumiioone laetakse ajust isegi aktiivselt verre. Eelkõige kasutatakse unikaalset Na + -K + -2Cl kaastransporterit K + madala kontsentratsiooni säilitamiseks.

Ainete liikumist vastupidises suunas – ajust verre – kontrollitakse palju vähem, sest ämblikulihase villi kaudu voolab tserebrospinaalne aine veenivoodisse.

Hematoentsefaalbarjääri jaotumine

BBB ei ole sama kesknärvisüsteemi erinevates osades, näiteks põimiku ristmikel (lat. Plexus choroidus) Ajuvatsakeste kapillaarid on hästi läbilaskvad, kuid neid ümbritsevad ependüümrakud, mis on omavahel juba tihedate ristmike kaudu ühendatud. Mõnikord eristatakse põimiku ühendustes olevat barjääri hematoentsefaalbarjäärist ja seda nimetatakse hemato-spinaal-tserebrospinaalbarjääriks, kuigi neil on palju ühist.

Mõned funktsionaalsed struktuurid Ajus takistab hematoentsefaalbarjäär neil oma tööd teha, mistõttu nad jäävad sellest ilma, need piirkonnad on ühendatud navkolunochkovy organite nime all, kuna need asuvad ajuvatsakeste lähedal. Näiteks oksendamise keskus sisse piklik medulla neljandas vatsakeses, peab jälgima mürgiste ainete olemasolu veres. Ja hüpotalamus, mis asub kolmanda vatsakese põhjas, peab pidevalt tunnetama vere keemilist koostist, et reguleerida. vee-soola tasakaal, kehatemperatuur ja paljud teised füsioloogilised näitajad. Eelkõige on see aktiivne vastusena verevalkudele, nagu angiotensiin II, mis stimuleerib joomist, ja interleukiin-1, mis põhjustab palavikku.

Ka vastsündinutel ja imikutel on hematoentsefaalbarjäär vähearenenud, mistõttu nad on mürgiste ainete suhtes eriti vastuvõtlikud.

Kliiniline tähtsus

Teatud ravimite võime ületada BBB-d on oluline omadus nende farmakokineetika. Eelkõige on oluline seda arvestada närvisüsteemi organite ravis. Näiteks mõned antibiootikumid ei suuda tegelikult tungida aju- ja seljaaju kudedesse, teised aga teevad seda üsna lihtsalt. BBB säilitab amiinid dopamiini ja serotoniini, kuid laseb läbi nende happelised prekursorid, L-DOPA ja 5-hüdroksütrüptofaan.

Tähtis kliiniline vaatlus seisneb selles, et kasvaja kasvu piirkondades on hematoentsefaalbarjäär katki – jällegi ei ole kapillaaridel normaalset kontakti astrotsüütidega. See aitab diagnoosida kesknärvisüsteemi kasvajaid: kui kasutatakse 131 I-ga märgistatud albumiini, tungib see ennekõike kasvajakoesse, nii et seda saab lokaliseerida.

Hematoentsefaalbarjäär on aju homöostaasi tagamiseks ülimalt oluline, kuid paljud selle tekkega seotud küsimused pole siiani täielikult välja selgitatud. Kuid juba on üsna selge, et BBB on histohematoloogilise barjääri diferentseerumise, keerukuse ja tiheduse poolest kõige ilmekam. Selle peamine struktuurne ja funktsionaalne üksus on aju kapillaaride endoteelirakud.

Aju ainevahetus, nagu ühegi teise organi, sõltub vereringest tulevatest ainetest. Arvukad närvisüsteemi toimimist tagavad veresooned eristuvad selle poolest, et ainete tungimise protsess läbi nende seinte on selektiivne. Aju kapillaaride endoteelirakud on omavahel ühendatud pidevate tihedate ühendustega, mistõttu saavad ained läbida ainult rakke ise, kuid mitte nende vahelt. To välispind kapillaarid külgnevad gliiarakkudega - hematoentsefaalbarjääri teise komponendiga. Ajuvatsakeste koroidpõimikutes on barjääri anatoomiliseks aluseks epiteelirakud, mis on samuti omavahel tihedalt seotud. Praegu peetakse hematoentsefaalbarjääri mitte anatoomiliseks ja morfoloogiliseks, vaid kui funktsionaalne haridus, mis on võimeline aktiivsete transpordimehhanismide abil selektiivselt läbima ja mõnel juhul toimetama närvirakkudesse erinevaid molekule. Seega täidab barjäär reguleerivaid ja kaitsefunktsioone.

Ajus on struktuure, kus hematoentsefaalbarjäär on nõrgenenud. See on ennekõike hüpotalamus, aga ka mitmed 3. ja 4. vatsakese põhjas olevad moodustised - kõige tagumine väli (area postrema), subfornaalsed ja subkommissuraalsed organid, samuti käbinääre. BBB terviklikkus on häiritud isheemiliste ja põletikuliste ajukahjustuste korral.

Vere-aju barjäär loetakse lõplikult moodustunud, kui nende rakkude omadused vastavad kahele tingimusele. Esiteks peaks vedelfaasi endotsütoosi (pinotsütoosi) määr neis olema äärmiselt madal. Teiseks tuleks rakkude vahel moodustada spetsiifilised tihedad kontaktid, mida iseloomustab väga kõrge elektritakistus. Pia mater kapillaaride puhul jõuab see väärtuseni 1000–3000 oomi/cm2 ja intraparenhümaalsete ajukapillaaride puhul 2000–8000 0m/cm2. Võrdluseks: keskmine väärtus Skeletilihaste kapillaaride transendoteliaalne elektritakistus on vaid 20 oomi/cm2.

Enamiku ainete hematoentsefaalbarjääri läbilaskvuse määravad suuresti nende omadused, aga ka neuronite võime neid aineid iseseisvalt sünteesida. Ained, mis suudavad seda barjääri ületada, on peamiselt hapnik ja süsinikdioksiid, samuti mitmesugused metalliioonid, glükoos, asendamatud aminohapped ja rasvhapped, mis on vajalikud normaalne toimimine aju. Glükoosi ja vitamiinide transport toimub kandjate abil. Samal ajal on D- ja L-glükoosil barjääri läbimise kiirus erinev - esimesel on see üle 100 korra kõrgem. Glükoos mängib juhtiv roll nii aju energiavahetuses kui ka mitmete aminohapete ja valkude sünteesis.

Peamine hematoentsefaalbarjääri toimimist määrav tegur on närvirakkude ainevahetuse tase.

Neuronite varustamine vajalike ainetega toimub mitte ainult sobivate abiga vere kapillaarid, aga ka tänu pehmete ja arahnoidsete membraanide protsessidele, mille kaudu ringleb tserebrospinaalvedelik. Tserebrospinaalvedelikku leidub koljuõõnes, ajuvatsakestes ja ajukelme vahelistes ruumides. Inimestel on selle maht umbes 100-150 ml. Tänu tserebrospinaalvedelikule säilib närvirakkude osmootne tasakaal ja eemaldatakse organismile mürgised ainevahetusproduktid. närvikude.

Ainete läbimine hematoentsefaalbarjäärist ei sõltu ainult veresoonte seina läbilaskvusest nende jaoks ( molekulmass, aine laengu ja lipofiilsuse), aga ka aktiivse transpordisüsteemi olemasolu või puudumise kohta.

Aju kapillaaride endoteelirakud sisaldavad rohkelt stereospetsiifilist insuliinist sõltumatut glükoosi transporterit (GLUT-1), mis tagab selle aine transpordi läbi hematoentsefaalbarjääri. Selle transporteri aktiivsus suudab tagada glükoosi kohaletoimetamise 2-3 korda suuremas koguses, kui aju vajab normaalsetes tingimustes.

Hematoentsefaalbarjääri transpordisüsteemide omadused (vastavalt: Pardridge, Oldendorf, 1977)

Selle transporteri talitlushäiretega lastel on tserebrospinaalvedeliku glükoosisisalduse oluline langus ning aju arengu ja funktsioneerimise häired.

Monokarboksüülhapped (L-laktaat, atsetaat, püruvaat), samuti ketoonkehad transporditakse eraldi stereospetsiifiliste süsteemide kaudu. Kuigi nende transpordi intensiivsus on madalam kui glükoosil, on nad vastsündinutel ja nälgimise ajal oluliseks metaboolseks substraadiks.

Koliini transporti kesknärvisüsteemi vahendab samuti transporter ja seda saab reguleerida atsetüülkoliini sünteesi kiirusega närvisüsteemis.

Aju ei sünteesi vitamiine ja neid tarnitakse verest spetsiaalsete transpordisüsteemide abil. Vaatamata sellele, et neil süsteemidel on suhteliselt madal transpordiaktiivsus, suudavad nad tavatingimustes tagada ajule vajaliku vitamiinikoguse transpordi, kuid nende puudus toidus võib põhjustada neuroloogilised häired. Mõned plasmavalgud võivad läbida ka hematoentsefaalbarjääri. Üks nende sisenemise viis on retseptor-vahendatud transtsütoos. Nii tungivad läbi barjääri insuliin, transferriin, vasopressiin ja insuliinitaoline kasvufaktor. Aju kapillaaride endoteelirakkudel on nende valkude jaoks spetsiifilised retseptorid ja nad on võimelised läbi viima valgu-retseptori kompleksi endotsütoosi. On oluline, et järgnevate sündmuste tulemusena kompleks laguneks, puutumatu valk saaks vabaneda vastaspool rakud ja retseptor integreeritakse uuesti membraani. Polükatioonsete valkude ja lektiinide puhul on transtsütoos ka BBB-st läbitungimise viis, kuid see ei ole seotud spetsiifiliste retseptorite tööga.

Paljud veres leiduvad neurotransmitterid ei suuda BBB-d ületada. Seega ei ole dopamiinil seda võimet, samas kui L-DOPA tungib BBB-sse neutraalse aminohappe transpordisüsteemi abil. Lisaks sisaldavad kapillaarrakud ensüüme, mis metaboliseerivad neurotransmittereid (koliinesteraas, GABA transaminaas, aminopeptidaasid jne), ravimeid ja mürgised ained, mis kaitseb aju mitte ainult veres ringlevate neurotransmitterite, vaid ka toksiinide eest.

BBB töös osalevad ka kandjavalgud, mis transpordivad aineid aju kapillaaride endoteelirakkudest verre, takistades nende tungimist ajju, näiteks b-glükoproteiin.

Ontogeneesi ajal transpordikiirus erinevaid aineid läbi BBB muutub oluliselt. Seega on b-hüdroksübutüraadi, trüptofaani, adeniini, koliini ja glükoosi transpordikiirus vastsündinutel oluliselt suurem kui täiskasvanutel. See peegeldab suhteliselt suuremat nõudlust arenev aju energia- ja makromolekulaarsetes substraatides.

Vere-aju barjäär See on funktsionaalne barjäär, mis takistab mitmete ainete, näiteks antibiootikumide, toksiliste keemiliste ja bakteriaalsete ühendite tungimist verest närvikoesse.

küsimus 51. Hematoentsefaalbarjäär ja selle funktsioonid

Toimimise keskmes hematoentsefaalbarjäär peitub vähenenud läbilaskvus, mis on iseloomulik närvikoe verekapillaaridele. Selle barjääri peamine struktuurne komponent on tagumised ristmikud, mis tagavad nende kapillaaride endoteelirakkude järjepidevuse.

Tsütoplasma nende endoteelirakud ei sisalda fenestrat, mida leidub paljudes teistes piirkondades, ja pinotsüütilisi vesiikuleid on väga vähe. Nende kapillaaride madal läbilaskvus on osaliselt tingitud neid ümbritsevate neurogliiarakkude protsesside laienenud aladest.

Vaskulaarne põimik koosneb pia mater’i voltidest kõrge sisaldus laienenud fenestreeritud kapillaarid, mis tungivad sügavale ajuvatsakestesse. Seda leidub III ja IV vatsakeste katuses ja osaliselt külgvatsakeste seintes. Kooroidpõimiku moodustab lahtine pia mater'i sidekude, mis on kaetud ühe kihiga risttahuka või madala sammaskujulise epiteeliga, mille rakud transpordivad ioone.

Kodu funktsiooni koroidpõimik on produktsioon tserebrospinaalvedelik, mis sisaldab ainult väike kogus tahked ained ja täidavad täielikult vatsakesed, seljaaju keskkanali, subarahnoidaalse ruumi ja perivaskulaarse ruumi. Tserebrospinaalvedelik on oluline kesknärvisüsteemi ainevahetuse jaoks ja toimib mehhanismina, mis kaitseb seda mehaaniliste löökide eest.

tserebrospinaalvedelik- läbipaistev, madala tihedusega (1,004-1,008 g/ml) ja väga madala valgukontsentratsiooniga. Ühes milliliitris selles vedelikus leitakse ka üksikuid desquamated rakke ja kaks kuni viis lümfotsüüti. Tserebrospinaalvedelik toodetakse ja ringleb pidevalt vatsakestes, kust see suunatakse subarahnoidaalsesse ruumi.

Vaskulaarne põimik.
Kooroidpõimiku aluse moodustavad lahtised sidekoe Koos suur kogus vere kapillaarid (CC), see on kaetud ühe kihiga kuupepiteeli

Selles sees villi arahnoidne membraan on tserebrospinaalvedeliku peamine imendumine venoossesse vereringesse. (Aju närvikoes lümfisooned puudu.)

langus imemine Tserebrospinaalvedelik või selle väljavoolu tõkestamine vatsakestest viib seisundini, mida nimetatakse vesipeaks (kreeka keeles hüdro – vesi + kephale – pea). Hüdrotsefaalia on mis tahes häire, mille korral esineb kesknärvisüsteemi õõnsusi ülemäärane summa tserebrospinaalvedelik, mis põhjustab intrakraniaalse rõhu tõusu.

kaasasündinud vesipea põhjustab pea suurenemist, millega kaasneb rikkumine vaimne tegevus ja lihaste nõrkus. Täiskasvanutel esineb arvukalt neuroloogilisi sümptomeid, mis on samuti põhjustatud aju närvikoe kahjustusest.

— Tagasi jaotisesse « histoloogia"

1. Närviraku keha - neuron: struktuur, histoloogia
2. Närvirakkude dendriidid: struktuur, histoloogia
3. Närvirakkude aksonid: struktuur, histoloogia
4. Närvirakkude membraanipotentsiaalid. Füsioloogia
5. Sünaps: struktuur, funktsioonid
6. Gliaalrakud: oligodendrotsüüdid, Schwanni rakud, astrotsüüdid, ependümaalsed rakud
7. Mikrogliia: struktuur, histoloogia
8. Kesknärvisüsteem (KNS): struktuur, histoloogia
9. Histoloogia ajukelme. Struktuur
10. Vere-aju barjäär: struktuur, histoloogia

Hematoentsefaalbarjäär (BBB)- füsioloogiline barjäär vereringesüsteemi ja kesknärvisüsteemi vahel.

Vere-aju barjäär

BBB esineb kõigil selgroogsetel; selle peamine ülesanne on säilitada aju homöostaasi.

Hematoentsefaalbarjäär kaitseb närvikudet veres ringlevate mikroorganismide, toksiinide, rakuliste ja humoraalsete tegurite eest immuunsussüsteem kes tajuvad ajukude võõrana. See täidab väga selektiivse filtri funktsiooni, mille kaudu toitaineid ja selle elutegevuse saadused erituvad vereringesse.

Inimkehal ja kõrgematel loomadel on mitmeid spetsiifilisi füsioloogilised süsteemid kohanemise (kohanemise) pakkumine pidevalt muutuvate eksistentsitingimustega. See protsess on tihedalt seotud oluliste füsioloogiliste parameetrite, keha sisekeskkonna, füüsikaliste parameetrite püsivuse kohustusliku säilitamise vajadusega. keemiline koostis rakkudevahelise ruumi koevedelik.

Homöostaatiliste adaptiivsete mehhanismide hulgas, mille eesmärk on kaitsta elundeid ja kudesid võõrainete eest ning reguleerida koe koostise püsivust interstitsiaalvedeliku, juhtival kohal on hematoentsefaalbarjäär. Definitsiooni järgi, L. S. Stern, ühendab hematoentsefaalbarjäär kesknärvisüsteemi füsioloogilisi mehhanisme ja vastavaid anatoomilisi moodustisi, mis on seotud tserebrospinaalvedeliku (CSF) koostise reguleerimisega.

Hematoentsefaalbarjääri käsitlevates ideedes rõhutatakse peamiste sätetena järgmist: 1) ainete tungimine ajju toimub peamiselt mitte tserebrospinaalvedeliku, vaid vereringe kapillaaride tasemel - närvirakk; 2) hematoentsefaalbarjäär ei ole suuremal määral anatoomiline moodustis, vaid funktsionaalne kontseptsioon mis iseloomustavad teatud füsioloogilist mehhanismi. Nagu iga kehas eksisteeriv füsioloogiline mehhanism, on ka hematoentsefaalbarjäär närvi- ja humoraalsüsteemide reguleeriva mõju all; 3) hematoentsefaalbarjääri kontrollivatest teguritest on esikohal närvikoe aktiivsuse ja ainevahetuse tase.

Hematoentsefaalbarjäär reguleerib bioloogiliselt aktiivsete ainete, metaboliitide, keemilised ained, mõjutades aju tundlikke struktuure, takistab võõrainete, mikroorganismide, toksiinide sattumist ajju.

Peamine funktsioon, mis iseloomustab hematoentsefaalbarjääri, on rakuseina läbilaskvus. Vajalik füsioloogilise läbilaskvuse tase, mis vastab keha funktsionaalsele seisundile, määrab füsioloogiliselt aktiivsete ainete voolu dünaamika aju närvirakkudesse.

Hematoentsefaalbarjääri funktsionaalne skeem hõlmab neurogliat ja tserebrospinaalvedeliku ruumide süsteemi koos histohematoloogilise barjääriga. Histohemaatilisel barjääril on kaks funktsiooni: reguleeriv ja kaitsev. Reguleeriv funktsioon tagab suhtelise püsivuse füüsilise ja füüsilised ja keemilised omadused, keemiline koostis, elundi rakkudevahelise keskkonna füsioloogiline aktiivsus sõltuvalt sellest funktsionaalne seisund. Histohemaatilise barjääri kaitsefunktsioon on kaitsta elundeid võõr- või mürgised ained endo- ja eksogeenne olemus.

Hematoentsefaalbarjääri morfoloogilise substraadi juhtiv komponent, mis tagab selle funktsioone, on aju kapillaari sein. Aine tungimiseks ajurakkudesse on kaks mehhanismi: tserebrospinaalvedeliku kaudu, mis toimib vahelülina vere ja närvi- või gliiaraku vahel, mis täidab toitumisfunktsiooni (nn tserebrospinaalvedeliku rada), ja läbi kapillaari seina. Täiskasvanud organismis on aine peamine liikumistee närvirakkudesse hematogeenne (läbi kapillaaride seinte); tserebrospinaalvedeliku tee muutub abistavaks, täiendavaks.

Hematoentsefaalbarjääri läbilaskvus sõltub organismi funktsionaalsest seisundist, vahendajate, hormoonide ja ioonide sisaldusest veres. Nende kontsentratsiooni suurenemine veres viib nende ainete hematoentsefaalbarjääri läbilaskvuse vähenemiseni.

Hematoentsefaalbarjääri funktsionaalne süsteem näib olevat oluline komponent neurohumoraalne regulatsioon. Eelkõige realiseerub keemilise tagasiside põhimõte kehas läbi hematoentsefaalbarjääri. Just sel viisil viiakse läbi keha sisekeskkonna koostise homöostaatilise reguleerimise mehhanism.

Hematoentsefaalbarjääri funktsioonide reguleerimist teostavad kesknärvisüsteemi kõrgemad osad ja humoraalsed tegurid. Märkimisväärne roll regulatsioonis on hüpotalamuse-hüpofüüsi neerupealiste süsteemile. Hematoentsefaalbarjääri neurohumoraalses regulatsioonis tähtsust on metaboolsed protsessid eriti ajukoes.

Kell erinevat tüüpi ajupatoloogia, näiteks vigastused, mitmesugused ajukoe põletikulised kahjustused, on vaja kunstlikult vähendada hematoentsefaalbarjääri läbilaskvuse taset. Farmakoloogilised mõjud võivad suurendada või vähendada erinevate väljastpoolt sisse viidud või veres ringlevate ainete tungimist ajju.

⇐ Eelmine12345678910Järgmine ⇒

HEMATO-ENTSEFAALNE BAJER(kreeka, haima, haimat veri + lat. encephalon, kreeka keelest enkephalos brain) - füsioloogiline mehhanism, mis reguleerib valikuliselt ainevahetust vere ja kesknärvisüsteemi vahel. G.-e.

BBB. Selle tähtsus aju struktuuri ja funktsiooni jaoks

b. teostab ka kaitsefunktsioon, takistades mõnede vereringesse sattuvate võõrainete ja kehas moodustunud vaheproduktide tungimist tserebrospinaalvedelikku ja ajju (pea ja seljaaju) mõne patooli korral. Seetõttu eristatakse tinglikult G.-e tihedalt seotud kaitse- ja reguleerimisfunktsioone. b., mis tagab koostise suhtelise muutumatuse, fiz.-chem. ja biol, tserebrospinaalvedeliku omadused ja eraldiseisvate närvielementide mikrokeskkonna adekvaatsus.

Mehhanismi olemasolust, mis piirab mõne kemikaali üleminekut. ühendid, peamiselt värvained, jõuavad verest ajju, osutasid P. Earl need (1885), M. Lewandowski (1900), Goldmann (E. Goldmann, 1913) jt. Pakuti välja mõiste "vere-aju barjäär". L. S. Stern ja Gauthier (R. Gauthier) 1921. aastal. Stern sõnastas suure katsematerjali analüüsi põhjal esimest korda fizioli, G.-e. doktriini alused. b. on määratlenud ka G. väärtuse - e. b. tegevuse jaoks c. n. Koos.

Morfol, G. substraat - e. b. on anatoomilised elemendid, mis paiknevad vere ja neuronite vahel: kapillaaride endoteel, raku alusmembraan, glia, koroidpõimik, ajumembraanid. Suur tähtsus G. struktuurides - e. b. on nn põhiaine, mille koostis sisaldab valkude ja polüsahhariidide komplekse - mukopolüsahhariide. G. funktsiooni elluviimisel on eriline roll paljudel autoritel – nt. b. omistatud neurogliiarakkudele. Astrotsüütide perivaskulaarsed (imeja) otsajalad, mis külgnevad kapillaaride välispinnaga, suudavad selektiivselt eraldada vereringest neuronite toitmiseks vajalikke aineid ja viia nende ainevahetusproduktid verre [J. B. Brierley, 1957]. Samal ajal kõigis G. struktuurides - e. b. võivad tekkida ensümaatilised reaktsioonid, mis aitavad kaasa verest tulevate ainete ümberstruktureerimisele, oksüdeerumisele, neutraliseerimisele ja hävitamisele (A. Labori, 1964).

Reguleerivat funktsiooni hinnatakse läbilaskvusteguri (täpsemalt jaotuskoefitsiendi) ehk aine kontsentratsiooni tserebrospinaalvedelikus ja selle kontsentratsiooni suhtega vereseerumis. Enamiku uuritud vereelementide puhul on läbilaskvuse koefitsient väiksem kui üks ning ainult magneesiumi- ja klooriioonide puhul on see suurem kui üks. Koefitsiendi väärtus sõltub vere ja tserebrospinaalvedeliku koostisest.

Radioisotoopide näidustuse kasutamine (vt Radioisotoopide diagnostika) tõi kaasa G.-e. kontseptsiooni teatud revideerimise. b. On kindlaks tehtud, et G. läbilaskvus - e. b. sisse ebavõrdne erinevad osakonnad aju ja võib omakorda muutuda erineval viisil. Levinud on barjäärmoodustiste (ajubarjääride süsteemi) paljususe teooria, mis toimib sõltuvalt keemiast ja teatud närvistruktuuride muutuvatest vajadustest. On kindlaks tehtud, et ajus on "tõketeta" tsoonid (arema postrema, neurohüpofüüs, hüpofüüsi vars, epifüüs, hall tuberkuloos), kuhu verre sisenevad ained sisenevad peaaegu takistamatult. Mõnedes ajuosakondades (nt hüpotalamuses) G. läbilaskvus – nt. b. biogeensete amiinide, elektrolüütide, mõnede võõrainete suhtes on see kõrgem kui teistes ajuosades, mis tagab humoraalse teabe õigeaegse liikumise kõrgematesse autonoomsetesse keskustesse; mõne patooli tekkimine, protsessid (funktsioonide reguleerimise mehhanismide rikkumine, autonoomsed häired, dientsefaalsed sündroomid jne) võib olla seotud G. läbilaskvuse suurenemise või vähenemisega – nt. b.

G. kaitse- ja reguleerimisfunktsioonid - e. b. on uuritud inimestel ja loomadel onto- ja fülogeneesis, samuti in erinevad osariigid keha - menstruatsiooni ja raseduse ajal, kehatemperatuuri muutustega ja keskkond, alatoitumise, nälgimise ja beriberi tingimustes, väsimuse, unetuse, endokriinsete ja autonoomse düsfunktsiooni, lämbumise, närvisüsteemi häired ja häired siseorganid, infektsioonid, anesteesia, traumaatiline ajukahjustus, šokk, erinevate ravimite sisseviimine, ravimid, kokkupuude ioniseeriva kiirgusega jne. Seega leiti eelkõige, et fülogeneesi protsessis muutuvad närvirakud tundlikumaks muutuste suhtes nende keskkonna koostis ja omadused. See parandab c barjäärimehhanisme. n. Koos. Nii näiteks tungivad mõned ained kergesti verest ajju väheorganiseerituna, kuid G.-e. b. kõrgemalt organiseeritud organismides. Pealegi, G. - e. b. erineb embrüote ja vastsündinute kõrge läbilaskvuse poolest täiskasvanud organismist. On oletatud, et laste närvisüsteemi kõrge labiilsus sõltub teatud määral nende G.-e. suurenenud läbilaskvusest.

Suur teoreetiline ja praktiline tähtsus on selektiivsuse (selektiivse läbilaskvuse) küsimusel G.-e. b. ainete suhtes, mis on sageli keemiliselt lähedased. struktuur ja biol, omadused. Nii näiteks L-dopa c. n. Koos. tungib kergesti ning D-dopa ja dopamiin hilinevad. Selektiivsus G.-e. b. ainete üleminekul verest tserebrospinaalvedelikku ja c. n. Koos. palju rohkem väljendunud kui üleminekul tserebrospinaalvedelikust verre. G.-e. b. sisse sel juhul sarnane selektiivfiltriga vere suunas - c. n. Koos. või vastassuunaline kaitseklapp (L. S. Stern ja Gauthier, 1918).

Tänapäeva mõistete kohaselt on G.-e. b. on isereguleeruv süsteem, lõike olek sõltub närvirakkude vajadustest ja ainevahetusprotsesside tasemest mitte ainult ajus endas, vaid ka teistes kehaorganites ja kudedes. G. läbilaskvus – e. b. reguleerivad närvid ja humoraalsed mehhanismid. Siiski pole siiani olemas teooriat, mis täielikult seletaks erinevate ainete verest tserebrospinaalvedelikku ja ajukoesse ülemineku regulaarsust.

G. kaitsefunktsiooni uurimine – e. b. Sellel on eriline tähendus patogeeni tuvastamiseks ja c haiguste raviks. n. Koos. Barjääri läbilaskvuse vähendamine soodustab tungimist c. n. Koos. mitte ainult võõrkehad, vaid ka häiritud ainevahetuse tooted; samal ajal G. vastupanuvõime suurenemine - e. b. sulgeb (osaliselt või täielikult) tee kaitsekehadele, hormoonidele, metaboliitidele, vahendajatele. G. äärmiselt piiratud läbilaskvus – e. b. seoses mõningate kiilpraktikas kasutatavate kemoterapeutiliste ravimitega (arseeni, vismuti, elavhõbeda jt ühendid), antibiootikumide (nt penitsilliin, streptomütsiin) suhtes on haiguste ravis sageli takistuseks antikehad (antitoksiinid, aglutiniinid, hemolüsiinid) c. . n. Koos. Soovitatud erinevaid meetodeid G. läbilaskvuse suurenemine – e. b. (keha ülekuumenemine või hüpotermia, kokkupuude röntgenikiirgus, malaariavastane vaktsineerimine jne), kuid need ei ole alati tõhusad. Nendel juhtudel on ravimi manustamine võimalik. ravimid, ravi seerumid, bioloogiliselt aktiivsed ained otse tserebrospinaalvedelikku (Sterni järgi nimme- või suboktsipitaalne süstimine).

G. funktsiooni uurimiseks - e. b. Tavaliselt kasutatakse aineid, mis tungivad väikestes kogustes tserebrospinaalvedelikku ja ajju. Selleks kasutatakse loomkatsetes happelisi (peamiselt trüpaansinise) või aluselisi värvaineid, hüdrojodiidi sooli, pikriinseid või salitsüülhape ja määrata nende sisaldus (kvantitatiivne või kvalitatiivne test) tserebrospinaalvedelikus ja ajukoes. Lai rakendus leitud meetodid autoradiograafiaks (vt), gistol., keemia, elektronmikroskoopia. ; Kiilus pakutakse broomi, joodi, salitsüüli, nitraati, uraani, hemolüsiini, glükoosi ja muid G. uurimise meetodeid. b. Walteri järgi (F. Walter, 1929) peavad selleks kasutatavad ained vastama järgmistele nõuetele: jaotuma veres ja seljaajuvedelikus enne vabanemist, ei lagune organismis ega seondu valkudega; nad ei tohiks muuta G. olekut – e. b. ja kahjustada keha. Tuleks valida indikaator, mida saab täpselt kvantifitseerida.

Teadaolevate ettevaatusabinõudega G. seisundi uurimiseks - e. b. radioisotoopide meetod saab kasutada ka inimestel.

Vaata ka Barjäärifunktsioonid, Tserebrospinaalvedelik.

Bibliograafia: Kassil G. N. Hemato-aju barjäär, M., 1963; Stern L. S. Elundite ja kudede otsene toitainekeskkond, Füsioloogilised mehhanismid, mis määravad selle koostise ja omadused, M., 1960; In a k a in L. Hematoentsefaalbarjäär, erilise tähelepanuga radioaktiivsete isotoopide kasutamisel, Springfield, 1956; Ajubarjäärisüsteemid toim. autor A. Lajtha, Amsterdam, 1968; Dob-b i n g J. Hematoentsefaalbarjäär, Physiol. Rev., v. 41, lk. 130, 1961; Füsioloogia käsiraamat, lk. 1 – Neurofüsioloogia, toim. autor J. Field a. o., v. 3, Washington, 1960.

histohemaatiline barjäär - see on morfoloogiliste struktuuride, füsioloogiliste ja füüsikalis-keemiliste mehhanismide kogum, mis toimivad tervikuna ning reguleerivad ainete liikumist vere ja elundite vahel.

Histohemaatilised barjäärid on seotud organismi homöostaasi säilitamisega ja üksikud kehad. Tänu kohalolekule histohemaatilised barjäärid iga organ elab oma erilises keskkonnas, mis võib oluliselt erineda üksikute koostisosade koostisest. Eriti võimsad barjäärid eksisteerivad aju, sugunäärmete vere ja kudede, silmakambrite vere ja niiskuse, ema ja loote vere vahel.

Erinevate elundite histohemaatilistel barjääridel on nii erinevusi kui ka mitmeid ühiseid jooni hooned. Kõigi organite otsesel kokkupuutel verega on barjäärikiht, mille moodustab vere kapillaaride endoteel. Lisaks on HGB struktuurid basaalmembraan ( keskmine kiht) ning elundite ja kudede lisarakud (välimine kiht). Histohemaatilised barjäärid, mis muudavad nende läbilaskvust erinevatele ainetele, võivad piirata või hõlbustada nende kohaletoimetamist elundisse. Paljude mürgiste ainete puhul on need läbimatud, mis näitab nende kaitsefunktsiooni.

Olulisemaid histohematoloogiliste barjääride toimimist tagavaid mehhanisme vaadeldakse edaspidi hematoentsefaalbarjääri näitel, mille olemasolu ja omadusi peab arst eriti sageli rakendades arvestama. ravimid ja mitmesugused mõjud kehale.

Vere-aju barjäär

Vere-aju barjäär on morfoloogiliste struktuuride, füsioloogiliste ja füüsikalis-keemiliste mehhanismide kogum, mis toimivad ühtse tervikuna ning reguleerivad ainete liikumist vere ja ajukoe vahel.

Hematoentsefaalbarjääri morfoloogiliseks aluseks on ajukapillaaride endoteel ja basaalmembraan, interstitsiaalsed elemendid ja glükokalüks, neuroglia astrotsüüdid, mis katavad oma jalgadega kogu kapillaaride pinna. Ainete liikumine läbi hematoentsefaalbarjääri hõlmab kapillaaride seinte endoteeli transpordisüsteeme, sealhulgas ainete vesikulaarset transporti (pino- ja eksotsütoos), transporti kanalite kaudu kandevalkude osalusel või ilma, ensüümsüsteeme, mis modifitseerivad. või hävitada sissetulevad ained. On juba mainitud, et spetsiaalsed veetranspordisüsteemid toimivad närvikoes, kasutades akvaporiini valke AQP1 ja AQP4. Viimased moodustavad veekanalid, mis reguleerivad tserebrospinaalvedeliku teket ning veevahetust vere ja ajukoe vahel.

Aju kapillaarid erinevad teiste organite kapillaaridest selle poolest, et endoteelirakud moodustavad pideva seina. Puutepunktides endoteelirakkude välimised kihid ühinevad, moodustades nn "tihedad ristmikud".

Hematoentsefaalbarjäär täidab aju kaitsvaid ja reguleerivaid funktsioone. See kaitseb aju paljude teistes kudedes moodustunud ainete, võõr- ja toksiliste ainete toime eest, osaleb ainete transportimisel verest ajju ja on oluline osa rakkudevahelise vedeliku homöostaasi mehhanismides. aju ja tserebrospinaalvedelik.

Hematoentsefaalbarjäär on erinevatele ainetele selektiivselt läbitav. Mõned bioloogiliselt aktiivsed ained, näiteks katehhoolamiinid, praktiliselt ei läbi seda barjääri. Ainsad erandid on barjääri väikesed alad hüpofüüsi, käbinääre piiril ja mõned piirkonnad, kus hematoentsefaalbarjääri läbilaskvus paljude ainete jaoks on kõrge. Nendes piirkondades leiti endoteeli läbivad kanalid ja interendoteliaalsed lüngad, mille kaudu tungivad verest pärit ained ajukoe rakuvälisesse vedelikku või iseendasse. Hematoentsefaalbarjääri kõrge läbilaskvus nendes piirkondades võimaldab bioloogilist toimeaineid(tsütokiinid,) jõuavad nende hüpotalamuse ja näärmerakkude neuroniteni, millel sulgub organismi neuroendokriinsete süsteemide regulatsiooniahel.

Hematoentsefaalbarjääri toimimise iseloomulik tunnus on võimalus muuta selle läbilaskvust mitmete ainete jaoks erinevaid tingimusi. Seega on hematoentsefaalbarjäär võimeline läbilaskvust reguleerides muutma vere ja aju vahelist suhet. Reguleerimine toimub avatud kapillaaride arvu, verevoolu kiiruse, läbilaskvuse muutuste muutmisega rakumembraanid, väidab rakkudevaheline aine, rakuliste ensüümsüsteemide aktiivsus, pino- ja eksotsütoos. BBB läbilaskvus võib oluliselt väheneda ajukoe isheemia, infektsiooni, närvisüsteemi põletikuliste protsesside arengu ja selle traumaatilise vigastuse korral.

Arvatakse, et hematoentsefaalbarjäär, luues samal ajal olulise takistuse paljude ainete tungimisel verest ajju, läbib samal ajal hästi samu ajus moodustunud aineid vastupidises suunas - ajust ajju. veri.

Hematoentsefaalbarjääri läbilaskvus erinevatele ainetele on väga erinev. Rasvlahustuvad ained läbivad BBB-d kergemini kui vees lahustuvad ained.. Kergesti tungib hapnikku, süsinikdioksiidi, nikotiini, etanool, heroiin, rasvlahustuvad antibiootikumid ( klooramfenikool ja jne)

Lipiidides lahustumatu glükoos ja mõned asendamatud aminohapped ei pääse ajju lihtsa difusiooni teel. Süsivesikud tunnevad ära ja transpordivad spetsiaalsed transporterid GLUT1 ja GLUT3. See transpordisüsteem on nii spetsiifiline, et eristab D- ja L-glükoosi stereoisomeere: D-glükoosi transporditakse, L-glükoosi aga mitte. Glükoosi transport ajukoesse ei ole insuliini suhtes tundlik, kuid tsütokalasiin B pärsib seda.

Kandjad osalevad neutraalsete aminohapete (näiteks fenüülalaniini) transpordis. Paljude ainete ülekandmiseks kasutatakse aktiivseid transpordimehhanisme. Näiteks tänu aktiivsele transpordile kontsentratsioonigradientide vastu transporditakse Na +, K + ioone, aminohappe glütsiin, mis toimib inhibeeriva vahendajana.

Seega toimub ainete ülekandmine erinevate mehhanismide abil mitte ainult plasmamembraanide, vaid ka bioloogiliste barjääride struktuuride kaudu. Nende mehhanismide uurimine on vajalik kehas toimuvate regulatiivsete protsesside olemuse mõistmiseks.

Inimene on hõivatud vigastustega. Ja ainult väike osa kahjustustest on põhjustatud otseselt kesknärvisüsteemi haigustest.

Närvisüsteem on mõne oma eripära tõttu teaduse seisukohalt väga huvitav. Asi on selles, et anatoomiat on äärmiselt raske mõista. Selle aluse moodustamine närvikiud neil on oma, inimkeha teistest kudedest erinev struktuur.

Üks peamisi omadusi on äärmiselt madal taastumisvõime. See ei tähenda, et kahjustatud närvid ei taastu, kuid nende taastumine on väga aeglane ja nõuab teatud tingimused.

Närvisüsteemi üldiselt ja eriti kesknärvisüsteemi teine ​​tunnus on hematoentsefaalbarjäär (BBB).

Pole saladus, et pea ja selgroog on spetsiaalses vedelikus, mis on koostiselt sarnane, kuid erineb sellest erinevate valkude ja mikroelementide fraktsioonide sisalduse poolest. Tserebrospinaal (või tserebrospinaal) vedelik moodustub verest ja lümfist spetsiaalse "filtri" toimel, mille rolli täidab hematoentsefaalbarjäär.

Spetsiaalsed puurid interendoteliaalsete kontaktidega takistavad sellesse vedelikku tungimist. Tänapäeval ei ole teadlased täielikult välja selgitanud, kuidas barjääri filtreerimisvõimet reguleeritakse, kuid on usaldusväärselt teada, et selle läbilaskevõime muutub aju metaboolse aktiivsuse muutustega. Lisaks on hematoentsefaalbarjääris erinevusi erinevad osakonnad aju, mis määrab selle erineva võime filtreerida vedelikke (veri ja lümf).

Uuringud on näidanud, et mõned ained tungivad BBB-sse peamiselt veresooned, teine ​​osa neist - süsteemist ja ülejäänud on võimelised tulema mõlemast keskkonnast sama kiirusega. Oma, ainulaadne ja seni läbiuurimata tserebrospinaalvedeliku koostise iseregulatsiooni süsteem tagab ainetega varustamise kesknärvisüsteemile vajalikus koguses. See juhtub vedela osa mahu, valkude koguse ja koostise, samuti sissetulevate ioonide koostise reguleerimisega (viimaseid esindavad kaalium ja naatrium).

Milleks on vere-aju barjäär?

Esiteks on selle toime suunatud kesknärvisüsteemile suhteliselt isoleeritud keskkonna loomisele, kuid täidab ka kaitsefunktsiooni, takistades bakterite ja viiruste tungimist vere- või lümfivoolust tserebrospinaalvedelikku. Oluline on mõista, et BBB toimimise rikkumiste korral on tagajärjed väga tõsised. Seega põhjustavad tserebrospinaalvedelikku tunginud bakterid meningiiti, entsefaliiti ja muid. põletikulised protsessid ajukelme ja ajukude.

Mitmed ekspertide läbi viidud uuringud on näidanud võimet mõjutada läbilaskevõime hematoentsefaalbarjäär erinevad ravimid. Lisaks varem kasutatud ravimid hakkas tuvastama seda funktsiooni. Tänapäeval teavad arstid hästi, millised ravimid ja kuidas need BBB-d mõjutavad. Pealegi oleme õppinud neid omadusi inimese hüvanguks kasutama.

Seega täidab hematoentsefaalbarjäär mitmeid väga olulisi funktsioone mis toetavad inimkeha siseorganite optimaalset seisundit. Siiski tuleb mõista, et tõkke sellised omadused muudavad selle väga tundlikuks nii vigastuste kui ka erinevate suhtes patoloogilised seisundid, mistõttu on nende aspektide mõistmine ja arvestamine haiguste ennetamisel ja ravimisel nii oluline.