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

Krvno-moždana barijera(BBB) ​​je fiziološka barijera koja odvaja krv od cerebrospinalne tekućine i unutarnje okruženje središnji živčani sustav kako bi potonji ostao konstantan. Koncentracija mnogih tvari, poput aminokiselina, hormona, metalnih iona, u krvi se stalno mijenja, osobito oštro nakon jela ili tjelesna aktivnost. Većina organa može tolerirati takve promjene, no one mogu biti štetne za funkcioniranje središnjeg živčanog sustava, što dovodi do kaotičnog stvaranja živčanih impulsa pojedinačnih neurona, budući da mnoge tvari krvi (na primjer, aminokiselina glicin i hormon norepinefrin) funkcioniraju kao neurotransmiteri, a neki ioni (na primjer, K +) mogu promijeniti ekscitabilnost živčanih stanica.

Struktura krvno-moždane barijere

Sljedeće strukture sudjeluju u stvaranju krvno-moždane barijere:

• Endotel kapilara, čije su stanice međusobno čvrsto i tijesno povezane tijesnim spojevima, zbog čega su kapilare SŽS-a manje propusne u cijelom tijelu. Ova komponenta je najvažnija u stvaranju BBB-a.
• Relativno debela bazalna membrana koja okružuje svaku kapilaru izvana.
• Cibulinske "noge" astrocita, koje se čvrsto drže oko kapilara. Iako ove strukture pridonose stvaranju BBB, njihova uloga nije toliko da izravno osiguraju nepropusnost, već da stimuliraju endoteliocite da stvore čvrste spojeve.

Propusnost krvno-moždane barijere

Krvno-moždana barijera ima selektivnu propusnost: iz nje se olakšanom difuzijom mogu transportirati tvari potrebne za prehranu živčanog sustava: glukoza (uz sudjelovanje transportera GLUT 1), esencijalne aminokiseline i neki elektroliti. lipidi (masti, masna kiselina) i tvari niske molekularne težine topive u mastima (kisik, ugljični dioksid, etanol, nikotin, anestetici) mogu pasivno difundirati kroz BBB membrane. Tvari kao što su proteini, većina toksina i metabolički produkti ne mogu ga nadvladati, a aminokiseline niske molekularne težine i ioni kalija čak se aktivno preuzimaju iz mozga u krv. Konkretno, jedinstveni kotransporter Na + -K + -2Cl koristi se za održavanje niske koncentracije K +.

Prolaz tvari u suprotnom smjeru - iz mozga u krv - kontroliran je znatno slabije, jer cerebrospinalna tvar teče u venski korito kroz resice arahnoidne ovojnice.

Raspodjela krvno-moždane barijere

BBB nije isti u različitim dijelovima središnjeg živčanog sustava, npr. u spojevima pleksusa (lat. Plexus choroidus) Kapilare moždanih komora su dobro propusne, ali su okružene ependimalnim stanicama, koje su već međusobno povezane tijesnim spojevima. Ponekad se barijera u vezama pleksusa razlikuje od krvno-moždane barijere i naziva se hemato-spinalno-cerebrospinalna barijera, iako imaju mnogo toga zajedničkog.

Neki funkcionalne strukture U mozgu, krvno-moždana barijera ih sprječava da rade svoj posao, pa su ga lišeni, ta područja su ujedinjena pod nazivom navkolunochkovy organi, budući da se nalaze u blizini ventrikula mozga. Na primjer, središte povraćanja u produžena moždina na četvrtom ventrikulu, mora pratiti prisutnost otrovnih tvari u krvi. A hipotalamus, koji se nalazi na dnu treće klijetke, mora stalno osjećati kemijski sastav krvi kako bi regulirao ravnoteža vode i soli, tjelesnu temperaturu i mnoge druge fiziološke pokazatelje. Posebno je aktivan kao odgovor na krvne bjelančevine kao što je angiotenzin II, koji potiče pijenje, i interleukin-1, koji uzrokuje groznicu.

Krvno-moždana barijera također je nedovoljno razvijena u novorođenčadi i dojenčadi, što ih čini posebno osjetljivima na otrovne tvari.

Klinički značaj

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

važno kliničko promatranje je da je krvno-moždana barijera probijena u područjima rasta tumora – opet, kapilare nemaju normalan kontakt s astrocitima. To pomaže u dijagnozi neoplazmi u središnjem živčanom sustavu: ako se koristi albumin obilježen s 131 I, on će prije svega prodrijeti u tumorsko tkivo, kako bi se mogao lokalizirati.

Krvno-moždana barijera iznimno je važna za osiguranje homeostaze mozga, ali mnoga pitanja u vezi s njezinim nastankom još uvijek nisu u potpunosti razjašnjena. No, već sada je sasvim jasno da je BBB najizraženiji po diferencijaciji, kompleksnosti i gustoći histohematološke barijere. Njegova glavna strukturna i funkcionalna jedinica su endotelne stanice kapilara mozga.

Metabolizam mozga, kao niti jednog drugog organa, ovisi o tvarima koje dolaze iz krvotoka. Brojne krvne žile koje osiguravaju funkcioniranje živčanog sustava razlikuju se po tome što je proces prodiranja tvari kroz njihove zidove selektivan. Endotelne stanice kapilara mozga međusobno su povezane kontinuiranim tijesnim spojevima, tako da tvari mogu proći samo kroz same stanice, ali ne i između njih. Do vanjska površina kapilare susjedne glija stanice - druga komponenta krvno-moždane barijere. U koroidnim pleksusima ventrikula mozga, anatomska osnova barijere su epitelne stanice, koje su također čvrsto međusobno povezane. Trenutno se krvno-moždana barijera ne smatra anatomskom i morfološkom, već kao funkcionalno obrazovanje, sposoban selektivno prenositi, au nekim slučajevima i isporučivati ​​različite molekule do živčanih stanica 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 tvorevina na dnu 3. i 4. klijetke - krajnje stražnje polje (area postrema), subfornikalni i subkomisuralni organi, kao i epifiza. Integritet BBB je poremećen kod ishemijskih i upalnih lezija mozga.

Smatra se da je krvno-moždana barijera konačno formirana kada svojstva tih stanica zadovolje dva uvjeta. Prvo, stopa endocitoze tekuće faze (pinocitoza) kod njih bi trebala biti izuzetno niska. Drugo, potrebno je formirati specifične čvrste kontakte između ćelija, koje karakterizira vrlo visok električni otpor. Dostiže vrijednosti od 1000-3000 Ohm/cm2 za kapilare pia mater i od 2000 do 8000 0m/cm2 za intraparenhimske cerebralne kapilare. Za usporedbu: Prosječna vrijednost transendotelni električni otpor kapilara skeletnih mišića je samo 20 Ohm/cm2.

Propusnost krvno-moždane barijere za većinu tvari uvelike je određena njihovim svojstvima, kao i sposobnošću neurona da sami sintetiziraju te tvari. Tvari koje mogu prevladati ovu barijeru uključuju prvenstveno kisik i ugljični dioksid, kao i razne metalne ione, glukozu, esencijalne aminokiseline i masne kiseline potrebne za normalno funkcioniranje mozak. Prijenos glukoze i vitamina provodi se pomoću nosača. Istodobno, D- i L-glukoza imaju različite stope prodiranja kroz barijeru - kod prve je više od 100 puta veća. Glukoza igra vodeća uloga kako u energetskom metabolizmu mozga, tako i u sintezi niza aminokiselina i proteina.

Vodeći čimbenik koji određuje funkcioniranje krvno-moždane barijere je razina metabolizma živčanih stanica.

Opskrba neurona potrebnim tvarima provodi se ne samo uz pomoć prikladnih krvnih kapilara, ali i zahvaljujući procesima meke i arahnoidne membrane, kroz koje cirkulira cerebrospinalna tekućina. Cerebrospinalna tekućina nalazi se u lubanjskoj šupljini, u moždanim komorama i u prostorima između moždanih ovojnica. Kod ljudi je njegov volumen oko 100-150 ml. Zahvaljujući cerebrospinalnoj tekućini održava se osmotska ravnoteža živčanih stanica i uklanjaju produkti metabolizma koji su otrovni za tijelo. živčanog tkiva.

Prolaz tvari kroz krvno-moždanu barijeru ne ovisi samo o propusnosti vaskularne stijenke za njih ( Molekularna težina naboj i lipofilnost tvari), ali i na prisutnost ili odsutnost aktivnog transportnog sustava.

Endotelne stanice moždanih kapilara bogate su stereospecifičnim prijenosnikom glukoze neovisnim o inzulinu (GLUT-1), koji osigurava prijenos ove tvari kroz krvno-moždanu barijeru. Aktivnost ovog prijenosnika može osigurati isporuku glukoze u količini 2-3 puta većoj od one potrebne mozgu u normalnim uvjetima.

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

U djece s poremećenim radom ovog prijenosnika dolazi do značajnog pada razine glukoze u cerebrospinalnoj tekućini i poremećaja u razvoju i funkcioniranju mozga.

Monokarboksilne kiseline (L-laktat, acetat, piruvat), kao i ketonska tijela transportiraju zasebni stereospecifični sustavi. Iako je intenzitet njihovog transporta manji od transporta glukoze, oni su važan metabolički supstrat u novorođenčadi i tijekom gladovanja.

Prijenos kolina u središnji živčani sustav također je posredovan transporterom i može se regulirati brzinom sinteze acetilkolina u živčanom sustavu.

Vitamini se ne sintetiziraju u mozgu i dopremaju se iz krvi pomoću posebnih transportnih sustava. Unatoč činjenici da ovi sustavi imaju relativno nisku transportnu aktivnost, u normalnim uvjetima mogu osigurati transport količine vitamina potrebnih za mozak, ali njihov nedostatak u hrani može dovesti do neurološki poremećaji. Neki proteini plazme također mogu prijeći krvno-moždanu barijeru. Jedan od načina na koji ulaze je transcitoza posredovana receptorima. Na taj način inzulin, transferin, vazopresin i inzulinu sličan faktor rasta prodiru kroz barijeru. Endotelne stanice moždanih kapilara imaju specifične receptore za ove proteine ​​i sposobne su izvršiti endocitozu kompleksa protein-receptor. Važno je da se, kao rezultat naknadnih događaja, kompleks razgrađuje, netaknuti protein može biti otpušten u suprotna strana stanice, a receptor se reintegrira u membranu. Za polikationske proteine ​​i lektine transcitoza je također način prolaska kroz BBB, ali nije povezana s radom specifičnih receptora.

Mnogi neurotransmiteri prisutni u krvi ne mogu prijeći BBB. Dakle, dopamin nema tu sposobnost, dok L-DOPA prodire kroz BBB koristeći transportni sustav neutralnih aminokiselina. Osim toga, kapilarne stanice sadrže enzime koji metaboliziraju neurotransmitere (kolinesterazu, GABA transaminazu, aminopeptidaze itd.), lijekove i otrovne tvari, koji štiti mozak ne samo od neurotransmitera koji cirkuliraju u krvi, već i od toksina.

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

Tijekom ontogeneze, brzina transporta razne tvari kroz BBB značajno mijenja. Stoga je brzina transporta b-hidroksibutirata, triptofana, adenina, kolina i glukoze u novorođenčadi značajno veća nego u odraslih. To odražava relativno veću potražnju razvoj mozga u energetskim i makromolekularnim supstratima.

Krvno-moždana barijera To je funkcionalna barijera koja sprječava prodor niza tvari kao što su antibiotici, toksični kemijski i bakterijski spojevi iz krvi u živčano tkivo.

Pitanje51. Krvno-moždana barijera i njezine funkcije

U srcu funkcioniranja krvno-moždana barijera leži smanjena propusnost, što je karakteristično za krvne kapilare u živčanom tkivu. Glavna strukturna komponenta ove barijere su spojevi koji osiguravaju kontinuitet endotelnih stanica ovih kapilara.

Citoplazma njihove endotelne stanice ne sadrži fenestre, koje se nalaze u mnogim drugim područjima, a pinocitne vezikule su vrlo rijetke. Niska propusnost ovih kapilara djelomično je posljedica proširenih područja procesa neuroglijalnih stanica koje ih okružuju.

Krvožilni pleksus sastavljen od nabora pia mater visok sadržaj proširene fenestrirane kapilare koje prodiru duboko u moždane klijetke. Nalazi se u krovu III i IV ventrikula iu dijelu stijenki lateralnih ventrikula. Koroidni pleksus tvori rahlo vezivno tkivo pia mater, prekriveno jednoslojnim kockastim ili niskim stupastim epitelom, čije stanice prenose ione.

Dom funkcija horoidni pleksus je proizvodnja cerebrospinalna tekućina, koji sadrži samo mala količinačvrste tvari i potpuno ispunjava klijetke, središnji kanal leđne moždine, subarahnoidalni prostor i perivaskularni prostor. Cerebrospinalna tekućina važna je za metabolizam središnjeg živčanog sustava i djeluje kao mehanizam za njegovu zaštitu od mehaničkih udara.

cerebrospinalna tekućina- proziran, niske gustoće (1,004-1,008 g/ml) i vrlo niske koncentracije proteina. U jednom mililitru te tekućine nalaze se i pojedinačne deskvamirane stanice i dva do pet limfocita. Cerebrospinalna tekućina kontinuirano se proizvodi i cirkulira u komorama, iz kojih se usmjerava u subarahnoidalni prostor.

Vaskularni pleksus.
Osnovu koroidnog pleksusa čine labavi vezivno tkivo S velika količina krvnih kapilara (CC), prekrivena je jednoslojnim kubičnim epitelom

U njemu u resice arahnoidna membrana je glavna apsorpcija cerebrospinalne tekućine u vensku cirkulaciju. (U živčanom tkivu mozga limfne žile nedostaje.)

odbiti usisavanje cerebrospinalne tekućine ili blokade njenog otjecanja iz ventrikula dovodi do stanja poznatog kao hidrocefalus (grč. hydro - voda + kephale - glava). Hidrocefalus je svaki poremećaj u kojem se nalaze šupljine središnjeg živčanog sustava višak iznosa cerebrospinalna tekućina, što uzrokuje povećanje intrakranijalnog tlaka.

prirođena hidrocefalus dovodi do povećanja glave, popraćeno kršenjem mentalna aktivnost i slabost mišića. Odrasli imaju brojne neurološke simptome, također uzrokovane oštećenjem živčanog tkiva mozga.

— Povratak na odjeljak « Histologija"

1. Tijelo živčane stanice - neuron: građa, histologija
2. Dendriti živčanih stanica: struktura, histologija
3. Aksoni živčanih stanica: struktura, histologija
4. Membranski potencijali živčanih stanica. Fiziologija
5. Sinapsa: struktura, funkcije
6. Glija stanice: oligodendrociti, Schwannove stanice, astrociti, ependimalne stanice
7. Mikroglija: struktura, histologija
8. Središnji živčani sustav (SŽS): građa, histologija
9. Histologija moždane ovojnice. Struktura
10. Krvno-moždana barijera: struktura, histologija

Krvno-moždana barijera (BBB)- fiziološka barijera između krvožilnog sustava i središnjeg živčanog sustava.

Krvno-moždana barijera

BBB je prisutan kod svih kralješnjaka, a njegova glavna funkcija je održavanje homeostaze mozga.

Krvno-moždana barijera štiti živčano tkivo od mikroorganizama koji cirkuliraju u krvi, toksina, staničnih i humoralnih čimbenika imunološki sustav koji moždano tkivo doživljavaju kao strano. Obavlja funkciju visoko selektivnog filtera kroz koji hranjivim tvarima, a proizvodi njegove vitalne aktivnosti izlučuju se u krvotok.

Ljudsko tijelo i više životinje imaju niz specifičnih fizioloških sustava osiguravajući prilagodbu (prilagodbu) stalno promjenjivim uvjetima postojanja. Ovaj proces je usko povezan s potrebom za obaveznim očuvanjem postojanosti bitnih fizioloških parametara, unutarnjeg okruženja tijela, fizičke kemijski sastav tkivna tekućina međustaničnog prostora.

Među homeostatskim adaptivnim mehanizmima dizajniranim za zaštitu organa i tkiva od stranih tvari i reguliranje postojanosti sastava tkiva intersticijske tekućine, vodeće mjesto zauzima krvno-moždana barijera. Prema definiciji L. S. Sterna, krvno-moždana barijera kombinira skup fizioloških mehanizama i odgovarajućih anatomskih formacija u središnjem živčanom sustavu uključenih u regulaciju sastava cerebrospinalne tekućine (CSF).

U idejama o krvno-moždanoj barijeri, kao glavne odredbe ističu se sljedeće: 1) prodiranje tvari u mozak provodi se uglavnom ne kroz cerebrospinalnu tekućinu, već kroz Krvožilni sustav na kapilarnoj razini - živčana stanica; 2) krvno-moždana barijera u većoj mjeri nije anatomska tvorevina, već funkcionalni koncept karakteriziraju određeni fiziološki mehanizam. Kao i svaki fiziološki mehanizam koji postoji u tijelu, krvno-moždana barijera je pod regulatornim utjecajem živčanog i humoralnog sustava; 3) među čimbenicima koji kontroliraju krvno-moždanu barijeru vodeći je razina aktivnosti i metabolizma živčanog tkiva.

Krvno-moždana barijera regulira prodiranje biološki aktivnih tvari, metabolita, kemijske tvari, utječući na osjetljive strukture mozga, sprječava ulazak stranih tvari, mikroorganizama, toksina u mozak.

Glavna funkcija koja karakterizira krvno-moždanu barijeru je propusnost stanične stijenke. Potrebna razina fiziološke propusnosti, primjerena funkcionalnom stanju organizma, određuje dinamiku protoka fiziološki aktivnih tvari u živčane stanice mozga.

Funkcionalna shema krvno-moždane barijere uključuje neurogliju i sustav cerebrospinalnih tekućinskih prostora uz histohematološku barijeru. Histohematska barijera ima dvojaku funkciju: regulatornu i zaštitnu. Regulacijska funkcija osigurava relativnu postojanost fizičke i fizička i kemijska svojstva, kemijski sastav, fiziološka aktivnost međustanične okoline organa, ovisno o njegovoj funkcionalno stanje. Zaštitna funkcija histohematske barijere je zaštita organa od ulaska stranih ili otrovne tvari endo- i egzogene prirode.

Vodeća komponenta morfološkog supstrata krvno-moždane barijere, koja osigurava njezine funkcije, je stijenka moždane kapilare. Postoje dva mehanizma za prodiranje tvari u moždane stanice: kroz cerebrospinalnu tekućinu, koja služi kao posredna veza između krvi i živčane ili glijalne stanice, koja obavlja prehrambenu funkciju (tzv. put cerebrospinalne tekućine), a kroz stijenku kapilare. U odraslom organizmu glavni put kretanja tvari u živčane stanice je hematogeni (kroz stijenke kapilara); put cerebrospinalne tekućine postaje pomoćni, dodatni.

Propusnost krvno-moždane barijere ovisi o funkcionalnom stanju organizma, sadržaju medijatora, hormona i iona u krvi. Povećanje njihove koncentracije u krvi dovodi do smanjenja propusnosti krvno-moždane barijere za te tvari.

Čini se da je funkcionalni sustav krvno-moždane barijere važna komponenta neurohumoralna regulacija. Konkretno, princip kemijske povratne sprege u tijelu ostvaruje se kroz krvno-moždanu barijeru. Na taj se način provodi mehanizam homeostatske regulacije sastava unutarnje sredine tijela.

Regulaciju funkcija krvno-moždane barijere provode viši dijelovi središnjeg živčanog sustava i humoralni faktori. Značajna uloga u regulaciji dodijeljena je hipotalamo-hipofizno-nadbubrežnom sustavu. U neurohumoralnoj regulaciji krvno-moždane barijere važnost imati metabolički procesi posebno u moždanom tkivu.

Na različite vrste cerebralna patologija, na primjer, ozljede, razne upalne lezije moždanog tkiva, postoji potreba da se umjetno smanji razina propusnosti krvno-moždane barijere. Farmakološki utjecaji mogu povećati ili smanjiti prodiranje u mozak raznih tvari unesenih izvana ili cirkulirajućih u krvi.

⇐ Prethodna12345678910Sljedeća ⇒

HEMATO-ENCEFALNA BARIJERA(grč. haima, haimat krv + lat. encephalon, od grč. enkephalos mozak) - fiziološki mehanizam koji selektivno regulira metabolizam između krvi i središnjeg živčanog sustava. G.-e.

BBB. Njegov značaj za strukturu i funkciju mozga

b. također provodi zaštitnu funkciju, sprječavanje prodiranja u cerebrospinalnu tekućinu i mozak (glavu i kralježnicu) nekih stranih tvari koje ulaze u krvotok, i međuproizvoda metabolizma koji nastaju u tijelu u nekim patol, uvjetima. Stoga se konvencionalno razlikuju blisko povezane zaštitne i regulatorne funkcije G.-e. b., osiguravajući relativnu nepromjenjivost sastava, fiz.-kem. i biol, svojstva cerebrospinalne tekućine i primjerenost mikrookruženja pojedinih živčanih elemenata.

O postojanju mehanizma koji ograničava prijelaz neke kemikalije. spojeve, uglavnom boje, iz krvi u mozak, ukazali su P. Earl njih (1885.), M. Lewandowski, (1900.), Goldmann (E. Goldmann, 1913.) i dr. Predložen je izraz "krvno-moždana barijera". L. S. Sterna i Gauthiera (R. Gauthier) 1921. Stern je na temelju analize velikog eksperimentalnog materijala prvi put formulirao fiziol, temelje doktrine G.-e. b. također je definirao G.-ovu vrijednost - npr. b. za aktivnost c. n. S.

Morfol, G.-ov supstrat - npr. b. su anatomski elementi smješteni između krvi i neurona: endotel kapilara, stanična bazalna membrana, glija, horoidni pleksus, membrane mozga. Velika važnost u strukturama G. - e. b. ima tzv glavna tvar, čiji sastav uključuje komplekse proteina i polisaharida - mukopolisaharidi. Mnogi autori igraju posebnu ulogu u provedbi G.-ove funkcije - na pr. b. pripisuje neuroglijalnim stanicama. Završne perivaskularne (sisne) noge astrocita, uz vanjsku površinu kapilara, mogu selektivno izvući iz krvotoka tvari potrebne za prehranu neurona i vratiti njihove metaboličke proizvode u krv [J. B. Brierley, 1957.]. Istodobno u svim G.-ovim strukturama - npr. b. mogu se pojaviti enzimske reakcije koje pridonose restrukturiranju, oksidaciji, neutralizaciji i uništavanju tvari koje dolaze iz krvi (A. Labori, 1964.).

Regulacijska funkcija procjenjuje se određivanjem koeficijenta propusnosti (točnije koeficijenta raspodjele), tj. omjera koncentracije tvari u cerebrospinalnoj tekućini i njezine koncentracije u krvnom serumu. Za većinu proučavanih krvnih elemenata koeficijent propusnosti je manji od jedan, a samo je za ione magnezija i klora veći od jedan. Vrijednost koeficijenta ovisi o sastavu krvi i cerebrospinalne tekućine.

Primjena radioizotopske indikacije (vidi Radioizotopna dijagnostika) dovela je do određene revizije koncepta G.-e. b. Utvrđeno je da G. propusnost - e. b. nejednak u raznih odjela mozga i, zauzvrat, može se promijeniti na različite načine. Teorija o mnoštvu barijernih formacija (sustav moždanih barijera), koje funkcioniraju ovisno o kemiji i promjenjivim potrebama pojedinih živčanih struktura, postala je široko rasprostranjena. Utvrđeno je da u mozgu postoje zone "bez barijera" (area postrema, neurohipofiza, hipofizna peteljka, epifiza, sivi tuberkulus), u koje gotovo nesmetano ulaze tvari unesene u krv. U nekim dijelovima mozga (npr. u hipotalamusu) propusnost G. - e. b. u odnosu na biogene amine, elektrolite, neke strane tvari, veći je nego u drugim dijelovima mozga, što osigurava pravovremeni prijem humoralnih informacija u višim autonomnim centrima; nastanak nekih patoloških procesa (kršenje mehanizama regulacije funkcija, autonomni poremećaji, diencefalni sindromi itd.) mogu biti povezani s povećanjem ili smanjenjem G. propusnosti - npr. b.

Zaštitne i regulirajuće funkcije G. - e. b. proučavaju se kod ljudi i životinja u onto- i filogeniji, kao i u različite države tijelo - tijekom menstruacije i trudnoće, s promjenama tjelesne temperature i okoliš, u uvjetima pothranjenosti, gladovanja i beri-beri, s umorom, nesanicom, endokrinim i autonomnim poremećajima, asfiksijom, živčani poremećaji i poremećaja unutarnji organi, infekcije, anestezija, traumatska ozljeda mozga, šok, uvođenje raznih farmakološa, lijekova, izlaganje ionizirajućem zračenju itd. Tako je, posebice, utvrđeno da u procesu filogeneze živčane stanice postaju osjetljivije na promjene u sastav i svojstva njihove okoline . To dovodi do poboljšanja mehanizama barijere c. n. S. Tako, na primjer, neke tvari lako prodiru iz krvi u mozak u nisko organiziranim, ali ih G.-e. b. kod više organiziranih organizama. Osim toga, G. - e. b. razlikuje se u visokoj propusnosti kod embrija i novorođenčadi u usporedbi s odraslim organizmom. Postoji pretpostavka da visoka labilnost živčanog sustava u djece u određenoj mjeri ovisi o povećanoj propusnosti njihove G.-e.

Od velike teorijske i praktične važnosti je pitanje selektivnosti (selektivne propusnosti) G.-e. b. u odnosu na tvari koje su često bliske jedna drugoj u kemijskom smislu. struktura i biol, svojstva. Tako npr. L-dopa u c. n. S. lako prodire, a D-dopa i dopamin se odgađaju. Selektivnost G.-e. b. tijekom prijelaza tvari iz krvi u cerebrospinalni likvor i c. n. S. mnogo izraženije nego pri prijelazu iz likvora u krv. G.-e. b. u ovaj slučaj slično selektivnom filtru u smjeru krvi - c. n. S. ili sigurnosni ventil u suprotnom smjeru (L. S. Stern i Gauthier, 1918).

Prema suvremenim konceptima, G.-e. b. je samoregulirajući sustav, stanje reza ovisi o potrebama živčanih stanica i razini metaboličkih procesa ne samo u samom mozgu, već iu drugim organima i tkivima tijela. G. propusnost - e. b. reguliran živcima i humoralni mehanizmi. Međutim, još uvijek ne postoji teorija koja u potpunosti objašnjava pravilnost prijelaza različitih tvari iz krvi u cerebrospinalnu tekućinu i moždano tkivo.

Proučavanje G.-ove zaštitne funkcije - npr. b. Ima posebno značenje za identifikaciju patogena i u terapiji bolesti c. n. S. Smanjenje propusnosti barijere potiče prodor u c. n. S. ne samo strane tvari, već i proizvodi poremećenog metabolizma; u isto vrijeme povećanje G. otpora - e. b. zatvara (djelomično ili potpuno) put do zaštitnih tijela, hormona, metabolita, medijatora. G.-ova izrazito ograničena propusnost - npr. b. u odnosu na neke kemoterapijske lijekove koji se koriste u klinovima, praksa (spojevi arsena, bizmuta, žive i dr.), antibiotici (npr. penicilin, streptomicin), antitijela (antitoksini, aglutinini, hemolizini) često predstavljaju prepreku u liječenju bolesti c. . n. S. Predloženo razne metode povećanje G. propusnosti – e. b. (pregrijavanje ili hipotermija tijela, izloženost x-zrake, cijepljenje protiv malarije itd.), ali nisu uvijek učinkovita. U tim slučajevima moguće je uvođenje farmakol. lijekovi, liječenje seruma, biološki aktivnih tvari izravno u cerebrospinalnu tekućinu (lumbalna ili subokcipitalna injekcija po Sternu).

Za proučavanje G. funkcije - e. b. obično se koriste tvari koje u malim količinama prodiru u cerebrospinalnu tekućinu i mozak. U tu svrhu u pokusima na životinjama upotrebljavaju se kisela (prvenstveno tripan plavo) ili bazična bojila, soli hidrojodida, pikrina ili salicilna kiselina te odrediti njihov sadržaj (kvantitativni ili kvalitativni test) u cerebrospinalnoj tekućini i tkivu mozga. Široka primjena pronađene metode autoradiografije (vidi), gistol., kemija, elektronska mikroskopija. ; U praksi se nude brom, jod, salicilna kiselina, nitrat, uranin, hemolizin, glukoza i druge metode istraživanja G. b. Prema Walteru (F. Walter, 1929), tvari koje se koriste u tu svrhu moraju ispunjavati sljedeće zahtjeve: distribuirati u krvi i cerebrospinalnoj tekućini prije nego što se oslobode, ne razgrađuju se u tijelu i ne vežu se za proteine; ne bi trebali mijenjati G.-ovo stanje – npr. b. i štetiti tijelu. Treba odabrati pokazatelj koji se može točno kvantificirati.

Uz poznate mjere opreza za istraživanje stanja G.-e. b. radioizotopna 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. Izravni hranjivi medij organa i tkiva, Fiziološki mehanizmi, koji određuju njegov sastav i svojstva, M., 1960; U a k a u L. Krvno-moždana barijera, s posebnim obzirom na upotrebu radioaktivnih izotopa, Springfield, 1956.; Sustavi moždane barijere ed. A. Lajtha, Amsterdam, 1968.; Dob-b i n g J. Krvno-moždana barijera, Physiol. Rev., v. 41, str. 130, 1961.; Priručnik iz fiziologije, sec. 1 - Neurofiziologija, ur. od J. Field a. o., v. 3, Washington, 1960.

Histohematska barijera - to je skup morfoloških struktura, fizioloških i fizikalno-kemijskih mehanizama koji djeluju kao cjelina i reguliraju protok tvari između krvi i organa.

Histohematske barijere sudjeluju u održavanju tjelesne homeostaze i pojedinačna tijela. Zahvaljujući prisutnosti histohematske barijere svaki organ živi u svom posebnom okruženju, koje se može bitno razlikovati od sastava pojedinih sastojaka. Osobito 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 brojne zajedničke značajke građevine. Izravni kontakt s krvlju u svim organima ima barijerni sloj koji tvori endotel krvnih kapilara. Osim toga, strukture HGB-a su bazalna membrana ( srednji sloj) i adventicijalnih stanica organa i tkiva (vanjski sloj). Histohematske barijere, mijenjajući njihovu propusnost za različite tvari, mogu ograničiti ili olakšati njihovu dostavu do organa. Za niz otrovnih tvari oni su neprobojni, čime se očituje njihova zaštitna funkcija.

Najvažniji mehanizmi koji osiguravaju funkcioniranje histohematoloških barijera dalje se razmatraju na primjeru krvno-moždane barijere, o čijoj prisutnosti i svojstvima liječnik osobito često mora voditi računa pri primjeni lijekovi i razne učinke na tijelo.

Krvno-moždana barijera

Krvno-moždana barijera je skup morfoloških struktura, fizioloških i fizikalno-kemijskih mehanizama koji djeluju kao cjelina i reguliraju protok tvari između krvi i moždanog tkiva.

Morfološka osnova krvno-moždane barijere je endotel i bazalna membrana cerebralnih kapilara, intersticijski elementi i glikokaliks, astrociti neuroglije, koji svojim nogama pokrivaju cijelu površinu kapilara. Kretanje tvari kroz krvno-moždanu barijeru uključuje transportne sustave endotela stijenki kapilara, uključujući vezikularni transport tvari (pino- i egzocitoza), transport kroz kanale sa ili bez sudjelovanja proteinskih nosača, enzimske sustave koji modificiraju ili uništiti ulazne tvari. Već je spomenuto da u živčanom tkivu funkcioniraju specijalizirani sustavi za transport vode pomoću akvaporinskih proteina AQP1 i AQP4. Potonji tvore vodene kanale koji reguliraju stvaranje cerebrospinalne tekućine i izmjenu vode između krvi i moždanog tkiva.

Kapilare mozga razlikuju se od kapilara u drugim organima po tome što endotelne stanice tvore kontinuiranu stijenku. Na mjestima dodira dolazi do spajanja vanjskih slojeva endotelnih stanica, tvoreći takozvane "tijesne spojeve".

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

Krvno-moždana barijera selektivno je propusna za razne tvari. Neke biološki aktivne tvari, poput kateholamina, praktički ne prolaze kroz ovu barijeru. Jedina iznimka su mala područja barijere na granici s hipofizom, pinealnom žlijezdom i nekim područjima gdje je propusnost krvno-moždane barijere za mnoge tvari visoka. U tim područjima pronađeni su kanali i međuendotelne praznine koje prodiru kroz endotel, kroz koje tvari iz krvi prodiru u izvanstaničnu tekućinu moždanog tkiva ili u njih same. Visoka propusnost krvno-moždane barijere u tim područjima omogućuje biološke djelatne tvari(citokini,) dopiru do onih neurona hipotalamusa i žljezdanih stanica, na kojima se zatvara regulatorni krug neuroendokrinih sustava tijela.

Karakteristična značajka funkcioniranja krvno-moždane barijere je mogućnost promjene njezine propusnosti za niz tvari u raznim uvjetima. Dakle, krvno-moždana barijera je u stanju, reguliranjem propusnosti, promijeniti odnos između krvi i mozga. Regulacija se provodi promjenom broja otvorenih kapilara, brzine protoka krvi, promjenama propusnosti stanične membrane, Države međustaničnu tvar, aktivnost staničnih enzimskih sustava, pino- i egzocitoza. Propusnost BBB može biti značajno narušena u stanjima ishemije moždanog tkiva, infekcije, razvoja upalnih procesa u živčanom sustavu i njegove traumatske ozljede.

Smatra se da krvno-moždana barijera, iako predstavlja značajnu prepreku prodiranju mnogih tvari iz krvi u mozak, istovremeno dobro propušta iste tvari nastale u mozgu u suprotnom smjeru - iz mozga u mozak. krv.

Propusnost krvno-moždane barijere za razne tvari vrlo je različita. Tvari topive u mastima teže prijeći BBB lakše nego tvari topive u vodi.. Lako prodire kroz kisik, ugljični dioksid, nikotin, etanol, heroin, antibiotici topljivi u mastima ( kloramfenikol i tako dalje.)

Glukoza netopljiva u lipidima i neke esencijalne aminokiseline ne mogu proći u mozak jednostavnom difuzijom. Ugljikohidrate prepoznaju i transportiraju posebni transporteri GLUT1 i GLUT3. Ovaj transportni sustav je toliko specifičan da razlikuje stereoizomere D- i L-glukoze: D-glukoza se transportira, ali L-glukoza ne. Prijenos glukoze u tkivo mozga nije osjetljiv na inzulin, ali ga inhibira citohalazin B.

Nosači 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, transportiraju se ioni Na +, K +, aminokiselina glicin, koja djeluje kao inhibitorni medijator.

Dakle, prijenos tvari pomoću različitih mehanizama provodi se ne samo kroz plazma membrane, već i kroz strukture bioloških barijera. Proučavanje ovih mehanizama neophodno je za razumijevanje suštine regulacijskih procesa u tijelu.

Osoba je okupirana ozljedama. I samo mali dio lezija uzrokovan je izravno bolestima središnjeg živčanog sustava.

Zbog nekih svojih osobina, živčani sustav je vrlo zanimljiv sa stajališta znanosti. Stvar je u tome što je anatomiju izuzetno teško razumjeti. Formiranje njegove osnove živčana vlakna imaju svoju strukturu, različitu od ostalih tkiva ljudskog tijela.

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

Druga značajka živčanog sustava općenito, a posebno središnjeg živčanog sustava, je krvno-moždana barijera (BBB).

Nije tajna da je glava i leđna moždina nalaze se u posebnoj tekućini, sličnog sastava, ali različitog od nje u sadržaju različitih frakcija proteina i mikroelemenata. Cerebrospinalna (ili cerebrospinalna) tekućina nastaje iz krvi i limfe pod djelovanjem posebnog "filtera", čiju ulogu obavlja krvno-moždana barijera.

Posebni kavezi s interendotelnim kontaktima sprječavaju prodor u ovu tekućinu. Danas znanstvenici nisu u potpunosti shvatili kako dolazi do regulacije sposobnosti filtriranja barijere, ali je pouzdano poznato da se njezina propusnost mijenja s promjenama u metaboličkoj aktivnosti mozga. Osim toga, krvno-moždana barijera ima razlike u različitih odjela mozga, što određuje njegovu različitu sposobnost filtriranja tekućina (krvi i limfe).

Istraživanja su pokazala da neke od tvari prodiru u BBB uglavnom iz krvne žile, drugi dio njih - iz sustava, a ostali su u mogućnosti dolaziti iz oba okruženja istom brzinom. Vlastiti, jedinstveni i dosad neistraženi, sustav samoregulacije sastava cerebrospinalne tekućine osigurava opskrbu tvarima u količini koja je potrebna središnjem živčanom sustavu. To se događa regulacijom volumena tekućeg dijela, količine i sastava proteina, kao i sastava ulaznih iona (potonji su predstavljeni kalijem i natrijem).

Čemu služi krvno-moždana barijera?

Prije svega, njegovo djelovanje je usmjereno na stvaranje relativno izoliranog okruženja za središnji živčani sustav, ali također obavlja zaštitnu funkciju, sprječava prodor bakterija i virusa u cerebrospinalnu tekućinu iz krvi ili limfnog toka. Važno je razumjeti da će u slučaju kršenja u funkcioniranju BBB-a posljedice biti vrlo ozbiljne. Dakle, bakterije koje su prodrle u cerebrospinalnu tekućinu dovode do meningitisa, encefalitisa i drugih upalni procesi moždane ovojnice i moždana tkiva.

Brojna istraživanja koja su proveli stručnjaci pokazala su sposobnost utjecaja propusnost krvno-moždana barijera razne droge. Osim toga, prethodno korišteni lijekovi počeo identificirati ovu značajku. Danas liječnici dobro znaju koji lijekovi i kako utječu na BBB. Štoviše, naučili smo koristiti ta svojstva za dobrobit čovjeka.

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