Гэб что такое


Гематоэнцефалический барьер

Нормальная деятельность головного мозга возможна лишь в условиях биохимического и электролитного гомеостаза (равновесия). Поэтому жизненно необходимо, чтобы мозг был надежно защищен от попадания веществ, способных изменить работу центральной нервной системы. Для этого и существует гематоэнцефалический барьер, или сокращенно ГЭБ.

Для чего нам нужен ГЭБ

ГЭБ — это полупроницаемая мембрана, которая отделяет мозг от кровеносного русла. Этот барьер состоит из эндотелиальных клеток, астроцитов и перицитов. Мембрана имеет особо «плотное» расположение капилляров, что и является основой барьера, предохраняющего мозг от проникновения большинства веществ, циркулирующих в крови.

ГЭБ сохраняет специфическую внеклеточную среду вокруг нейронов, поддерживая концентрацию аминокислот, аскорбиновой и фолиевой кислот даже при снижении их концентрации в сыворотке крови.

Читайте также:
Инновации в нейронауках

Кроме того, абсолютно необходимо, чтобы никакие патогенные микробы не могли попасть в головной мозг. Иначе наступает катастрофа. Типичный пример: микроб менингита, так называемый менингококк, вполне мирно может проживать в носоглотке, но при ослаблении защитных сил (и нарушении проницаемости ГЭБ) менингококк попадает в центральную нервную систему, поражая оболочки головного мозга и вызывая потенциально смертельную болезнь — гнойный менингит.


Повышение проницаемости ГЭБ также характерно и для других заболеваний нервной системы. Например, при рассеянном склерозе активированные Т-лимфоциты легко преодолевают ГЭБ и вызывают поражение мозга.

Как ГЭБ работает на практике

Проницаемость гематоэнцефалического барьера напрямую зависит от величины молекул. Маленькие молекулы кислорода, углекислого газа проходят вообще без проблем. Но чем крупнее молекула вещества, тем труднее ей пробраться. Впрочем, существуют способы облегчить эту задачу. Например, давно замечено, что жирорастворимые вещества диффундируют через барьер на ура. Это свойство используется при создании некоторых лекарств, например снотворных барбитуратов.

Интересна ситуация с таким важным веществом, как глюкоза. Пониженный ее уровень — гипогликемия мозга — проявляет себя в виде головной боли, нарушений внимания, спутанности сознания и эпилептических приступов. При этом концентрация сахара в крови может оставаться нормальной (!). Тут «заупрямился» ГЭБ и возникли нарушения в системе переноса глюкозы.

Кстати, все больше и больше свидетельств, что классическая эпилепсия, происхождение которой в известной мере остается загадкой для врачей, является «болезнью ГЭБ», когда нарушен транспорт глюкозы в тканях мозга.

ГЭБ и фармакология


Давайте сразу уясним, что большинству лекарств незачем преодолевать этот барьер. К примеру, средство от расстройства желудка должно держаться подальше от мозга и заниматься своим прямым делом в пищеварительном тракте. Но если возникло серьезное поражение центральной нервной системы, «тогда мы идем к вам!».

Антибиотикам желательно добраться до мозга при инфекционных поражениях, противоконвульсивным препаратам — для лечения судорог и, уж конечно, нейролептикам — для купирования острых психозов. Эффективность вышеперечисленных препаратов напрямую зависит от проницаемости ГЭБ.

А вот при болезни Паркинсона, для которой характерен недостаток допамина в мозге, не удастся восполнить этот дефицит ни таблетками, ни уколами, потому что допамин через ГЭБ, к сожалению, не проходит. Хотя, например, предшественник допамина — Л-допа — способен преодолеть ГЭБ. Но все-таки это не совсем то, что нужно.

Кстати, похожая ситуация при депрессиях, в патогенезе которых большую роль играет глютамат. Глютамат также не проникает через через ГЭБ. Поэтому глотать его бессмысленно.

Когда ГЭБ может рухнуть?

Существует ряд ситуаций, при которых страдает ГЭБ и мозг остается незащищенным. Это может случиться при высоком артериальном давлении, поэтому стоит держать его под контролем. Внутривенное введение гиперосмолярных растворов также несет в себе угрозу нарушения барьера. Длительное воздействие микроволнового излучения и радиации доказанно считается причинами нарушений ГЭБ. Инфекции центральной нервной системы типично дают сбои в работе барьера. Также нарушения возможны при травмах мозга, его ишемии, воспалении и инсультах.

А если ГЭБ не пускает, но нам очень нужно?


Существует ряд заболеваний головного мозга, когда жизненно важно пропихнуть лекарство в определенный участок мозга. Чаще всего это онкология. Для этого используется метод «локального открытия ГЭБ». Лучше всего работают маннитол и его аналоги, которые вводятся в артерию мозга под контролем компьютерного томографа.

Маннитол открывает ГЭБ примерно на час, и за это время опухоль подвергается воздействию химиотерапии. С уходом маннитола дверь в мозг закрывается. И правильно — нельзя оставлять мозг без защиты.

Подобным эффектом открытия ГЭБ обладают Лейкотриен С4 и брадикинин. В определенной дозе ГЭБ открывает и гистамин. Кстати, «закрыть дверь» за гистамином можно его антиподом — цимедином. Имейте в виду, что все эти препараты вводятся прицельно в надлежащий кровеносный сосуд. Если принимать их в виде таблеток или инъекций, результата не будет.

Информация для простого пациента

Не ведитесь на рекламу деятелей «народной медицины», утверждающих, что нашли средства, улучшающие состояние психики. Далеко не всякая таблетка, вами проглоченная, вообще доберется до головы. На страже вашего мозга стоит ГЭБ, и чаще всего это только на пользу.

Сергей Боголепов

Фото istockphoto.com

apteka.ru

Гематоэнцефалический барьер - Неврология — LiveJournal

Актуальность. Существование гематоэнцефалического барьера (ГЭБ) является необходимым и наиболее важным условием для нормального функционирования центральной нервной системы (ЦНС), поэтому одной из ключевых задач, решение которой имеет не только фундаментальное, но и прикладное значение, является изучение механизмов функционирования ГЭБ. Известно, что физиологическая проницаемость ГЭБ уступает место патологической при различных видах патологии ЦНС (ишемия, гипоксия головного мозга, травмы и опухоли, нейродегенеративные заболевания), причем изменения проницаемости носят избирательный характер и зачастую являются причиной неэффективности фармакотерапии.

Гематоэнцефалический барьер (ГЭБ) - осуществляет активное взаимодействие между кровотоком и ЦНС, являясь высоко-организованной морфо-функциональной системой, локализованной на внутренней мембране сосудов головного мозга и включающей [1] церебральные эндотелиоциты и [2] комплекс поддерживающих структур: [2.1] базальную мембрану, к которой со стороны ткани мозга прилежат [2.2] перициты и [2.3] астроциты (имеются сообщения о том, что [2.4] аксоны нейронов, которые содержат вазоактивные нейротрансмиттеры и пептиды, также могут вплотную граничить с эндотелиальными клетками, однако эти взгляды разделяются не всеми исследователями). За редким исключением ГЭБ хорошо развит во всех сосудах церебрального микроциркуляторного русла диаметром менее 100 мкм. Эти сосуды, включающие в себя собственно капилляры, а также пре- и посткапилляры, объединяются в понятие микрососуды.



Обратите внимание! Только у небольшого количества образований головного мозга (около 1 - 1,5%) ГЭБ отсутствует. К таким образованиям относят: хориоидальные сплетения (основное), эпифиз, гипофиз и серый бугор. Однако и в этих структурах существует гематоликворный барьер, но иного строения.

читайте также пост: Нейроглия (на laesus-de-liro.livejournal.com) [читать]

ГЭБ выполняет барьерную (ограничивает транспорт из крови в мозг потенциально токсичных и опасных веществ: ГЭБ - высокоселективный фильтр), транспортную и метаболическую (обеспечивает транспорт газов, питательных веществ к мозгу и удаление метаболитов), иммунную и нейросекреторную функции, без которых невозможно нормальное функционирование ЦНС.

Эндотелиоциты. Первичной и важнейшей структурой ГЭБ являются эндотелиоциты церебральных микрососудов (ЭЦМ), которые значительно отличаются от аналогичных клеток других органов и тканей организма. Именно им отводится [!!!] основная роль непосредственной регуляции проницаемости ГЭБ. Уникальными структурными характеристиками ЭЦМ являются: [1] наличие плотных контактов, соединяющих мембраны соседних клеток, как замок «молния», [2] высокое содержание митохондрий, [3] низкий уровень пиноцитоза и [4] отсутствие фенестр. Данные барьерные свойства эндотелия обусловливают очень высокое трансэндотелиальное сопротивление (от 4000 до 8000 W/см2 in vivo и до 800 W/см2 в кокультурах эндотелиоцитов с астроцитами in vitro) и практически полную непроницаемость монослоя барьерного эндотелия для гидрофильных веществ. Необходимые ЦНС питательные вещества (глюкоза, аминокислоты, витамины и пр.), а также все белки транспортируются через ГЭБ только активно (т.е. с затратой АТФ): либо путем рецептор-опосредованного эндоцитоза, либо с помощью специфических транспортеров. Основные отличия эндотелиоцитов ГЭБ и периферических сосудов представлены в таблице:




Кроме указанных особенностей, ЭЦМ ГЭБ секретируются вещества, регулирующие функциональную активность стволовых клеток ЦНС в постнатальном периоде: лейкемия ингибирующий фактор - LIF, нейротрофический фактор мозга - BDNF, костный морфоген - BMP, фактор роста фибробластов - FGF и др. ЭЦМ формируют и так называемое трансэндотелиальное электрическое сопротивление - барьер для полярных веществ и ионов.

Базальная мембрана. ЭЦМ окружает и поддерживает экстрацеллюлярный матрикс, который отделяет их от периэндотелиальных структур. Другое название данной структуры - базальная мембрана (БМ). Отростки астроцитов, окружающих капилляры, а также перициты внедрены в базальную мембрану. Экстрацеллюлярный матрикс является НЕклеточным компонентом ГЭБ. В состав матрикса входят ламинин, фибронектин, различные типы коллагенов, тенасцин и протеогликаны, экспрессируемые перицитами и эндотелиоцитами. БМ обеспечивает механическую поддержку окруженных ею клеток, отделяя эндотелиоциты капилляров от клеток ткани мозга. Кроме этого, она обеспечивает субстрат для миграции клеток, а также выступает в роли барьера для макромолекул. Адгезия клеток к БМ определяется интегринами - трансмембранными рецепторами, которые соединяют элементы цитокселета клетки с экстрацеллюлярным матриксом. БМ, окружая эндотелиоциты сплошным слоем, является последней физической преградой транспорту крупномолекулярных веществ в составе ГЭБ.

Перициты. Перициты являются удлиненными клетками, расположенными вдоль продольной оси капилляра, которые своими многочисленными отростками охватывают капилляры и посткапиллярные венулы, контактируют с эндотелиальными клетками, а также аксонами нейронов. Перициты передают нервный импульс от нейрона на эндотелиоциты, что приводит к накоплению или потере клеткой жидкости и, как следствие, изменению просвета сосудов. В настоящее время перициты считаются мало-дифференцированными клеточными элементами, участвующими в ангиогенезе, эндотелиальной пролиферации и воспалительных реакциях. Они оказывают стабилизирующий эффект на новые сформировавшиеся сосуды и приостанавливают их рост, влияют на пролиферацию и миграцию эндотелиальных клеток.

Астроциты. Работа всех транспортных систем ГЭБ контролируется астроцитами. Эти клетки окутывают своими окончаниями сосуды и контактируют непосредственно с эндотелиоцитами, оказывают существенное влияние на формирование плотных контактов между эндотелиоцитами и определяют свойства эндотелиоцитов ГЭБ. При этом эндотелиоциты приобретают способность к повышенной экструзии ксенобиотиков из ткани мозга. Астроциты, также как и перициты, являются посредниками в передаче регулирующих сигналов от нейронов к эндотелиоцитам сосудов через кальций-опосредованные и пуринергические взаимодействия.

Нейроны. Капилляры головного мозга иннервируются норадрен-, серотонин-, холин- и ГАМКергическими нейронами. При этом нейроны входят в состав нейроваскулярной единицы и оказывают существенное влияние на функции ГЭБ. Они индуцируют экспрессию ГЭБ-ассоциированных белков в эндотелиоцитах головного мозга, регулируют просвет сосудов головного мозга, проницаемость ГЭБ.

Обратите внимание! Перечисленные выше структуры (1 - 5) составляют первый, [1] физический, или структурный компонент ГЭБ. Второй, [2] биохимический компонент, образован транспортными системами, которые расположены на люминальной (обращенной в просвет сосуда) и аблюминальной (внутренней или базальной) мембране эндотелиоцита. Транспортные системы могут осуществлять как перенос веществ из кровотока к мозгу (influx), так и/или обратный перенос из ткани мозга в кровоток (efflux).


Читайте также:

статья «Современные представления о роли нарушения резистентности гематоэнцефалического барьера в патогенезе заболеваний ЦНС. Часть 1: Строение и формирование гематоэнцефалического барьера» Блинов Д.В., ГБОУ ВПО РНИМУ им. Н.И. Пирогова Минздрава РФ, Москва (журнал «Эпилепсия и пароксизмальные состояния» №3, 2013) [читать];

статья «Современные представления о роли нарушения резистентности гематоэнцефалического барьера в патогенезе заболеваний ЦНС. Часть 2: Функции и механизмы повреждения гематоэнцефалического барьера» Блинов Д.В., ГБОУ ВПО РНИМУ им. Н.И. Пирогова Минздрава РФ, Москва (журнал «Эпилепсия и пароксизмальные состояния» №1, 2014) [читать];

статья «Основные функции гематоэнцефалического барьера» А.В. Моргун, Красноярский государственный медицинский университет им. проф. В.Ф. Войно-Ясенецкого (Сибирский медицинский журнал, №2, 2012) [читать];

статья «Фундаментальные и прикладные аспекты изучения гематоэнцефалического барьера» В.П. Чехонин, В.П. Баклаушев, Г.М. Юсубалиева, Н.Е. Волгина, О.И. Гурина; Кафедра медицинских нанобиотехнологий РНИМУ им. Н.И. Пирогова, Москва; ФГБУ «Государственный научный центр социальной и судебной психиатрии им. В.П. Сербского» МЗ РФ (журнал «Вестник РАМН» №8, 2012) [читать];

статья «Проницаемость гематоэнцефалического барьера в норме, при нарушении развития головного мозга и нейро-дегенерации» Н.В. Кувачева и соавт., Красноярский государственный медицинский университет им. профессора В.Ф. Войно-Ясенецкого Министерства здравоохранения РФ, Красноярск (Журнал неврологии и психиатрии, №4, 2013) [читать]



читайте также пост: Нейроваскулярная единица (на laesus-de-liro.livejournal.com) [читать]

laesus-de-liro.livejournal.com

Что такое гематоэнцефалический барьер? :: SYL.ru

Гематоэнцефалический барьер присутствует у всех позвоночных. Он проходит между центральной нервной и кровеносной системами. Далее рассмотрим подробнее такой термин, как "гематоэнцефалический барьер": что это такое, какие задачи он выполняет.

Исторические сведения

Первые свидетельства о том, что существует гематоэнцефалический барьер, были получены Паулем Эрлихом в 1885 году. Он выяснил, что краситель, введенный в кровоток крысы, попал во все ткани и органы, за исключением головного мозга. Эрлих высказал предположение, что вещество не распространилось на мозговые ткани в процессе внутривенного введения из-за того, что не имело с ними родства. Этот вывод оказался неверным. В 1909 году ученик Эрлиха, Гольдман, определил, что краситель синий трипановый не проникает при внутривенном введении в мозг, но окрашивает сплетение сосудов желудочков. В 1913 году он продемонстрировал, что введенное контрастное вещество в спинномозговую жидкость лошади либо собаки распределяется по тканям спинного и головного мозга, но не затрагивает при этом периферические органы и системы. Основываясь на результатах опытов, Гольдман выдвинул предположение о том, что между кровью и мозгом существует препятствие, предотвращающее проникновение нейротоксических соединений.

Физиология человека

Головной мозг имеет вес, примерно равный 2% от массы всего тела. Потребление кислорода ЦНС находится в пределах 20% от общего объема, поступающего в организм. От прочих органов головной мозг отличается наименьшим запасом питательных соединений. При помощи только анаэробного гликолиза обеспечивать свои энергетические потребности нервные клетки не в состоянии. При прекращении поступления крови в мозг через несколько секунд происходит потеря сознания, а спустя 10 минут гибнут нейроны. Физиология человека устроена таким образом, что энергетические потребности мозговых структур обеспечиваются благодаря активному транспорту питательных соединений и кислорода сквозь ГЭБ. Кровеносные сосуды ЦНС обладают некоторыми структурно-функциональными особенностями. Это отличает их от кровеносных сетей прочих систем и органов. Данные отличительные черты обеспечивают питание, поддержание гомеостаза и выведение продуктов жизнедеятельности.

Гематоэнцефалический барьер: физиология

Нормальная деятельность мозга возможна только в условиях биохимического и электролитного гомеостаза. Колебания содержания кальция в крови, рН и прочих показателей не должны оказывать влияние на состояние ткани нервов. Она также должна быть защищена от проникновения нейромедиаторов, циркулирующих в крови и способных изменить активность нейронов. В мозг не должны попадать чужеродные агенты: патогенные микроорганизмы и ксенобиотики. Особенности строения ГЭБ способствуют тому, что он является и иммунологическим препятствием, поскольку непроницаем для большого количества антител, микроорганизмов и лейкоцитов. Нарушения в гематоэнцефалическом барьере могут спровоцировать поражения ЦНС. Множество неврологических патологий косвенно либо напрямую связано с повреждением ГЭБ.

Структура

Каково строение гематоэнцефалического барьера? В качестве основного элемента выступают эндотелиальные клетки. Гематоэнцефалический барьер включает в себя также астроциты и перициты. В церебральных сосудах присутствуют плотные контакты между эндотелиальными клетками. Промежутки между элементами ГЭБ меньше, чем в прочих тканях организма. Эндотелиальные клетки, астроциты и перициты выступают в качестве структурной основы гематоэнцефалического барьера не только у людей, но и у большинства позвоночных.

Формирование

До конца ХХ века существовало мнение, что у новорожденных и эмбриона гематоэнцефалический барьер и его функции не развиты в полной мере. Такое достаточно широко распространенное мнение было обусловлено несколькими неудачными опытами. В ходе экспериментов эмбрионам и взрослым животным вводились красители, связанные с белками, или прочие маркеры. Первые такие опыты были проведены в 1920 году. Вводимые эмбрионам маркеры распространялись по ткани головного и жидкости спинного мозга. У взрослых животных этого не наблюдалось. В процессе проведения экспериментов были допущены некоторые ошибки. В частности, в одних опытах использовался слишком большой объем красителя, в других - было повышено осмотическое давление. В результате этого происходило частичное повреждение в сосудистой стенке, вследствие чего маркер распространялся по ткани мозга. При правильной постановке опыта прохождения сквозь гематоэнцефалический барьер не отмечалось. В крови эмбриона в большом объеме присутствуют молекулы таких соединений, как трансферрин, альфа1-фетопротеин, альбумин. Эти вещества не обнаруживаются, однако в межклеточном пространстве мозговой ткани, в эмбриональном эндотелии, выявлен транспортер Р-гликопротеин. Это, в свою очередь, свидетельствует о присутствии гематоэнцефалического барьера в пренатальном периоде.

Проницаемость

В процессе развития организма отмечается совершенствование ГЭБ. Для поляризованных небольших молекул, к примеру, сахарозы и инулина, проницаемость гематоэнцефалического барьера у новорожденного и эмбриона существенно выше, чем у взрослых. Аналогичный эффект обнаружен и для ионов. Прохождение инсулина и аминокислот сквозь гематоэнцефалический барьер значительно ускорено. Это, вероятно, связано с большой потребностью растущего мозга. Вместе с этим у эмбриона присутствует барьер между тканью и ликвором – "ремневые контакты" между элементами эпендимы.

Механизмы прохождения сквозь ГЭБ

Основных путей преодоления барьера существует два:

  • Гематогенный (главный). В этом случае вещества проходят с током крови сквозь капиллярные стенки.
  • Ликворный (дополнительный). В этом случае проникновение веществ осуществляется совместно с цереброспинальной жидкостью. Ликворный путь выступает в качестве промежуточного звена между глиальной (нервной) клеткой и кровью.

Легче всего сквозь гематоэнцефалический барьер проникнуть молекулам небольшого размера (кислороду, например) либо элементам, легко растворимым в липидных мембранных компонентах, располагающихся в глиальных клетках (этанол, к примеру). За счет использования высокоспециализированных механизмов для преодоления гематоэнцефалического барьера через него проникают грибки, бактерии, вирусы. К примеру, возбудители герпеса проходят через нервные клетки слабого организма и попадают в ЦНС.

Использование свойств ГЭБ в фармакологии

Современные эффективные медикаменты разрабатываются с учетом проницаемости гематоэнцефалического барьера. К примеру, фармпромышленность выпускает синтетические анальгетики на основе морфина. Но в отличие от него препараты не проходят сквозь ГЭБ. Благодаря этому медикаменты эффективно избавляют от боли, не делая при этом пациента морфинозависимым. Существуют различные антибиотики, проникающие через гематоэнцефалический барьер. Многие из них считаются незаменимыми при лечении тех или иных инфекционных патологий. При этом необходимо помнить, что передозировка препаратами может спровоцировать серьезные осложнения – паралич и гибель нервов. В связи с этим специалисты крайне не рекомендуют самолечение антибиотиками.

Медикаменты, проходящие сквозь ГЭБ

Гематоэнцефалический барьер отличается избирательной проницаемостью. Так, некоторые из биологически активных соединений – катехоламины, к примеру, - не проходят ГЭБ. Тем не менее существуют небольшие области рядом с гипофизом, эпифизом и рядом участков гипоталамуса, где данные вещества могут проникнуть через гематоэнцефалический барьер. Назначая лечение, врач учитывает особенности ГЭБ. К примеру, в практической гастроэнтерологии проницаемость барьера принимается во внимание в процессе оценки интенсивности побочного действия определенных медикаментов на органы пищеварения. В этом случае предпочтение стараются отдавать тем лекарствам, которые хуже проходят сквозь ГЭБ. Что касается антибиотиков, то среди хорошо проникающих через барьер следует отметить препарат "Нифурател". Он известен также под названием "Макмирор". Хорошо преодолевают ГЭБ прокинетики первого поколения. К ним, в частности, относят такие средства, как "Бимарал", "Метоклопрамид". Активным веществом в них выступает бромоприд.

Хорошо проходят ГЭБ и препараты следующих поколений прокинетиков. Среди них можно назвать такие медикаменты, как "Мотилак", "Мотилиум". В них активное вещество – домперидон. Хуже проникают через гематоэнцефалический барьер такие препараты, как "Итомед" и "Ганатон". В них действующее вещество – итоприд. Наилучшая степень прохождения через ГЭБ отмечается у таких медикаментов, как "Ампициллин" и "Цефазолин". Следует также сказать, что способность проникать через гематоэнцефалический барьер у жирорастворимых соединений выше, чем у водорастворимых.

www.syl.ru

Гематоэнцефалический барьер что это такое


Гематоэнцефалический барьер и лекарства

Нормальная деятельность головного мозга возможна лишь в условиях биохимического и электролитного гомеостаза (равновесия). Поэтому жизненно необходимо, чтобы мозг был надежно защищен от попадания веществ, способных изменить работу центральной нервной системы. Для этого и существует гематоэнцефалический барьер, или сокращенно ГЭБ.

Для чего нам нужен ГЭБ

ГЭБ — это полупроницаемая мембрана, которая отделяет мозг от кровеносного русла. Этот барьер состоит из эндотелиальных клеток, астроцитов и перицитов. Мембрана имеет особо «плотное» расположение капилляров, что и является основой барьера, предохраняющего мозг от проникновения большинства веществ, циркулирующих в крови.

ГЭБ сохраняет специфическую внеклеточную среду вокруг нейронов, поддерживая концентрацию аминокислот, аскорбиновой и фолиевой кислот даже при снижении их концентрации в сыворотке крови.

Читайте также: Инновации в нейронауках

Кроме того, абсолютно необходимо, чтобы никакие патогенные микробы не могли попасть в головной мозг. Иначе наступает катастрофа. Типичный пример: микроб менингита, так называемый менингококк, вполне мирно может проживать в носоглотке, но при ослаблении защитных сил (и нарушении проницаемости ГЭБ) менингококк попадает в центральную нервную систему, поражая оболочки головного мозга и вызывая потенциально смертельную болезнь — гнойный менингит.

Повышение проницаемости ГЭБ также характерно и для других заболеваний нервной системы. Например, при рассеянном склерозе активированные Т-лимфоциты легко преодолевают ГЭБ и вызывают поражение мозга.

Как ГЭБ работает на практике

Проницаемость гематоэнцефалического барьера напрямую зависит от величины молекул. Маленькие молекулы кислорода, углекислого газа проходят вообще без проблем. Но чем крупнее молекула вещества, тем труднее ей пробраться. Впрочем, существуют способы облегчить эту задачу. Например, давно замечено, что жирорастворимые вещества диффундируют через барьер на ура. Это свойство используется при создании некоторых лекарств, например снотворных барбитуратов.

Интересна ситуация с таким важным веществом, как глюкоза. Пониженный ее уровень — гипогликемия мозга — проявляет себя в виде головной боли, нарушений внимания, спутанности сознания и эпилептических приступов. При этом концентрация сахара в крови может оставаться нормальной (!). Тут «заупрямился» ГЭБ и возникли нарушения в системе переноса глюкозы.

Кстати, все больше и больше свидетельств, что классическая эпилепсия, происхождение которой в известной мере остается загадкой для врачей, является «болезнью ГЭБ», когда нарушен транспорт глюкозы в тканях мозга.

ГЭБ и фармакология

Давайте сразу уясним, что большинству лекарств незачем преодолевать этот барьер. К примеру, средство от расстройства желудка должно держаться подальше от мозга и заниматься своим прямым делом в пищеварительном тракте. Но если возникло серьезное поражение центральной нервной системы, «тогда мы идем к вам!».

Антибиотикам желательно добраться до мозга при инфекционных поражениях, противоконвульсивным препаратам — для лечения судорог и, уж конечно, нейролептикам — для купирования острых психозов. Эффективность вышеперечисленных препаратов напрямую зависит от проницаемости ГЭБ.

А вот при болезни Паркинсона, для которой характерен недостаток допамина в мозге, не удастся восполнить этот дефицит ни таблетками, ни уколами, потому что допамин через ГЭБ, к сожалению, не проходит. Хотя, например, предшественник допамина — Л-допа — способен преодолеть ГЭБ. Но все-таки это не совсем то, что нужно.

Кстати, похожая

centr-bibliotek.ru

Гематоэнцефалический барьер: физиология, свойства, патологии


Гематоэнцефалический барьер – это своего рода преграда, которая препятствует прониканию из крови в ткань мозга токсических веществ, микроорганизмов, а также антибиотиков.
Мозговой барьер – это фильтр, сквозь который из артерии в мозг попадают полезные вещества, а в венозное русло выводятся различные отработанные продукты. Барьер на пути к мозгу является механизмом, защищающим ткани от посторонних элементов и регулирующим неизменность состава межклеточной жидкости.

Общая информация о гематоэнцефалическом барьере

Естественный заслон способствует защите ткани мозга от всевозможных инородных тел и ядовитых шлаков, которые проникли в кровь или образовались непосредственно в организме. Преграда задерживает компоненты, которые могут навредить очень чувствительным клеткам головного, а также спинного мозга.
Функция ГЭБ – это установить некий щит, способствующий избирательной пропускаемости.

Естественный барьер на пути к тканям мозга пропускает одни вещества и является непроницаемым для иных. Правда, непроницаемость данной преграды относительна и зависит от здоровья человека, от длительности пребывания и концентрации различных веществ в его крови, от всякого рода внешних причин. Сам барьер состоит из различных анатомических компонентов. А они не только оберегают мозг, но и следят за его питанием, обеспечивают жизнедеятельность, выводят отработанные продукты.

ГЭБ является механизмом, который налаживает попадание имеющихся в крови полезных компонентов в спинномозговую жидкость и нервную ткань. Это не какая-то совокупность органов, а функциональная концепция. Большинство полезных веществ поступает в ткани мозга не через ликворные маршруты, а благодаря капиллярам.

Физиология — как работает ГЭБ

Мозговой барьер – это не отдельный орган тела, а совокупность различных анатомических составляющих. Эти составляющие исполняют роль преграды и обладают другими полезными свойствами. Мозговые капилляры – первые компоненты, входящие в структуру этого своеобразного преграждения.
Главная задача мозговых капилляров – это доставка крови непосредственно к мозгу человека. Через стенки клеток в мозг проникает всё необходимое питание, а продукты обмена, наоборот, выводятся. Процесс этот происходит непрерывно. Но только не все вещества, находящиеся в крови, могут проникнуть сквозь эти стенки.

Мозговые капилляры – это своего рода первоначальная оборонительная линия. Для некоторых веществ она проходима, а для остальных – полупроницаема или совершенно непроходима. Структура капилляров, точнее, их внутренней прослойки такова, что разнообразные компоненты перемещаются из крови в ликвор сквозь щёлочки между клетками, а также сквозь тончайшие зоны этих клеток.
Причём стенки капилляров не обладают такими порами, как клетки иных органов. Эти элементы попросту нагромождаются друг на дружку. Места стыковок между ними заслонены специальными пластинами. Щёлочки между клетками слишком узенькие. Передвижение жидкости из капилляров в нервную ткань происходит сквозь их стенки.

Структура клеток капилляров имеет некоторые особенности. Клетки состоят из набора митохондрий, а это является признаком о происходящих в них энергетических процессах. В капиллярных клетках слишком мало вакуолей, в особенности в прилегающей к просвету капилляра стороне. Но на рубеже с нервной материей их количество намного выше. А это свидетельствует о том, что пропускаемость капилляра по направлению из кровеносной системы к тканям мозга намного ниже, чем в противоположной направленности.

Важную роль в реализации преграждающей задачи капилляров играет находящаяся под покровом эндотелиальных элементов очень стойкая мембрана с прослойкой гликокаликса. А составляющие эту прослойку компоненты создают своего рода сеть, которая является ещё одним преграждением для молекул разных компонентов. Капилляры мозга имеют ферменты, которые снижают активность некоторых химических компонентов, перемещающихся из крови в ткань человеческого мозга.
Но одних капилляров мало для осуществления заградительной задачи. Вторая черта преграждений располагается между капиллярами и нейронами. В этом месте природой создано переплетение астроцитов с их отростками и образование ещё одного защитного слоя – нейроглии.

Покрывается почти весь поверхностный слой мозговых капилляров благодаря присосковым ножкам астроцитов. Они также могут расширять просвет капилляра, или, наоборот, его уменьшать. С их помощью происходит питание нейронов. Присосковые ножки вытягивают из крови нужные нейронам питательные компоненты, а обратно выводят отработанные продукты.
Но естественная преграда состоит не только лишь из нейроглии. Препятствующими свойствами характеризуются обволакивающие мозг мягкие оболочки, а также сосудистые переплетения его боковых желудочков. Пропускаемость сосудистых переплетений, вернее, их капилляров, намного выше, чем мозговых капилляров. А щели между их клетками гораздо шире, но они замкнуты очень прочными контактами. Именно здесь и находится третья ступень ГЭБ.

Мозговой заслон не только бережёт мозг от посторонних и ядовитых компонентов, имеющихся в крови, но и стабилизирует состав питательной среды, в которой находятся нервные клетки.

Нужные для жизнедеятельности компоненты мозг получает благодаря присосковым ножкам клеток, а также через ликвор. В мозге имеются внеклеточные участки. А на дне микробороздок мозга есть мельчайшие проходы, которые открываются в межклеточные участки. Благодаря ним питательная жидкость прмщатся в мозг и служит питанием для нейронов.

Есть 2 способа питания мозга:
• благодаря спинномозговой жидкости;
• сквозь капиллярные стенки.

У здорового человека основным путём попадания компонентов в нервные ткани является гематогенный, а ликворный маршрут – дополнительный. Каким компонентам перемещаться в мозг, а каким нет, решает ГЭБ.

Проницаемость барьера

Мозговая преграда не только останавливает и не допускает к мозгу некоторые вещества, имеющиеся в крови, но и доставляет нужные для метаболизма нервной ткани компоненты. Гидрофобные компоненты, а также пептиды перемещаются в ткани мозга сквозь каналы мембраны клеток, с помощью различных транспортных систем или диффузии.

Существуют такие способы перемещения через ГЭБ:

  1. Межклеточный. Суть системы: питательные продукты передвигаются в мозг сквозь стенки клеток.
  2. Благодаря каналам. В мембране клеток имеются щели – аквапоры. Через них происходит попадание воды. Для глицерина на поверхности мембран клеток также имеются специальные проходы – акваглицеропорины.
  3. Диффузия. Передвижение компонентов может происходить сквозь клеточные мембраны и сквозь межклеточные контакты. Чем липофильнее и меньше проходящее вещество, тем проще оно диффундирует сквозь мембрану клеток.
  4. Диффузия (облегчённая). Многие полезные для мозга компоненты (различные аминокислоты) слишком большие, чтобы пройти сквозь клеточную мембрану. Для них на поверхности клеток существуют специальные транспортёры, а также белковые молекулы.
  5. Активные транспортёры. Перенос различных веществ требует расходов клеточной энергии и осуществляется благодаря активным транспортёрам.
  6. Везикулярный. Происходит связывание полезных для мозга компонентов, перемещение их во внеклеточные участки и высвобождение связанных элементов.

ГЭБ есть во многих участках мозга. Но в шести анатомических образованиях его нет. Отсутствует барьер на дне 4 желудочка, в шишковидном теле, в нейрогипофизе, в прикреплённой пластинке мозга, в субфорникальном и субкомиссуральном органах.
Проницаемость естественного барьера обуславливается состоянием здоровья человека, а также содержанием в крови гормонов. Болезненное состояние приводит к повышению проницаемости.

Повреждения барьерного щита бывают при таких болезнях:

Таким образом, у здорового человека мозговой щит работает отлично и служит преградой для прохождения разнообразных компонентов в мозг. Происходит это благодаря капиллярам мозга. Их клетки не имеют пор. Кроме того, роль дополнительной липидной преграды играют и астроглии. Сквозь естественную преграду плохо проходят полярные образования. Но липофильные молекулы проходят к мозгу очень просто. Заслон преодолевается в основном благодаря диффузии или активному передвижению. В организме есть участки мозга, в которых барьер не действует (задняя стенка гипофиза, эпифиз). Если человек болеет, то проходимость становится выше.

Использование ГЭБ в фармакологии

Мозговой барьер избирательно проходим для различных лекарственных средств. Для того чтобы излечить заболевания мозга лекарства должны проникнуть в его ткани. А это не всегда возможно. Но во время воспалительных заболеваний мозга проницаемость барьера несколько повышается, в результате чего сквозь него проходят лекарства, которые при нормальном состоянии не преодолели бы это препятствие.
При воспалительных процессах важно преодолеть преграждающий заслон. Ведь нужно добиться проникновения лекарств в мозг. Но при искусственном преодолении естественного препятствия в мозг порой перемещаются не только лекарства, но и вредные шлаки.

В медицинской практике самым эффективным методом лечения мозга является ввод лекарства в желудочки мозга, другими словами, в обход барьера.

Лекарства, которые плохо проникают сквозь мозговой барьер, могут вводиться под оболочки мозга. Таким образом лечится менингит, а также воспаление мозга.
Медикаменты разрабатываются с учётом проходимости мозгового барьера.

Синтетические анальгетики, имеющие в своём составе морфин, наоборот, обязаны лишь избавлять человека от боли, но не проходить ГЭБ. Существуют антибиотики, лечащие воспалительные процессы, которые отлично проходят мозговой барьер. К ним относятся: «Нифурател», «Макмирор», «Бимарал», «Метоклопрамид». Хорошо проходят барьер медикаменты: «Мотилиум», «Мотилак». Наилучшая степень прохождения мозгового барьера у «Ампицилина» и «Цефазолина». Способность проникать сквозь ГЭБ у жирорастворимых соединений намного выше, чем у водорастворимых веществ.

neurodoc.ru

Гематоэнцефалический барьер Википедия

Гематоэнцефалический барьер: сторожевой пост на границе головного мозга

Гематоэнцефалический барьер «сшит» с эндотелиальными клетками высокой плотности, которые в значительной степени ограничивают его проницаемость. Кровеносные сосуды ГЭБ лишены “сообщения,” в процессе которого через поры был бы возможен быстрый обмен молекулами между тканью и этими сосудами. Кроме того, в ГЭБ также имеются «непроницаемые перегородки», которые еще более затрудняют проникновение внутрь.

Нейроны и не нейронные клетки, располагающиеся вдоль его границ, постоянно настороже и играют роль “детоксикационных пунктов.” Эти клетки также поддерживают целостность и функционирование всей центральной нервной системы.

Благодаря этому, в нормальных условиях доступ к мозгу получают лишь те вещества, которые отвечают определённым «критериям». К их числу относятся крошечные «жирорастворимые» молекулы, не являющиеся «субстратом для активных эффлюксных транспортёров» (AETs). Это такие вещества, как некоторые газы, вода, глюкоза, аминокислоты, перемещаемые другими, еще более мелкими частицами, а именно – «опосредованными переносчиками транспортёрами» (CMTs) либо «рецептор-опосредованными транспортёрами» (RMTs).

Задачи гематоэнцефалического барьера

Масса головного мозга человека составляет приблизительно 2 % от массы его тела. При этом потребность в кислороде центральной нервной системы составляет 20 % от потребностей всего организма. Также в противоположность другим органам мозг обладает наименьшими запасами питательных веществ. Нервные клетки не могут обеспечить свои энергетические потребности анаэробно (путём одного лишь гликолиза).

Нормальное функционирование мозга возможно также в условиях электролитного и биохимического гомеостаза. Колебания pH, концентрации калия крови и других показателей не должны отражаться на ткани головного мозга. Попадение циркулирующих в кровеносном русле нейромедиаторов в нервную ткань может разбалансировать её работу [1].

Чтобы обеспечить задачи обеспечения, выведения продуктов жизнедеятельности и поддержания гомеостаза вещества мозга, система сосудов центральной нервной системы имеет целый ряд структурно-функциональных отличий от сосудов других органов и тканей[1].

Изменения в функционировании ГЭБ могут вызывать нарушения функционирования центральной нервной системы. Целый ряд неврологических заболеваний напрямую или косвенно связан с его повреждением[2].

Как воспаление воздействует на ГЭБ

Когда ГЭБ воспаляется – его целостность нарушается, и он начинает пропускать через свою поверхность более крупные частички, в том числе патогенные микроорганизмы и «ксенобиотические вещества» (т.е. токсины из окружающей среды). Учёные уже давно знали, что между воспалением и ослаблением гематоэнцефалического барьера существует взаимосвязь, но не знали точно, в чем она заключается.

Впрочем, в 2014 году научные работники из Великобритании и Нидерландов в ходе совместного исследования обнаружили общее звено: молекулу микроРНК-155, которая обладает способностью создавать микроскопические бреши в нейроэпителиальных клетках, через которые могут проникать патогенные микроорганизмы.

Повышенный уровень микроРНК-155 играет определённую роль в развитии состояния, которое сегодня принято называть «Синдром повышенной проницаемости мозга» либо «Протекающий головной мозг». Примечательно, что высокий уровень микроРНК-155 также характерен для разных видов рака, включая лейкемию, лимфому, опухоли головного мозга и рак молочной железы.

Функции

Сравнительная схема строения периферического и церебрального капилляров

нем.Periphere Kapillare

 — периферический

капилляр
нем.Zerebrale Kapillare

 — церебральный

капилляр
нем.Zellkern

 —

клеточное ядро
нем.Lumen des Kapillargefäßes

 — просвет капиллярного сосуда

англ.Tight Junction

 — плотный контакт

нем.Intrazellularspalt

 — межклеточная щель

нем.Endothelzelle

 — эндотелиальная клетка

нем.Fenestrierung

 — фенестрация

Строение ГЭБ — от ткани мозга к плотному контакту

Схематическое строение сосудистой стенки артерии,

артериолы

и капилляра мозга

Существенным элементом структуры ГЭБ являются эндотелиальные клетки. Особенностью эндотелия сосудистой стенки церебральных сосудов является наличие между ними плотных межклеточных контактов. В структуре ГЭБ также большое значение имеют перициты и астроциты[1]. Межклеточные промежутки между эндотелиальными клетками, перицитами и астроцитами нейроглии ГЭБ являются наиболее узкими в сравнении с другими клетками организма. Эти три вида клеток являются структурной основой ГЭБ не только у человека, но и у большинства позвоночных[5][6].

Капиллярные сосуды выстланы эндотелиальными клетками. Эндотелий периферических сосудов содержит открытые промежутки (фенестрации) диаметром около 50 нм. и межклеточные щели от 0,1 до 1 мкм. Через эти пространства происходит свободная циркуляция воды и растворённых в ней веществ между кровью и межклеточным пространством.

Другим отличием эндотелия церебральных капилляров от периферических является низкое количество в них пиноцитозных пузырьков (везикул)[9][10].

В то же время количество митохондрий в эндотелиальных клетках сосудов мозга в 5-10 раз выше, чем в эндотелии периферических сосудов. Митохондрии являются органеллами синтезирующими молекулыАТФ, являющихся основным источником энергии для клетки. Большое количество митохондрий соответственно является показателем значительных энергетических потребностей эндотелиальных клеток ГЭБ, что связано с процессами активного транспорта и обмена веществ[4].

ГЭБ является также метаболическим или ферментативным (энзиматическим) барьером [11][12][13][14][15]. На поверхности клеточных мембран эндотелиальных клеток ГЭБ находится целый ряд ферментов в значительно большем количестве чем на других клетках паренхимы. Среди них стоит отметить гамма-глутамилтрансферазы и фосфатазы (в частности глюкоза-6-фосфатазу), катехол-О-метилтрансферазу, моноаминоксидазу и цитохром Р450[16][17][18].

В связи с большой концентрацией различных ферментов в эндотелиальных клетках ГЭБ многие вещества при транспортировании через цитоплазму эндотелия метаболизируются[10]. При этом по высоте эндотелиальная клетка ГЭБ составляет от 0,3 до 0,5 мкм. Энтероциты, эпителиальные клеткикишечника, к примеру имеют в высоту 17-30 мкм[19].

Схематическое изображение плотного контакта

Соотношение холестерина к фосфолипидам в эндотелиальных клетках ГЭБ такое же, как и в эндотелиальных клетках периферических сосудов и составляет ≈ 0,7[20]. Пассивный транспорт через клеточные мембраны ГЭБ мало чем отличается от пассивной диффузии в других эндотелиальных клетках[21]. В мембранах эндотелиальных клеток содержится большое количество каналов, которые свободно пропускают моллекулы воды. Они делают возможным свободную диффузию моллекул воды как в направлении мозга, так и кровеносной системы[22].

Отсутствие фенестраций и небольшое число пиноцитарных везикул делают эндотелиальную выстилку капилляров мозга механическим барьером для крупных молекул и инородных веществ. Кроме этого ГЭБ обладает значительным электрическим сопротивлением — около 1500—2000 Ом. К примеру электрическое сопротивление для стенок капилляров мышечной ткани составляет 30 Ом[23].

  • поддержание гомеостаза
  • транспортная
  • защитная

Ни для кого не является секретом, что организм должен поддерживать постоянство своей внутренней среды, или гомеостаз, затрачивая для этого энергию, иначе он не будет отличаться от неживой природы. Так, кожа защищает наш организм от внешнего мира на органном уровне.

Но оказывается, значение имеют и другие барьеры, которые образуются между кровью и некоторыми тканями. Они называются гистогематическими. Эти барьеры необходимы по различным причинам. Иногда нужно механически ограничить проникновение крови к тканям. Примерами таких барьеров служат:

  • гематоартикулярный барьер – между кровью и суставными поверхностями;
  • гематоофтальмический барьер – между кровью и светопроводящими средами глазного яблока.

Все знают, на своем опыте, что, разделывая мясо видно, что поверхность суставов всегда лишена контакта с кровью. В том случае, если кровь изливается в полость сустава (гемартроз), то она способствует его зарастанию, или анкилозу.

Понятно, почему нужен гематоофтальмический барьер: внутри глаза есть прозрачные среды, например, стекловидное тело. Его задача – как можно меньше поглощать проходящий свет.

В том случае, если не будет этого барьера, то кровь будет проникать в стекловидное тело, и мы будем лишены возможности видеть.

Именно от бесперебойной работы гематоэнцефалического барьера зависит наша жизнь. Ведь наш головной мозг потребляет пятую часть всего количества кислорода и глюкозы, и при этом его вес составляет не 20% всей массы тела, а около 2%, то есть потребление мозгом питательных веществ и кислорода в 10 раз выше среднего арифметического значения.

В отличие, например, от клеток печени, мозг работает только «на кислороде», и аэробный гликолиз — это единственный возможный вариант существования всех без исключения нейронов. В том случае, если в течение 10-12 секунд питание нейронов прекращается, то человек теряет сознание, а после остановки кровообращения, находясь в состоянии клинической смерти, шансы на полное восстановление функции мозга существуют только на протяжении 5 -6 минут.

Это время увеличивается при сильном охлаждении организма, но при нормальной температуре тела окончательная гибель мозга происходит через 8-10 минут, поэтому только интенсивная деятельность ГЭБ позволяет нам быть «в форме».

Известно, что многие неврологические заболевания развиваются только вследствие того, что нарушена проницаемость гематоэнцефалического барьера, в сторону его повышения.

Мы не будем подробно вдаваться в гистологию и биохимию структур, составляющих барьер. Отметим только лишь, что строение гематоэнцефалического барьера включает в себя особую структуру капилляров. Известны следующие особенности, приводящие к появлению барьера:

  • плотные контакты между эндотелиальными клетками, выстилающими капилляры изнутри.

В других органах и тканях эндотелий капилляров выполнен «небрежно», и между клетками есть большие промежутки, через которые происходит свободный обмен тканевой жидкостью с периваскулярным пространством. Там, где капилляры формируют гематоэнцефалический барьер, клетки эндотелия расположены очень плотно, и герметичность не нарушается;

  • энергетические станции – митохондрии в капиллярах превышает физиологическую потребность в таковых в других местах, поскольку гематоэнцефалический барьер требует больших затрат энергии;
  • высота клеток эндотелия существенно ниже, чем в сосудах другой локализации, а количество транспортных ферментов в цитоплазме клетки значительно выше. Это позволяет отвести большую роль трансмембранному цитоплазматическому транспорту;
  • эндотелий сосудов в своей глубине содержит плотную, скелетообразующую базальную мембрану, к которой снаружи прилегают отростки астроцитов;

Кроме особенностей эндотелия, снаружи от капилляров существуют особые вспомогательные клетки – перициты. Что такое перицит? Это клетка, которая может снаружи регулировать просвет капилляра, а при необходимости может обладать функциями макрофага, к захвату и уничтожению вредных клеток.

Поэтому, еще не дойдя до нейронов, мы можем отметить две линии защиты гематоэнцефалического барьера: первая – это плотные соединения эндотелиоцитов и активный транспорт, а вторая – это макрофагальная активность перицитов.

Далее гематоэнцефалический барьер включает в себя большое количество астроцитов, которые и составляют наибольшую массу этой гистогематической преграды. Это небольшие клетки, которые окружают нейроны, и, по определению их роли, умеют «почти всё».

Они постоянно обмениваются веществами с эндотелием, контролируют сохранность плотных контактов, активность перицитов и просвет капилляров. Кроме того, головному мозгу нужен холестерин, но он не может проникнуть из крови ни в ликвор, ни пройти сквозь гематоэнцефалический барьер. Поэтому астроциты берут на себя его синтез, помимо основных функций.

Кстати, одним из факторов патогенеза рассеянного склероза является нарушение миелинизации дендритов и аксонов. А для образования миелина нужен холестерин. Поэтому роль дисфункции ГЭБ в развитии демиелинизирующих заболеваний является установленной, и в последнее время изучается.

Масса головного мозга человека составляет приблизительно 2 % от массы его тела. При этом потребление кислорода центральной нервной системой составляет 20 % от общего потребления кислорода организмом. Также, в противоположность другим органам, мозг обладает наименьшими запасами питательных веществ. Нервные клетки не могут обеспечить свои энергетические потребности путём одного лишь анаэробного гликолиза.

Нормальное функционирование мозга возможно также лишь в условиях электролитного и биохимического гомеостаза. Колебания pH, концентрации калия в крови и других показателей не должны влиять на состояние нервной ткани. Циркулирующие в кровеносном русле нейромедиаторы не должны проникать в нервную ткань, где они могли бы изменить активность нейронов[23].

Сравнительная схема строения периферического и церебрального капилляров

Строение ГЭБ — от ткани мозга к плотному контакту

Схематическое строение сосудистой стенки артерии,

артериолы

и капилляра мозга

Взаимосвязь между «Протекающим кишечником» и «Протекающим головным мозгом»

Состояние, которое эксперты функциональной медицины сегодня называют «Протекающим мозгом», звучит подозрительно похоже на название другого недуга, широко распространённого в современном мире – «Синдром протекающего кишечника». «Синдром повышенной проницаемости головного мозга» связывают с развитием тревожности и депрессии, спутанности сознания, а также более серьёзных состояний, таких как аутизм и рассеянный склероз. Как выясняется, два этих синдрома связывает не только похожее название.

Есть веская причина называть кишечник «вторым головным мозгом». У них много сходных черт, в том числе – барьер частичной проницаемости, который отделяет эти две системы от системы кровообращения. Кроме того, и в кишечнике, и в головном мозге содержатся такие белковые вещества, как окклудин и зонулин, по уровню которых можно судить о целостности слизистой оболочки как кишечника, так и гематоэнцефалического барьера.

Конечно, Синдром протекающего кишечника давно связывали с развитием множества патологических состояний, таких как аутоиммунные заболевания и аллергия. Кроме того, в 2012 году в ходе исследования, проводимого в Университете Томаса Джефферсона в Филадельфии, была установлена взаимосвязь между Синдромом дырявой кишки и раком.

По словам Скотта Уолдмана, Доктора наук, врача, Директора Программы по исследованию рака желудочно-кишечного тракта в онкоцентре Kimmel при Университете Джефферсона, когда действие Гуанилатциклазы-С было подавлено в лабораторных мышах, это привело не только к нарушению целостности кишечного барьера.

В 2011 году китайские исследователи обнаружили, что Гуанилатциклаза-С располагается также и в головном мозге. Учёные из Пекинского объединённого медицинского колледжа нашли эту молекулу в дофаминовых нейронах в средней части мозга. Когда GC-C удалили из организма лабораторных мышей, у них начали проявляться симптомы гиперактивности и СДВГ. Когда же это вещество ввели обратно – мыши вернулись в нормальное состояние.

Гематоликворный барьер

Кроме гематоэнцефалического барьера существует также гематоликворный, который ограничивает центральную нервную систему от кровеносного русла. Он образован эпителиальными клетками с плотными контактами выстилающими сосудистое сплетениежелудочков мозга[95][96]. Гематоликворный барьер также имеет свою роль в поддержании гомеостаза мозга.

Через него из крови в омывающую мозг спинномозговую жидкость поступают витамины, нуклеотиды и глюкоза. Общий вклад гематоликворного барьера в процессы обмена между мозгом и кровью невелик. Суммарная площадь гематоликворного барьера сосудистых сплетений желудочков мозга приблизительно в 5000 раз меньше в сравнении с площадью гематоэнцефалического.

Кроме гематоэнцефалического и гематоликворного барьеров в организме человека существуют гематоплацентарный, гематотестикулярный, гематоклубочковый, гематоретинальный, гематотимальный и гематолёгочный барьеры.

Кроме гемато-энцефалического барьера существует также гемато-ликворный, который ограничивает центральную нервную систему от кровеносного русла. Он образован эпителиальными клетками с плотными контактами выстилающими сосудистое сплетениежелудочков мозга[116][117]. Гемато-ликворный барьер также имеет свою роль в поддержании гомеостаза мозга.

Через него из крови в омывающую мозг спинномозговую жидкость поступают витамины, нуклеотиды и глюкоза. Общий вклад гемато-ликворного барьера в процессы обмена между мозгом и кровью невелик. Суммарная поверхность гемато-ликворного барьера сосудистых сплетений желудочков мозга приблизительно в 5000 раз меньше в сравнении с площадью гемато-энцефалического.

Кроме гематоэнцефалического и гематоликворного барьеров в организме человека существуют гематоплацента́рный, гемато-тестикуля́рный, гемато-клубо́чковый, гемато-ретина́льный, гемато-ти́мусный и гемато-лёгочный барьеры.

4 способа снизить воспаление, укрепить здоровье головного мозга и предотвратить возникновение рака

Существуют десятки способов снизить воспаление, восстановить взаимосвязь между кишечником и головным мозгом, а также предотвратить рак. Ниже – 4 простых правила, которым вы можете начать следовать уже сегодня:

  • Ограничьте электромагнитное воздействие вашего мобильного телефона. Исследования неоднократно показывали, насколько разрушительным для головного мозга и организма в целом может быть чрезмерное воздействие электромагнитных волн, излучаемых мобильными телефонами. Всякий раз, как вы прикладываете сотовый телефон к своему уху, происходит следующее: сенсор, располагающийся на внешней мембране каждой клетки срабатывает от поступающей радиоволны. Пытаясь защититься, клетки запускают каскад биохимических реакций. Затем вырабатываются белки стрессов, которые «цементируют» клеточную мембрану, в результате чего отходы жизнедеятельности и токсины не могут покинуть клетку. Это приводит к тому, что свободные радикалы встраиваются внутрь клеток. Вы можете догадаться, что мы имеем в итоге. Воспалительная реакция, повышенный уровень молекул микроРНК-155 и нарушение целостности гематоэнцефалического барьера, что позволяет токсинам поступать в головной мозг. Такие процессы могут, в конечном счёте, привести к возникновению опухолей головного мозга и развитию других болезней. Кстати говоря, в результате последнего исследования выяснилось, что даже полчаса незащищённого использования мобильного телефона на небольшом расстоянии от головы может повысить риск возникновения опухолей мозга на 40%!

Разрушение клеток происходит быстро: всякий раз, когда вы подвергаетесь воздействию электромагнитного излучения, ваш гематоэнцефалический барьер начинает разрушаться. Однако, не всё так печально. Хорошая новость заключается в том, что весь этот процесс быстро оборачивается вспять – стоит лишь устранить источник электромагнитного излучения. Мобильные телефоны стали неотъемлемой частью нашей жизни, и в ближайшее время полностью отказаться от их использования не удастся.

Между тем, вы можете кое-что предпринять, чтобы защитить себя. Возьмите за привычку говорить по громкой связи. Кроме того, рассмотрите возможность использования устройств с научно подтверждённой эффективностью для защиты от электромагнитного излучения, как в отношении вашего мобильного телефона, так и других электроприборов, особенно компьютеров и роутеров, которые передают сигнал WiFi.

  • Снизьте потребление продуктов из пшеницы. Даже если вы не страдаете целиакией или непереносимостью глютена, старайтесь ограничивать потребление коммерчески производимого хлеба, макарон и кондитерских изделий. Исследования показали, что продукты из пшеницы содержат вещество под названием «агглютинин зародыша пшеницы», для которого характерны иммуно- и нейротоксичность. В организме людей с дисбалансом кишечной микрофлоры, чрезмерным разрастанием Кандиды либо непереносимостью глютена и/или молока, потребление глютена или казеина (белка молока) может вызвать «эффект самоинтоксикации» посредством производства алкоголеподобных газообразных веществ, в частности – ацетальдегида. Ацетальдегид может нарушать связывание белков, что может привести к мальабсорбции витаминов группы В, играющих важную роль в процессе производства нейротрансмиттеров и поддержании баланса гормонов. По словам японского эксперта в области здравоохранения, профессора Казудзо Ниши, «по меньшей мере одно из десяти психических расстройств вызвано самоинтоксикацией, исходящей из пищеварительного тракта». Если вы стремитесь предотвратить возникновение рака груди либо страдаете каким-либо заболеванием, рассмотрите возможность полностью исключить глютен и молочные продукты из своего рациона.
  • Хорошенько высыпайтесь. Мелатонин – единственный из известных антиоксидантов, способный преодолеть гематоэнцефалический барьер. Когда вы спите, его производит шишковидная железа, которая располагается за пределами ГЭБ, в непосредственной близости к нему. Исследования показали, что мелатонин стимулирует гены, подавляющие рост опухолей, а также нейтрализует воздействие агрессивных эстрогенов, в том числе токсичных «ксеноэстрогенов» (прим.: синтетические вещества, имитирующие действие природного эстрогена и разрушительно воздействующие на гормональную систему), которые могут вызвать возникновение рака молочной железы. Также мелатонин может помочь предотвратить дегенерацию головного мозга. Нехватку мелатонина связывают с развитием как болезни Альцгеймера, так и рака молочной железы. Электромагнитные волны от мобильных телефонов могут подавлять выработку мелатонина – еще один повод прибегать к безопасным методам пользования сотовыми телефонами.
  • Подумайте о применении натуральных веществ, которые поддерживают здоровье головного мозга и снижают воспаление. К ним относятся полезные жиры, куркумин и эфирные масла, такие как ладан. Головной мозг примерно на 60% состоит из жира, поэтому когда вы потребляете полезные жиры, такие как Омега-3 жирные кислоты, рыбий жир, льняное масло – вы помогаете не только своему кишечнику, но и своему мозгу, да и всему телу в целом! Кроме того, исследования показали, что такое натуральное вещество, как куркумин, содержащийся в индийской специи куркума – это одно из немногих веществ, способных пересечь гематоэнцефалический барьер. Он обладает не только доказанными противовоспалительными и противораковыми свойствами, но и потенциалом регенерировать новые стволовые клетки в головном мозге. Наконец, поскольку эфирные масла являются ароматическими веществами, состоящими из крошечных частичек, они способны преодолевать ГЭБ и исцелять головной мозг. Исследования ладана и мирра показали, что оба этих эфирных масла эффективно вызывают апоптоз опухолей головного мозга и других видов рака. Эфирное масло мяты перечной оказывает мгновенный эффект на умственную активность и повышает способность к решению проблем. Масло шалфея мускатного помогает поддерживать баланс гормонов и быстро дарит чувство успокоения.

Транспорт веществ через ГЭБ

Схема транспорта различных веществ черех гематоэнцефалический барьер

Простая диффузия через клеточную мембрану

Гематоэнцефалический барьер не только задерживает и не пропускает целый ряд веществ из крови в вещество мозга, но и выполняет противоположную функцию — транспортируют необходимые для метаболизма ткани мозга вещества. Гидрофобные вещества и пептиды проникают в мозг либо с помощью специальных транспортных систем, либо каналы клеточной мембраны. Для большинства других веществ возможна пассивная диффузия[11][15].

Схема транспорта различных веществ через гемато-энцефалический барьер

Простая диффузия через клеточную мембрану

Гемато-энцефалический барьер не только задерживает и не пропускает целый ряд веществ из крови в вещество мозга, но и выполняет противоположную функцию — транспортирует необходимые для метаболизма ткани мозга вещества. Гидрофобные вещества и пептиды проникают в мозг либо с помощью специальных транспортных систем, либо через каналы клеточной мембраны. Для большинства других веществ возможна пассивная диффузия[6][36].

Воспаление оказывает влияние на всё

Новые научные доказательства взаимосвязи между ГЭБ, кишечником и воспалением рассказывают нам о том, что было известно древним системам исцеления на протяжении многих веков. Мельчайшие изменения в содержании веществ, коммуникации и взаимодействии между всеми системами организма отражаются на вашем здоровье. То, что влияет на одну систему – влияет на них всех.

Наука начинает открывать конкретные молекулярные пути, через которые это происходит, и становится очевидно, что в основе любого заболевания лежит одна и та же проблема: воспаление. Защитите здоровье своего головного мозга и кишечника, внеся эти простые изменения в свой образ жизни и диету – это позволит вам снизить воспаление и восстановить здоровье!

Подведём итоги

  • Гематоэнцефалический барьер (ГЭБ) защищает нашу сложную сеть нейронов от внешних патогенных факторов, изменений в обмене веществ, и молекулярных веществ, которые могут быть безвредными для других органов, но токсичными для мозга.
  • Гематоэнцефалический барьер (ГЭБ) защищает нашу сложную сеть нейронов от внешних патогенных факторов, изменений в обмене веществ, и молекулярных веществ, которые могут быть безвредными для других органов, но токсичными для мозга.
  • В нормальных условиях доступ к мозгу получают лишь те вещества, которые отвечают определённым «критериям».
  • Когда ГЭБ воспаляется – его целостность нарушается, и он начинает пропускать через свою поверхность более крупные частички, в том числе патогенные микроорганизмы и «ксенобиотические вещества» (т.е. токсины из окружающей среды).
  • «Синдром повышенной проницаемости головного мозга» связывают с развитием тревожности и депрессии, спутанности сознания, а также более серьёзных состояний, таких как аутизм и рассеянный склероз.
  • Существуют десятки способов снизить воспаление, восстановить взаимосвязь между кишечником и головным мозгом, а также предотвратить рак. Ниже – 4 простых правила, которым вы можете начать следовать уже сегодня:
    • Ограничьте электромагнитное воздействие вашего мобильного телефона
    • Снизьте потребление продуктов из пшеницы
    • Хорошенько высыпайтесь
    • Подумайте о применении натуральных веществ, которые поддерживают здоровье головного мозга и снижают воспаление. К ним относятся полезные жиры, куркумин и эфирные масла, такие как ладан.

Автор перевода: Людмила Шевченко специально для проекта МедАльтернатива.инфо

  • Гематоэнцефалический барьер (ГЭБ) защищает нашу сложную сеть нейронов от внешних патогенных факторов, изменений в обмене веществ, и молекулярных веществ, которые могут быть безвредными для других органов, но токсичными для мозга.
  • Гематоэнцефалический барьер (ГЭБ) защищает нашу сложную сеть нейронов от внешних патогенных факторов, изменений в обмене веществ, и молекулярных веществ, которые могут быть безвредными для других органов, но токсичными для мозга.
  • В нормальных условиях доступ к мозгу получают лишь те вещества, которые отвечают определённым «критериям».
  • Когда ГЭБ воспаляется – его целостность нарушается, и он начинает пропускать через свою поверхность более крупные частички, в том числе патогенные микроорганизмы и «ксенобиотические вещества» (т.е. токсины из окружающей среды).
  • «Синдром повышенной проницаемости головного мозга» связывают с развитием тревожности и депрессии, спутанности сознания, а также более серьёзных состояний, таких как аутизм и рассеянный склероз.
  • Существуют десятки способов снизить воспаление, восстановить взаимосвязь между кишечником и головным мозгом, а также предотвратить рак. Ниже – 4 простых правила, которым вы можете начать следовать уже сегодня:
  • Ограничьте электромагнитное воздействие вашего мобильного телефона
  • Снизьте потребление продуктов из пшеницы
  • Хорошенько высыпайтесь
  • Подумайте о применении натуральных веществ, которые поддерживают здоровье головного мозга и снижают воспаление. К ним относятся полезные жиры, куркумин и эфирные масла, такие как ладан.

Механизм действия

Гематоэнцефалический барьер непроницаем для множества соединений, как чужеродных, так и вырабатываемых самим организмом.

Гематоэнцефалический барьер препятствует проникновению в центральную нервную систему переносимых кровью токсических веществ, нейромедиаторов, гормонов, антибиотиков (что затрудняет лечение инфекционных поражений мозга и его оболочек), поддерживает электролитный баланс мозга, обеспечивает избирательный транспорт ряда веществ (глюкозы, аминокислот) из крови в мозг.

Для преодоления гематоэнцефалического барьера молекулы должны быть либо малы (как молекулы кислорода), либо обладать способностью растворяться в липидных компонентах мембран глиальных клеток (как этанол). Кроме того, некоторые вещества могут переноситься через гематоэнцефалический барьер путём активного транспорта.

nevrolog-info.ru

Гематоэнцефалический барьер

Термин «гематоэнцефалический барьер» (от гр. haima -кровь, encephalon — мозг) был предложен Л.С.Штерн и Р.Готье в 1921 г. Гематоэнцефалический барьер (ГЭБ) принадлежит к числу внутренних, или гистогематических, барьеров (гематоофтальмического, легочного, перикардиального, перитонеального и дру­гих), которые отгораживают непосредственную питательную среду отдельных органов от универсальной внутренней среды крови. Было показано, что если ввести витальную краску — трипановый синий в кровеносное русло, то при интенсивном окра­шивании всех органов не окрашенной остается только централь­ная нервная система. Краска была обнаружена только в эпители­альных клетках сосудистых сплетений. Вещества оказываются эффективными лишь при введении их непосредственно в цереб­роспинальную жидкость.

Гематоэнцефалический барьер — это комплексный физиоло­гический механизм, находящийся в центральной нервной систе­ме на границе между кровью и нервной тканью и регулирующий поступление из крови в цереброспинальную жидкость и нервную ткань циркулирующих в крови веществ.

Особенности морфологического строения гематоэнцефалического барьера

Капилляры мозга отличаются тем, что эндотелиальные клетки не обладают ни порами, ни фенестрами. Соседние клетки черепицеобразно накладываются одна на другую. В области стыков клеток находятся замыкательные пластинки. Базальная мембрана имеет трехслойное строение и содержит мало перицитов. Главное отличие этой структуры — наличие глиальных элементов, расположенных между кровеносным сосудом и нейроном. Отростки астроцитов формируют своеобразный футляр вокруг капил­ляра, это исключает проникновение веществ в мозговую ткань, минуя глиальные элементы. Имеются перинейрональные глиоциты, находящиеся в тесном контакте с нейронами. В состав ГЭБ входит внеклеточное пространство, заполненное аморфным веществом углеводно-белковой природы (мукополисахариды и мукопротеины).

Функции гематоэнцефалического барьера

Гематоэнцефалический барьер выполняет ряд функций.

Защитная заключается в задержке доступа из крови в нерв­ную ткань различных веществ, могущих оказать повреждающее действие на мозг.

Регуляторная функция заключается в поддержании состава и постоянства цереброспинальной жидкости. Даже при изменении состава крови константы цереброспинальной жидкости не изме­няются.

ГЭБ работает как селективный фильтр, пропускающий в це­реброспинальную жидкость одни вещества и не пропускающий другие, которые могут циркулировать в крови, но чужды мозго­вой ткани. Так, не проходят через ГЭБ адреналин, норадреналин, ацетилхолин, дофамин, серотонин, гамма-аминомасляная кисло­та (ГАМК), пенициллин, стрептомицин. Билирубин всегда нахо­дится в крови, но никогда, даже при желтухе, он не проходит в мозг, оставляя неокрашенной лишь нервную ткань. Поэтому трудно получить эффективную концентрацию какого-либо ле­карственного препарата, чтобы оно достигло паренхимы мозга. Проходят через ГЭБ морфий, атропин, бром, стрихнин, кофеин, эфир, уретан, алкоголь и гамма-оксимасляная кислота (ГОМК). При лечении, например, туберкулезного менингита стрептоми­цин вводят непосредственно в цереброспинальную жидкость, ми­нуя барьер с помощью люмбальной пункции.

Необходимо учесть необычность действия многих веществ, введенных непосредственно в цереброспинальную жидкость. Трипановыи синий при введении в цереброспинальную жидкость вызывает судороги и смерть, аналогичное действие оказывает желчь. Ацетилхолин, введенный непосредственно в мозг, дейст­вует как адреномиметик, а адреналин, наоборот, — как холиномиметик: артериальное давление понижается, возникает брадикардия, температура тела вначале снижается, а потом повышается. Он вызывает наркотический сон, заторможенность и аналгезию. Ионы К+ выступают в качестве симпатомиметика, а Са2+ — пара-симпатомиметика. Лобелии — рефлекторный стимулятор дыха­ния, проникая через ГЭБ, вызывает ряд побочных реакций (голо­вокружение, рвоту, судороги). Инсулин при внутримышечных инъекциях снижает содержание сахара крови, а при непосредст­венном введении в цереброспинальную жидкость — повышает.

Защитная функция ГЭБ менее развита к моменту рождения и в раннем возрасте, формируясь в постнатальном периоде. Поэто­му у ребенка при различных заболеваниях часто появляются су­дороги и значительно повышается температура тела, что указывает на легкое проникновение в цереброспинальную жидкость ток­сических веществ, у взрослого человека такие явления не наблю­даются.

studfile.net

Основные функции гематоэнцефалического барьера Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

НАУЧНЫЕ ОБЗОРЫ

© МОРГУН А.В. - 2012 УДК 612.824

ОСНОВНЫЕ ФУНКЦИИ ГЕМАТОЭНЦЕФАЛИЧЕСКОГО БАРЬЕРА

Андрей Васильевич Моргун (Красноярский государственный медицинский университет им. проф. В.Ф.Войно-Ясенецкого, ректор - д.м.н., проф. И.П. Артюхов, кафедра педиатрии ИПО, зав. - д.м.н., проф.

Т.Е. Таранушенко, НИИ молекулярной медицины и патобиохимии, руководитель НИИ -

д.м.н., проф. А.Б. Салмина)

Резюме. В статье рассмотрена структура и функции гематоэнцефалического барьера и нейроваскулярной единицы. Основными клетками, входящими в их состав являются эндотелиоциты, перициты, астроциты и нейроны. Основные функции гематоэнцефалического барьера: локальное управление кровотоком головного мозга, в соответствии с потребностями тех или иных анатомических областей; метаболическое обеспечение нейронов и метаболизма синапсов; защитная функция от нейротоксических веществ.

Ключевые слова: гематоэцефалический барьер, межклеточные взаимодействия, плотные контакты, проницаемость, Р-гликопротеин.

THE PRINCIPAL FUNCTIONS OF THE BLOOD-BRAIN BARRIER

A.V Morgun (Krasnoyarsk State Medical University)

Summary. The paper describes the structure and function of blood-brain barrier and neurovascular unit. The principal cells, entering it are endothelial cells, pericytes, astrocytes and neurons. The main functions of the blood-brain barrier are: local control of cerebral blood flow; metabolic support of neurons and synapses and the protective function against neurotoxic substances.

Key words: blood-brain barrier, cell interactions, tight junctions, permeability, P-glycoprotein

Гематоэнцефалический барьер (ГЭБ) является функциональной структурой головного мозга, регулирующей проникновение в ЦНС различных чужеродных, ядовитых веществ и соединений, проникающих в кровь или образовавшихся в самом организме, в том числе и лекарств, способных повредить нервные клетки головного и спинного мозга [19]. Такой барьер не является непреодолимой преградой, отделяющей центральную нервную систему от общей внутренней среды. Непроницаемость его относительна и зависит от количества и концентрации находящихся в крови веществ, состояния организма, длительности пребывания вещества в организме, от внешних воздействий и ряда других причин. В целом, функции нейроваскулярной единицы, можно разделить следующим образом: 1. Локальное управление кровотоком в головном мозге, в соответствии с потребностями тех или иных анатомических областей; 2. Метаболическое обеспечение нейронов и метаболизма синапсов; 3. Защитная функция от нейротоксических веществ.

Анатомические элементы, из которых складывается структура барьера, не только защищают мозг, но и регулируют его жизнедеятельность, питание, выведение продуктов обмена веществ. Этими элементами являются функционально и анатомически связанные между собой эндотелиоциты капилляров головного мозга, астроциты, нейроны и перициты.

Рассматривая систему защиты ЦНС от проникновения потенциально токсичных и опасных веществ из крови можно выделить три линии обороны:

1). Клеточный барьер, образованный самими клетками ГЭБ и межклеточными плотными контактами, ограничивающий свободное передвижение водорастворимых веществ, эндоцитоз и трансцитоз.

2). Ферментативный барьер - обеспечивается комплексом ферментных систем, таких как аце-тилхолинэстераза, щелочная фосфатаза, гамма-глутамилтранспептидаза, моноаминоксидаза и другими ферментами, участвующими в метаболизме лекарственных препаратов и способных разрушать различные химические вещества.

3). Система эффлюксных ABC-белков-переносчиков (ATP-binding cassette transporters), представленных белками ABCB1 (Р-гликопротеин), ABCC1, ABCC4 и ABCG2 (BCR-протеин).

Эндотелиоциты.

Эндотелиоциты капилляров головного мозга принципиально отличаются от эндотелиоцитов других органов и тканей организма. Именно им отводится одна из основных ролей в непосредственной регуляции проницаемости гематоэнцефалического барьера. Так для эндотелиоцитов, входящих в состав нейроваскулярной единицы, характерно: повышенное содержание митохондрий [34], отсутствие фенестраций капилляров [16], высокая трансэндотелиальная электрическая устойчивость, минимальная пиноцитозная активность [37], наличие «плотных контактов» (tight junctions), что значительно ограничивает парацелюллярную проницаемость [7,26]. Ко всему вышеперечисленному важную протек-тивную роль эндотелиоцитов в составе нейроваскулярной единицы, объясняет уникальный набор рецепторного аппарата, транспортных белков, неселективных, эффлюксных помп [5].

Перициты.

В последних работах, посвященных исследованиям особенностей проницаемости ГЭБ, уделяется внимание перицитам как одному из элементов НВЕ. Перициты или клетки Руже представляют собой удлиненные мно-гоотростчатые клетки, расположенные вдоль длинной оси капилляра. Для цитоплазмы перицитов характерно наличие фибриллярных элементов и микропиноци-тозных пузырьков, на мембранах которых выявляется АТФ-азная активность. Многочисленные отростки, охватывают капилляры и посткапиллярные венулы, контактируют с эндотелиальными клетками и аксонами симпатических нейронов. Они передают нервное возбуждение от нейрона эндотелиоцитам, что приводит к накоплению или потере клеткой жидкости. Это, в свою очередь, приводит к расширению или сужению просвета сосудов [35]. В настоящее время перициты считаются малодифференцированными клеточными элементами, участвующими в ангиогенезе, эндотелиальной проли-

ферации и воспалительных реакциях [14]. Они оказывают стабилизирующий эффект на новые сформировавшиеся сосуды и приостанавливают их рост. Важную роль в этом процессе играет TGF-beta1 (трансформирующий ростовой фактор). Исследования in vitro показали, что при взаимодействии эндотелиальных клеток и предшественников перицитов происходит активация TGF-beta1. Это в свою очередь приводит к уменьшению пролиферации и миграции эндотелиальных клеток, стимулирует дифференцировку предшественников перицитов в зрелые перициты. Образование перицитов и накопление внеклеточных матричных белков способствует окончательному развитию сосудов и переходу их в стабильное состояние. В случае отсутствия перицитов отмечается эндотелиальная гиперплазия, патологическая васкуляризация головного мозга и повышенная проницаемость ГЭБ [3].

Астроциты.

В целом же работа всех транспортных систем нейроваскулярной единицы и гематоэнцефалического барьера контролируется астроцитами [2]. Астроциты окутывают своими окончаниями сосуды и контактируют непосредственно с эндотелиоцитами [13].

Впервые предположение о регулирующей роли на активность энодотелиоцитов в гематоэнцефалическом барьере предположили Davson и Oldendorf в 1967 году [12]. Позднее, опытным путем было подтверждена роль астроцитов в регуляции проницаемости ГЭБ. Было установлено, что астроциты специфически влияют на развивающуюся сосудистую ткань и определяют свойства энодтелиоцитов ГЭБ [39]. При этом эндотелиоци-ты приобретают способность к повышенной экструзии ксенобиотиков из ткани мозга [25].

Подобные результаты получены и в опытах in vitro, где добавление астроцитов в со-культуру значительно снижало проницаемость ГЭБ для ксенобиотиков [21,41]. При этом было обнаружено снижение функциональной активности эндотелиоцитов при временной локальной деструкции астроцитов, с последующим восстановлением активности ГЭБ [44].

Наряду с этим есть работы, показывающие, что функции ГЭБ остаются длительное время неизмененными даже в тех областях мозга, где произошли значительные разрушения астроцитов [27]. Предполагается, что астроциты являются посредниками и осуществляют лишь передачу регулирующих сигналов от нейронов к эндотелиоцитам [4], в частности, через кальций-опосредованные взаимодействия между астроцитами и эндотелиоцитами, а также через пуринэргические взаимодействия. Они способны вырабатывать различные нейроактивные вещества, включая нейропептиды, факторы роста, эйкозаноиды и стероиды [31]. Также установлено, что в формировании ГЭБ участвуют трансформирующий ростовой фактор альфа (TGF-a) и глиальный нейротрофический фактор (GDNF). Именно этим двум фактором отводится роль в развитии и поддержании плотных контактов между эндотелиоцитами [1]. Астроциты регулируют проницаемость воды через ГЭБ с помощью белка аквапорина (AQP4). Максимальная экспрессия указанного белка обнаружена в окончаниях астроцитов, в местах контакта с эпителиоцитами [36]. Также огромное количество астроцитов вокруг сосудов, можно объяснить повышенной потребностью нейронов в глюкозе и особенностями нейрон-астроцитарных взаимодействий. Астроциты экспрессируют большое количество транспортеров глюкозы, конвертируют глюкозу в лактат и только после этого доставляют лактат к нейронам [40].

Нейроны.

Капилляры головного мозга иннервируются нора-дренергическими, серотонинергическими, холинер-гическими и ГАМК-ергическими нейронами [22]. При этом нейроны входят в состав нейроваскулярной единицы и оказывают существенное влияние на функции ГЭБ. Они индуцируют экспрессию ГЭБ-связанных бел-

ков в эндотелиоцитах головного мозга [42].

Межклеточные соединения.

С точки зрения ограничения проницаемости ГЭБ существенное значение имеют особенности межклеточных контактов, включающие плотные соединения (tight junctions) и контакты сцепления ^dherens junctions).

Плотные контакты.

Между контактирующими эндотелиоцитами образуется непрерывная линия плотных контактов, что является одним из важнейших фенотипических особенностей ГЭБ. Плотные контакты между эндотелиоцита-ми представляют собою физический барьер, ограничивающий транспорт через межклеточное пространство для большинства молекул и соединений, приводящий, таким образом, к транспорту веществ через цитоплазму клетки. Молекулярные составляющие плотных контактов можно разделить на трансмембранные и цитоплазматические белки. К трансмембранным белкам относят окклюдин [17], соединительные молекулы адгезии (junctional adhesion molecules) [28] и белки семейства клаудинов [18]. Эндотелиальные клетки головного мозга экспрессируют клаудин-5 [30] и в меньшей степени клаудины -3, -10, -12, и, возможно, некоторые другие [33].

Внутриклеточные белки, участвующие в образовании плотных контактов, соединяются с белками цитоскелета (актин) и связывают их с трансмембранными белками. К внутриклеточным белкам относятся PDZ-белки, такие как zonula occludens (ZO) -1 [38], ZO-2 [20] и, так называемые не PDZ-белки, такие как цингулин (cingulin) [9,10] и парацингулин (paracingulin) [32].

Контакты сцепления ^dherens junctions) обеспечивают адгезию эндотелиоцитов между собой, контактное торможение во время роста сосудов и при реваскуляри-зации, поддержание заряда клеток, а также участвуют в регуляции межклеточной проницаемости.

Трансмембранными белками, которые формируют контакты сцепления, являются кадгерины (cadherins), которые соединяются с белками цитоскелета посредством катенинов (catenins) (катенин-альфа, катенин-бета и катенин-гамма) [6]. Установлено, что контакты сцепления и плотные контакты могут быть структурно взаимосвязаны. Например, было показано, что ZO-1 и ZO-2 могут взаимодействовать с альфа-катенинами [23,24].

Система эффлюксных ABC-белков-переносчиков.

Проницаемость через гематоэнцефалический барьер для многих гидрофобных веществ ограничивается функцией эффлюксных транспортеров суперсемейства АВС. Все представители суперсемейства ABC-транспортеров отвечают за феномен мультилекарственной резистентности. Среди семи идентифицированных подсемейств, обнаруженных у человека, насчитывающих более сорока представителей, три из которых эксперссируют-ся и действуют в гематоэнцефалическом барьере. Это ABCB1 (Р-гликопротеин), ABCC1, ABCC4 и ABCG2 (BCR-протеин). Сокультивирование эндотелия сосудов головного мозга с глиальными клетками показало более высокую экспрессию и активность транспортных белков суперсемейства ABC, а также сниженную проницаемость по сравнению с монослоем эндотелиоцитов [43]. Таким образом, экспрессия и активность указанных белков зависит и от межклеточных взаимодействий в гематоэнцефалическом барьере.

Типичными представителями АТФ-зависимых транспортеров АВС-суперсемейства является P-гликопротеин (белок мультилекарственной устойчивости-mrp) и белок BCRP (breast cancer-resistant protein). P-гликопротеин впервые был обнаружен в опухолевых клетках, при изучении феномена лекарственной устойчивости. Р-гликопротеин располагается в лю-минальной мембране эндотелиоцитов и, таким образом, представляет первую ферментативную линию защиты от проникновения в мозг различных веществ [5].

BCRP (ABCG2) - второй член семейства G АТФ-

зависимых транспортеров. С помощью иммуноблот-тинга экспрессия BCRP была обнаружена в головном мозге. Дальнейшие исследования при помощи конфокального микроскопирования продемонстрировали его наличие на люминальной поверхности эндотелиальных клеток [11]. Doyle и Ross проанализировали уровень мРНК BCRP и обнаружили нуклеиновую кислоту в черной субстанции, гипофизе, таламусе [15]. Несмотря на то, что BCRP считается ответственным за лекарственную устойчивость, механизмы проявления этой функции остаются еще слабо изученными.

Еще одной группой переносчиков, локализующихся в ЦНС, является суперсемейство энергетически независимых SLC-транспортеров, включающее в себя более 300 представителей, сгруппированных в 48 семейств. Основная функция указанных переносчиков - транспорт веществ с высокой степенью гидрофильности или ионизации, которые не могут проникнуть через ГЭБ другим путем. К семейству SLC-транспортеров относятся переносчики глюкозы (SLC2), анионов и катионов (SLC22), аминокислот (SLC7), олигопептидов (SLC15) [8]. Также SLC-транспортеры участвуют в абсорбции

ЛИТЕРАТУРА

1. Abbott N.J. Astrocyte-endothelial interactions and blood-brain barrier permeability // J. Anat. - 2002. - Vol. 200. №6. -Р.629-638.

2. Abbott N.J., Ronnback L., Hansson E. Astrocyte-endothelial interactions at the blood-brain barrier // Nat. Rev. Neurosci. -2006. - № 7. - Р.41-53.

3. Armulik A., Genove G., Mae M., et al. Pericytes regulate the blood-brain barrier // Nature. - 2010. - № 468. - Р.557-561.

4. Ballabh P., Braun A., NedergaardM. The blood-brain barrier: an overview: structure, regulation, and clinical implications // Neurobiol. Dis. - 2004. - №16. - Р1-13.

5. Begley D.J. ABC transporters and the blood-brain barrier // Curr. Pharm. Des. - 2004. - №10. - Р1295-1312.

6. Breier G., Breviario F., Caveda L., et al. Molecular cloning and expression of murine vascular endothelial-cadherin in early stage development of cardiovascular system // Blood. - 1996. -№87. - Р630-641.

7. Brightman M.W., Reese T.S. Junctions between intimately apposed cell membranes in the vertebrate brain // J. Cell Biol. -1969. - №40. - Р648-677.

8. Carl S.M., Lindley D.J., Couraud P.O., et al. ABC and SLC transporter expression and pot substrate characterization across the human CMEC/D3 blood-brain barrier cell line // Mol. Pharm.

- 2010. - №7. - Р1057-1068.

9. Citi S., Sabanay H., Jakes R., et al. Cingulin, a new peripheral component of tight junctions // Nature. - 1988. - №333. - Р.272-276.

10. Citi S., Sabanay H., Kendrick-Jones J., Geiger B. Cingulin: characterization and localization // J. Cell Sci. - 1989. - №93. -Р107-122.

11. Cooray H.C., Blackmore C.G., Maskell L., Barrand M.A. Localisation of breast cancer resistance protein in microvessel endotheliumof human brain // Neuroreport. - 2002. - №13. -Р2059-2063.

12. Davson H., Oldendorf W.H. Symposiumon membrane transport. Transport in the central nervous system // Proc. R. Soc. Med. - 1967. - №60. - Р326-329.

13. Del Zoppo G.J., Hallenbeck J.M. Advances in the vascular pathophysiology of ischemic stroke // Thromb. Res. - 2000. -№98. - Р73-81.

14. Dore-DuffyP. Pericytes: pluripotent cells of the blood brain barrier // Curr. Pharm. Des. - 2008. - №14. - Р1581-1593.

15. Doyle L.A., Ross D.D. Multidrug resistance mediated by the breast cancer resistance protein BCRP (ABCG2) // Oncogene.

- 2003. - № 22. - Р7340-7358.

16. Fenstermacher J., Gross P., Sposito N., et al. Structural and functional variations in capillary systems within the brain // Ann. N.Y. Acad. Sci. - 1988. - №529. - Р21-30.

17. Furuse M., Hirase T., Itoh M., et al. Occludin: a novel integral membrane protein localizing at tight junctions // J. Cell Biol. - 1993. - № 123. - Р1777-1788.

18. Furuse M., Fujita K., Hiiragi T., et al. Claudin-1 and -2 novel integral membrane proteins localizing at tight junctions with no sequence similarity to occludin // J. Cell Biol. - 1998. -№141. - Р1539-1550.

лекарственных препаратов, что определяет их распределение и фармакокинетические особенности в ЦНС [29]. Но окончательная роль SLC-транспортеров в изменении проницаемости ГЭБ при патологических состояниях еще не полностью ясна.

Таким образом, гематоэнцефалический барьер активный барьер, осуществляющий взаимодействие между кровью и центральной нервной системой. Барьерная функция заключается в ограничении транспорта из крови в мозг потенциально токсичных и опасных веществ. При этом обеспечивает транспорт питательных веществ и удаление метаболитов. ГЭБ играет важную роль в клинической практике. С одной стороны, есть большое количество различной патологии, включая ишемию, травму, опухоли головного мозга и нейродеге-неративные заболевания, при которых проницаемость ГЭБ увеличивается. С другой стороны из-за относительной плотности барьера многие лекарственные вещества не могут проникнуть в центральную нервную систему в терапевтических концентрациях. Таким образом, гема-тоэнцефалический барьер становится одним из основных препятствий в терапии заболеваний ЦНС.

19. Goldstein G.W., Betz A.L., Bowman P.D., Dorovini-Zis K. In vitro studies of the blood-brain barrier using isolated brain capillaries and cultured endothelial cells // Ann. N.Y. Acad. Sci. -1986. - Vol. 481. - P.202-213.

20. Gumbiner B., Lowenkopf T., Apatira D. Identification of a 160-kDa polypeptide that binds to the tight junction protein ZO-1 // PNAS. - 1991. - №88. - Р3460-3464.

21. Wolburg H., Neuhaus J., Kniesel U., et al. Modulation of tight junction structure in blood-brain barrier endothelial cells. Effects of tissue culture, second messengers and cocultured astrocytes // J. Cell Sci. - 1994. - №107. - Р1347-1357.

22. Hawkins B.T., Davis T.P. The blood-brain barrier/ neurovascular unit in health and disease // Pharmacol. Rev. -2005. - №57. - Р173-185.

23. Itoh M., Nagafuchi A., Moroi S., Tsukita S. Involvement of ZO-1 in cadherin-based cell adhesion through its direct binding to alpha catenin and actin filaments // J. Cell. Biol. - 1997. - №138.

- Р.181-192.

24. Itoh M., Morita K., Tsukita S. Characterization of ZO-2 as a MAGUK family member associated with tight as well as adherens junctions // J. Biol. Chem. - 1999. - №274. - Р5981-5986.

25. Janzer R.C., Raff M.C. Astrocytes induce blood-brain barrier properties in endothelial cells // Nature. - 1987. - №325.

- Р.253-257.

26. Kniesel U., Wolburg H. Tight junctions of the blood-brain barrier // Cell. Mol. Neurobiol. - 2000. - Vol. 20. №1. - Р57-76.

27. Krum J.M., Kenyon K.L., Rosenstein J.M. Expression of blood-brain barrier characteristics following neuronal loss and astroglial damage after administration of anti-Thy-1 immunotoxin // Exp. Neurol. - 1997. - №146. - Р33-45.

28. Martin-Padura I., Lostaglio S., Schneemann M., et al. Functional adhesion molecule, a novel member of the immunoglobulin super-family that distributes at intercellular junctions and modulates monocyte transmigration // J. Cell Biol.

- 1998. - №142. - Р117-127.

29. Meier Y., Eloranta J.J., Darimont J., et al. Regional distribution of solute carrier mRNA expression along the human intestinal tract // Drug Metab. Dispos. - 2007. - №35. - Р.590-594.

30. Morita K., Sasaki H., Furuse M., Tsukita S. Endothelial claudin: claudin-5/TMVCF constitutes tight junction strands in endothelial cells // J. Cell Biol. - 1999. - №147. - Р185-194.

31. Nedergaard M., Ransom B., Goldman S.A. New roles for astrocytes: redefining the functional architecture of the brain // Trends Neurosci. - 2003. - №26. - Р523-530.

32. Ohnishi H., Nakahara T., Furuse K., et al. JACOP, a novel plaque protein localizing at the apical functional complex with sequence similarity to cingulin // J. Biol. Chem. - 2004. - №279.

- Р.46014-46022.

33. Ohtsuki S., Yamaguchi H., Katsukura Y., et al. mRNA expression levels of tight junction protein genes in mouse brain capillary endothelial cells highly purified by magnetic cell sorting // J. Neurochem. - 2008. - №104. - Р147-154.

34. Oldendorf W.H., Cornford M.E., Brown W.J. The large apparent work capability of the blood-brain barrier: a study of the mitochondrial content of capillary endothelial cells in brain and

other tissues of the rat // Ann. Neurol. - 1977. - №1. - Р.409-417.

35. Peppiatt C.M., Howarth C., Mobbs P., Attwell D. Bidirectional control of CNS capillary diameter by pericytes // Nature. - 2006. - № 443. - Р.700-704.

36. Rubino E., Rainero I., Vaula G., et al. Investigating the genetic role of aquaporin4 gene in migraine // J. Headache Pain. -2009. - Vol. 10. № 2. - Р111-114.

37. Sedlakova R., Shivers R.R., Del Maestro R.E Ultrastructure of the blood-brain barrier in the rabbit // J. Submicrosc. Cytol. Pathol. - 1999. - №31. - Р149-161.

38. Stevenson B.R., Siliciano J.D., Mooseker M.S., Goodenough D.A. Identification of ZO-1: a high molecular weight polypeptide associated with the tight junction (zonula occludens) in a variety of epithelia // J. Cell Biol. - 1986. - №103. - Р755-766.

39. Stewart P.A., Wiley M.J. Developing nervous tissue induces formation of blood-brain barrier characteristics in invading endothelial cells: A study using quail-chick transplantation

chimeras // Develop. Biol. - 1981. - №84. - Р18З-192.

40. Takano T., Tian G.F., Peng W., et al. Astrocyte-mediated control of cerebral blood flow // Nat. Neurosci. - 2006. - Vol. 9. №2. - Р.260-267.

41. Tao-Cheng J.H., Nagy Z., Brightman M.W. Tight junctions of brain endothelium in vitro are enhanced by astroglia // J. Neurosci. - 1987. - №7. - РЗ29З-З299.

42. Tontsch U., Bauer H.C. Glial cells and neurons induce blood-brain barrier related enzymes in cultured cerebral endothelial cells // Brain Res. - 1991. - №5З9. - Р247-25З.

43. Weksler B.B., Subileau E.A., Perrière N., et al. Blood-brain barrier-specific properties of a human adult brain endothelial cell line // FASEB J. - 2005. - №19. - Р1872-1874.

44. Willis C.L., Leach L., Clarke G.J., et al. Reversible disruption of tight junction complexes in the rat blood-brain barrier, following transitory focal astrocyte loss // Glia. - 2004.

- №48. - Р1-1З.

Информация об авторах: Моргун Андрей Васильевич - ассистент, к.м.н., e-mail: [email protected]

© ОНУЧИНА Е.В. - 2012 УДК 616.3/615.03

ПРОБЛЕМЫ МЕДИКАМЕНТОЗНОГО ЛЕЧЕНИЯ ГАСТРОЭЗОФАГЕАЛЬНОЙ РЕФЛЮКСНОЙ БОЛЕЗНИ

Елена Владимировна Онучина (Иркутский государственный медицинский университет, ректор — д.м.н., проф. И.В. Малов, кафедра пропедевтики внутренних болезней, зав. — д.м.н., проф. А.Н. Калягин)

Резюме. В статье представлены современные данные по проблемам медикаментозного лечения различных форм гастроэзофагеальной рефлюксной болезни. Рассмотрены возможности выбора конкретного ингибитора протонной помпы для проведения курсового и поддерживающего этапов лечения. Показаны точки приложения других групп препаратов: прокинетиков, антацидов, альгинатов, нестероидных противовоспалительных препаратов и препаратов урсодеоксихолевой кислоты.

Ключевые слова: гастроэзофагеальная рефлюксная болезнь, неэрозивная и эрозивная рефлюксная болезнь, пищевод Барретта, медикаментозное лечение.

PROBLEMS IN DRUG TREATMENT OF GASTRO-OESOPHAGEAL REFLUX DISEASE

E.V. Onuchina (Irkutsk State Medical University)

Summary. The paper presents the current data on various forms of drug therapy of gastroesophageal reflux disease. The possibilities of selecting specific proton pump inhibitor for the course and maintenance phases of treatment are considered. The application of the other groups of drugs: prokinetics, antacids, alginates, nonsteroid anti-inflammatory drugs and preparations of ursodeoxycholic acid has been shown.

Key words: gastro-oesophageal reflux disease, nonerosive and erosive gastro-oesophageal reflux disease, Barrett’s esophagus, drug therapy.

Согласно положениям Генвальской согласительной конференции выделяют три формы гастроэзофагеальной рефлюксной болезни (ГЭРБ): неэрозивную рефлюксную болезнь (НЭРБ), эрозивную рефлюксную болезнь (ЭРБ) и пищевод Барретта (ПБ). Задачами терапии первых двух являются достижение и поддержание клинической и эндоскопической ремиссии с конечной целью повышения качества жизни и профилактики осложнений. Их реализация осуществляется путем подавления кислотной продукции, предотвращения гастро-эзофагеального рефлюкса (ГЭР) и связывания агрессивных компонентов рефлюксата в два этапа: инициальной - курсовой и поддерживающей терапии. В рамках инициального этапа особое значение придается срокам наступления клинического и эндоскопического эффекта. В соответствии с определением, сформулированном на Монреальском консенсусе, ГЭРБ - это состояние, характеризующееся, мучительностью симптомов и/или осложнений [62]. Их быстрое регрессия возвращает больному «благополучие». Основной причиной появления изжоги, регургитации, ретростернальной боли и одинофагии считается кислый ГЭР. Закисление пищевода является ключевым фактором, определяющим тяжесть эзофагита и его заживление [8,57]. С со-

временных позиций доказательной медицины группой препаратов, способной осуществлять адекватный контроль кислотной продукции в желудке, определены ингибиторы протонной помпы (ИПП) [1,2,35,38]. Многочисленными исследованиями последних лет доказана их эффективность и безопасность в сравнении с другими лекарственными средствами. Однако остается вопрос выбора ИПП, его дозы и продолжительности приема. В настоящее время в клинической практике применяются 5 поколений ИПП (омепразол, лансопразол, пантопразол, рабепразол и эзомепразол). Некоторые исследователи сообщают об отсутствии различий в их кислотосупрессивном эффекте. Так, в ряде двойных плацебоконтролируемых исследованиях для лечения ЭРБ на 4 и 8 неделях эффективность приема 20 мг эзомепразола была сопоставима с 20 мг омепразола [43]; 40 мг эзомепразола с 30 мг лансопразола [33] и 40 мг пантопразола [29]. В купировании изжоги и регурги-тации при НЭРБ не обнаружено значимых различий на 4 неделе исследования при приеме 20 мг эзомепразола и 10 мг рабепразола [23]; 20 мг эзомепразола и 20 мг пан-топразола [47]. Между тем, в серии других многоцентровых двойных плацебоконтролируемых исследований показано, что эзомепразол в дозах 20 и 40 мг независи-

cyberleninka.ru

Гематоэнцефалический барьер - это... Что такое Гематоэнцефалический барьер?

физиологический механизм, избирательно регулирующий обмен веществ между кровью, цереброспинальной жидкостью и центральной нервной системой и обеспечивающий постоянство внутренней среды головного и спинного мозга. Г. б., осуществляя защитную функцию, препятствует проникновению в мозг некоторых чужеродных веществ, попадающих в кровь, и промежуточных продуктов обмена веществ, образующихся при некоторых патологических состояниях, причем роль Г. б. в процессе филогенеза возрастает. Так., некоторые вещества легко проникают из крови в мозг у низкоорганизованных, но задерживаются Г. б. у более высокоорганизованных организмов. Отмечена также более высокая проницаемость Г. б. у эмбрионов и новорожденных по сравнению со взрослым организмом. Морфологическим субстратом Г. б. являются анатомические элементы, расположенные между кровью и нервными клетками (так называемые межэндотелиальные контакты, охватывающие клетку в виде тесного кольца и препятствующие проникновению веществ из капилляров). Отростки глиальных клеток (концевые ножки астроцитов), окружающие капилляр, стягивают его стенку, что уменьшает фильтрационную поверхность капилляра, препятствует диффузии макромолекул. Согласно другим представлениям, глиальные отростки являются каналами, способными избирательно экстрагировать из кровотока вещества, необходимые для питания нервных клеток, и возвращать в кровь продукты их обмена. Важное значение в функции Г. б. придается так называемому ферментному барьеру. В стенках микрососудов мозга, окружающей их соединительнотканной стромы, а также в сосудистом сплетении обнаружены ферменты, способствующие нейтрализации и разрушению поступающих из крови веществ. Распределение этих ферментов неодинаково в капиллярах разных структур мозга, их активность изменяется с возрастом, в условиях патологии. Г. б. рассматривают в качестве саморегулирующейся системы, состояние которой зависит от потребностей нервных клеток и уровня метаболических процессов не только в самом мозге, но и в других органах и тканях организма. Проницаемость Г. б. неодинакова в разных отделах мозга, селективна для разных веществ и регулируется нервными и гуморальными механизмами. Важная роль в нейрогуморальной регуляции функций Г. б. принадлежит изменению интенсивности метаболических процессов в ткани мозга, что доказывается угнетающим влиянием ингибиторов метаболических процессов на скорость транспорта аминокислот в мозг и стимуляцией их поглощения субстратами окисления. Различают два пути поступления веществ в ц.н.с. — через кровеносные капилляры и ликворную систему. При этом одни вещества проникают главным образом через капилляры, другие используют оба пути, третьи — преимущественно через цереброспинальную жидкость.

Снижение проницаемости Г. б. способствует проникновению в ц.н.с. разнообразных чужеродных веществ, продуктов нарушенного метаболизма. В то же время направленное снижение проницаемости Г. б. используют в клинической практике для повышения эффективности химиотерапевтических препаратов, антибиотиков, а также введения антител, гормонов, медиаторов, в обычных условиях не попадающих в мозг, благодаря функционированию Г. б.

Проникновение в мозг в области Гипоталамуса, где Г. б. «прорван», различных патологических агентов сопровождается разнообразной симптоматикой нарушений вегетативной нервной системы (Вегетативная нервная система).

Имеются многочисленные доказательства снижения защитной функции Г. б. под влиянием алкоголя, в условиях эмоционального стресса, перегревания и переохлаждения организма, воздействия ионизирующего излучения и т. д.

В то же время экспериментально установлена способность некоторых препаратов, например пентамина, этаминал-натрия, витамина Р. уменьшать проникновение в мозг определенных веществ.

Библиогр.: Бредбери М. Концепция гемато-энцефалического барьера, пер. с англ., М., 1983; Майзелис М.Я. Современные представления о гематоэнцефалическом барьере: нейрофизиологические и нейрохимические аспекты, Журн. высш. нервн. деятельн., т. 36, вып. 4, с. 611, 1986.

dic.academic.ru

Гематоэнцефалический барьер — Медицинская энциклопедия

I

Гематоэнцефалический барьер

физиологический механизм, избирательно регулирующий обмен веществ между кровью, цереброспинальной жидкостью и центральной нервной системой и обеспечивающий постоянство внутренней среды головного и спинного мозга.

Г. б., осуществляя защитную функцию, препятствует проникновению в мозг некоторых чужеродных веществ, попадающих в кровь, и промежуточных продуктов обмена веществ, образующихся при некоторых патологических состояниях, причем роль Г. б. в процессе филогенеза возрастает. Так., некоторые вещества легко проникают из крови в мозг у низкоорганизованных, но задерживаются Г. б. у более высокоорганизованных организмов. Отмечена также более высокая проницаемость Г. б. у эмбрионов и новорожденных по сравнению со взрослым организмом.

Морфологическим субстратом Г. б. являются анатомические элементы, расположенные между кровью и нервными клетками (так называемые межэндотелиальные контакты, охватывающие клетку в виде тесного кольца и препятствующие проникновению веществ из капилляров). Отростки глиальных клеток (концевые ножки астроцитов), окружающие капилляр, стягивают его стенку, что уменьшает фильтрационную поверхность капилляра, препятствует диффузии макромолекул. Согласно другим представлениям, глиальные отростки являются каналами, способными избирательно экстрагировать из кровотока вещества, необходимые для питания нервных клеток, и возвращать в кровь продукты их обмена. Важное значение в функции Г. б. придается так называемому ферментному барьеру. В стенках микрососудов мозга, окружающей их соединительнотканной стромы, а также в сосудистом сплетении обнаружены ферменты, способствующие нейтрализации и разрушению поступающих из крови веществ. Распределение этих ферментов неодинаково в капиллярах разных структур мозга, их активность изменяется с возрастом, в условиях патологии.

Г. б. рассматривают в качестве саморегулирующейся системы, состояние которой зависит от потребностей нервных клеток и уровня метаболических процессов не только в самом мозге, но и в других органах и тканях организма. Проницаемость Г. б. неодинакова в разных отделах мозга, селективна для разных веществ и регулируется нервными и гуморальными механизмами. Важная роль в нейрогуморальной регуляции функций Г. б. принадлежит изменению интенсивности метаболических процессов в ткани мозга, что доказывается угнетающим влиянием ингибиторов метаболических процессов на скорость транспорта аминокислот в мозг и стимуляцией их поглощения субстратами окисления.

Различают два пути поступления веществ в ц.н.с. — через кровеносные капилляры и ликворную систему. При этом одни вещества проникают главным образом через капилляры, другие используют оба пути, третьи — преимущественно через цереброспинальную жидкость.

Снижение проницаемости Г. б. способствует проникновению в ц.н.с. разнообразных чужеродных веществ, продуктов нарушенного метаболизма. В то же время направленное снижение проницаемости Г. б. используют в клинической практике для повышения эффективности химиотерапевтических препаратов, антибиотиков, а также введения антител, гормонов, медиаторов, в обычных условиях не попадающих в мозг, благодаря функционированию Г. б.

Проникновение в мозг в области Гипоталамуса, где Г. б. «прорван», различных патологических агентов сопровождается разнообразной симптоматикой нарушений вегетативной нервной системы (Вегетативная нервная система).

Имеются многочисленные доказательства снижения защитной функции Г. б. под влиянием алкоголя, в условиях эмоционального стресса, перегревания и переохлаждения организма, воздействия ионизирующего излучения и т. д.

В то же время экспериментально установлена способность некоторых препаратов, например пентамина, этаминал-натрия, витамина Р. уменьшать проникновение в мозг определенных веществ.

См. также Барьерные функции.

Библиогр.: Бредбери М. Концепция гемато-энцефалического барьера, пер. с англ., М., 1983; Майзелис М.Я. Современные представления о гематоэнцефалическом барьере: нейрофизиологические и нейрохимические аспекты, Журн. высш. нервн. деятельн., т. 36, вып. 4, с. 611, 1986.

II

Гематоэнцефалический барьер (гемато- (Гем-) + анат. encephalon головной мозг)

гистогематический барьер между кровью, с одной стороны, и цереброспинальной жидкостью и нервной тканью — с другой.

Источник: Медицинская энциклопедия на Gufo.me


Значения в других словарях

  1. ГЕМАТОЭНЦЕФАЛИЧЕСКИЙ БАРЬЕР — ГЕМАТОЭНЦЕФАЛИЧЕСКИЙ БАРЬЕР, механизм, предупреждающий попадание вредных веществ в мозг с током крови. Этот механизм включает различные способы защиты, в том числе, избирательную проницаемость клеток... Научно-технический словарь
  2. ГЕМАТОЭНЦЕФАЛИЧЕСКИЙ БАРЬЕР — ГЕМАТОЭНЦЕФАЛИЧЕСКИЙ БАРЬЕР (от гемо... и греч. enkephalos — мозг) — физиологический механизм, регулирующий обмен веществ между кровью, спинномозговой жидкостью и мозгом. Большой энциклопедический словарь

gufo.me

Гематоэнцефалический барьер. Нормальная физиология

Гематоэнцефалический барьер

Термин «гематоэнцефалический барьер» (от гр. haima – кровь, encephalon – мозг) был предложен Л. С. Штерн и Р. Готье в 1921 г. Гематоэнцефалический барьер (ГЭБ) принадлежит к числу внутренних, или гистогематических, барьеров (гематоофтальмического, легочного, перикардиального, перитонеального и других), которые отгораживают непосредственную питательную среду отдельных органов от универсальной внутренней среды – крови. Было показано, что если ввести витальную краску – трипановый синий в кровеносное русло, то при интенсивном окрашивании всех органов не окрашенной остается только центральная нервная система. Краска была обнаружена только в эпителиальных клетках сосудистых сплетений. Вещества оказываются эффективными лишь при введении их непосредственно в цереброспинальную жидкость.

Гематоэнцефалический барьер – это комплексный физиоло-гический механизм, находящийся в центральной нервной системе на границе между кровью и нервной тканью и регулирующий поступление из крови в цереброспинальную жидкость и нервную ткань циркулирующих в крови веществ.

Функции гематоэнцефалического барьера

Гематоэнцефалический барьер выполняет ряд функций.

Защитная заключается в задержке доступа из крови в нервную ткань различных веществ, могущих оказать повреждающее действие на мозг.

Регуляторная функция заключается в поддержании состава и постоянства цереброспинальной жидкости. Даже при изменении состава крови константы цереброспинальной жидкости не изменяются.

ГЭБ работает как селективный фильтр, пропускающий в цереброспинальную жидкость одни вещества и не пропускающий другие, которые могут циркулировать в крови, но чужды мозговой ткани. Так, не проходят через ГЭБ адреналин, норадреналин, ацетилхолин, дофамин, серотонин, гамма-аминомасляная кислота (ГАМК), пенициллин, стрептомицин. Билирубин всегда находится в крови, но никогда, даже при желтухе, он не проходит в мозг, оставляя неокрашенной лишь нервную ткань. Поэтому трудно получить эффективную концентрацию какого-либо лекарственного препарата, чтобы оно достигло паренхимы мозга. Проходят через ГЭБ морфий, атропин, бром, стрихнин, кофеин, эфир, уретан, алкоголь и гамма-оксимасляная кислота (ГОМК). При лечении, например, туберкулезного менингита стрептомицин вводят непосредственно в цереброспинальную жидкость, минуя барьер с помощью люмбальной пункции.

Необходимо учесть необычность действия многих веществ, введенных непосредственно в цереброспинальную жидкость. Трипановый синий при введении в цереброспинальную жидкость вызывает судороги и смерть, аналогичное действие оказывает желчь. Ацетилхолин, введенный непосредственно в мозг, действует как адреномиметик, а адреналин, наоборот, – как холиномиметик: артериальное давление понижается, возникает брадикардия, температура тела вначале снижается, а потом повышается. Он вызывает наркотический сон, заторможенность и аналгезию. Ионы К+ выступают в качестве симпатомиметика, а Са2+ – парасимпатомиметика. Лобелии – рефлекторный стимулятор дыхания, проникая через ГЭБ, вызывает ряд побочных реакций (головокружение, рвоту, судороги). Инсулин при внутримышечных инъекциях снижает содержание сахара крови, а при непосредственном введении в цереброспинальную жидкость – повышает.

Защитная функция ГЭБ менее развита к моменту рождения и в раннем возрасте, формируясь в постнатальном периоде. Поэтому у ребенка при различных заболеваниях часто появляются судороги и значительно повышается температура тела, что указывает на легкое проникновение в цереброспинальную жидкость токсических веществ, у взрослого человека такие явления не наблюдаются.

Поделитесь на страничке

Следующая глава >

med.wikireading.ru


Смотрите также

Поиск по меткам