Гемато-энцефалический барьер

Гемато-энцефалический барьер – это двусторонний пограничный механизм, охраняющий мозг от токсинов тела и тело от продуктов деятельности нервной системы. Функционально является частью иммунной системы.

Общие сведения

У человека выделяют несколько глобальных подсистем иммунитета, среди которых не последнее место занимает гемато-энцефалический барьер. Этот механизм защиты имеется у всех позвоночных. Он не только защищает мозг от токсинов, но и фильтрует продукты жизнедеятельности нервной ткани для снижения их поступления в глимфатический поток. Гемато-энцефалический барьер сильно затрудняет лечение некоторых заболеваний: столь ревностно охраняя вверенную ему территорию.

История вопроса

Впервые обнаруженный в 1885 году Паулем Эрлихом этот механизм распространил колориметрический анилиновый краситель по всему организму крысы. Но мозг остался практически девственно чистым. Однако правильное объяснение дано не было – в 1904 году Пауль высказал предположение, что феномен объясняется отсутствием достаточного сообщения кровеносных сосудов между мозгом и местом инъекции краски.

На стыке веков профессор Макс Левандовский исследовал распространение по телу подопытных животных гексоцианоферрата калия и первым предположил существование гемато-энцефалического барьера. Исследования продолжил Эдвин Гольдман в 1909 году, применявший в тех же целях водорастворимые краски. Он обнаружил, что вещество головного и спинного мозгов не окрасилось совсем, тогда как прилегающие сосуды полностью поменяли свой цвет. Он пробовал вводить краситель по другую сторону барьера, но получил удивительный результат. Теперь чистыми остались периферийные сосуды. Следовательно, барьер действует в обе стороны, фильтруя опасные вещества.

В 1915 году швейцарец Константин фон Монаков отнес предложил в качестве исполнительных органов гемато-энцефалического барьера рассматривать сосудистое сплетение и нейроглию. Впоследствии совместно с учениками он опубликовал ряд работ на эту тему. Термин «гемато-энцефалический барьер» на русском языке впервые озвучен 21 апреля 1921 года Л.С. Штерн в послании Женевскому медицинскому обществу. Занимаясь плотно исследования, в 30-х годах ей удалось разграничить гемато-энцефалический и гемато-ликворный барьеры. За исследования в области физиологии Штерн получила в 1943 году Сталинскую премию (новое оружие требовалось не только иностранцам).

Многие зарубежные ученые упорно бились над той же проблемой. В результате были предприняты опыты с жирорастворимыми красками (вещество мозга по большей части состоит из жиров). И в 1942 году Фридеман сумел преодолеть барьер – мозг оказался местами окрашенным. Тем временем Броман (1941 год) показал, что существует две барьерные системы:

  • Гемато-ликворный барьер сосудов.
  • Гемато-энцефалический барьер (мозга).

Броман на основании своих опытов сделал вывод о том, что основным исполнительным механизмом являются капиллярные эндотелиальные клетки, а не через ножки астроцитов, как предполагалось до этого. В результате последние были оставлены без внимания в проводимых (1967 год) исследованиях Риса (Reese) и Карновского (Karnovsky). При помощи пироксидазы обыкновенного хрена удалось обнаружить очертания гемато-энцефалического барьера. Инъекции не смогли проникнуть в мозг, но четко обозначили пути распространения отравы.

Пироксидаза рассеялась но ножкам астроцитов и базальной мембране, упершись в плотные клетки эндотелия. Следовательно, именно здесь и располагается гемато-энцефалический барьер. Позже (1981 год) Стюарт и Вайли аккуратно изобразили весь поток капиллярных сетей. В ходе экспериментов мозг перепелки был пересажен цыпленку, барьер при этом сохранился. Но обратный эксперимент не удался. Были сделаны выводы о генном механизме образования описанного механизма.

Особенности деятельности

Головной мозг потребляет почти 20% от вдыхаемого кислорода, несмотря на то, что вес его едва достигает 2% от общей массы тела. Здесь почти нет гликогена, а жиры не для того, чтобы расходовать их на получение энергии. Всего лишь легким нажатием на сонную артерию можно отправить человека в бессознательное состояние, а десятиминутный перерыв подачи кислорода приводит к гибели нейронов.

Следовательно, питание полностью проходит через гемато-энцефалический барьер. Особенно четко роль этого механизма проявляется при физической нагрузке. Пока мускулатура наливается кровью и дыхание учащается, мозг продолжает потреблять прежний объем, в то время как многие внутренние органы практически лишаются питания. Барьер препятствует попаданию в головной мозг:

  • Нейромедиаторов, которые могли бы усилить проводимость нервных клеток.
  • Чужеродных белков, отравляющих и нарушающих работу нервной системы.
  • Патогенной флоры, в том числе паразитов (см. тему про гельминтов).

Требуется поддерживать для нормального функционирования постоянный объем калия и ph-фактора. Основу гемато-энцефалического барьера, как это уже было отмечено выше, составляют клетки эндотелия. В структуре защиты принято выделять:

  • Перициты.
  • Астроциты.

В промежутке между этими клетками находятся нейроглии. Все три вида и образуют гемато-энцефалический барьер.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *