Невроглията се разделя на макроглия и микроглия. Клетките на макроглията - астроцити, олигодендроцити и епендимоцити изпълняват нервна системаважни функции.
Олигодендроцитиобразуват месести (миелинови) обвивки наоколо нервни влакна(фиг. 59). Олигодендроцитите също обграждат невроните от всички страни и им осигуряват хранене и секреция.
Астроцитиизпълнява поддържаща функция, запълвайки пространството между невроните, както и замествайки мъртвите нервни клетки. Невронът обикновено завършва аксоните на много други нервни клетки, всички от които са изолирани една от друга чрез астроцити. Астроцитите много често завършват с процесите си върху кръвоносните съдове, образувайки така наречените съдови крака (фиг. 60) и участващи в образуването на кръвно-мозъчната бариера. Астроцитите също са способни да унищожават микроби и вредни вещества.
Епендимоцити- Това са епителни клетки, покриващи кухините на вентрикулите на мозъка. Един процес на епендимоцита достига до кръвоносния съд. Смята се, че епендимоцитите са посредници между кръвоносния съд и кухината на мозъчните вентрикули, пълни с цереброспинална течност.
Източник на клетки микроглияслужат като менинги, стена кръвоносни съдовеИ хориоидеявентрикули на мозъка. Микроглиалните клетки са способни на движение. Те улавят и впоследствие обработват микроби, чужди вещества и мъртви мозъчни елементи, които са влезли в тялото. Клъстери от микроглиални клетки често се наблюдават в близост до области на увредена медула.
Невроглиалните клетки играят основна роля в създаването на бариера между кръвта и мозъка, т.нар кръвно-мозъчна бариера. Не всички вещества, които влизат в кръвта, могат да проникнат в мозъка. Те се задържат от кръвно-мозъчната бариера, която предпазва мозъка от навлизането на различни вредни за него вещества от кръвта, както и много бактерии. Астроцитите, заедно с други структурни образувания, участват в изпълнението на бариерни функции. Съдовите стъбла на астроцитите обграждат кръвоносния капиляр от всички страни, плътно свързани един с друг.
Ако по някаква причина кръвно-мозъчната бариера е нарушена, тогава микроби или ненужни вещества могат да проникнат в мозъка и главно в цереброспиналната течност. Цереброспинална,или гръбначно-мозъчна течност, или алкохол- това е вътрешната среда на мозъка, поддържаща солевия му състав, участваща в храненето на мозъчните клетки и отстраняването на продуктите от разпадането им. Освен това поддържа вътречерепното налягане и действа като хидравлична възглавница за мозъка, предпазвайки нервните клетки от увреждане при ходене, бягане, скачане и други движения.
Цереброспиналната течност изпълва вентрикулите на мозъка, централния канал гръбначен мозък, пространството между мембраните на главния и гръбначния мозък. Постоянно циркулира. Нарушаването на кръвообращението му води до нарушения на централната нервна система. Количеството цереброспинална течност при възрастен е 120-150 ml. Основното място на неговото образуване е хороидният сплит на вентрикулите на мозъка. Цереброспиналната течност се обновява 3-7 пъти на ден. В него липсват ензими и имунни тела, не съдържа голям бройлимфоцити. Съдържа по-малко протеини от кръвта и има приблизително същото съдържание на минерални соли като кръвта.
Много вещества, които са в кръвта или изкуствено въведени в кръвта, не навлизат в цереброспиналната течност и съответно в мозъчните клетки. Кръвно-мозъчната бариера е практически непроницаема за мнозина биологично активни веществакръв: адреналин, ацетилхолин, серотонин, гама-аминомаслена киселина, инсулин, тироксин и др. Също така е слабо пропусклив за много антибиотици, например пеницилин, тетрациклин, стрептомицин. Следователно, някои лекарства, като много антибиотици, трябва да се инжектират директно в цереброспиналната течност за лечение на неврони в гръбначния мозък или мозъка чрез пробиване на мембраните на гръбначния мозък. В същото време вещества като алкохол, хлороформ, морфин и тетаничен токсин лесно проникват през кръвно-мозъчната бариера в цереброспиналната течност и бързо действат върху мозъчните неврони.
Пропускливостта на кръвно-мозъчната бариера се регулира от централната нервна система. Благодарение на това мозъкът може до известна степен да регулира собственото си функционално състояние. В допълнение, в определени области на мозъка кръвно-мозъчната бариера е слабо изразена. В тези области капилярите не са напълно заобиколени от астроцити и невроните могат директно да контактуват с капилярите. Кръвно-мозъчната бариера е слабо изразена в хипоталамуса, епифизната жлеза, неврохипофизата и на границата на продълговатия и гръбначния мозък. Високата пропускливост на бариерата в тези области на мозъка позволява на централната нервна система да получава информация за състава на кръвта и гръбначно-мозъчна течност, а също така гарантира, че неврохормоните, секретирани в централната нервна система, навлизат в кръвта.
5.6. Мембранен потенциал на нервните клетки
Не е тайна, че тялото трябва да поддържа постоянството на вътрешната си среда или хомеостазата, изразходвайки енергия за това, в противен случай няма да се различава от неживата природа. Така кожата предпазва тялото ни от външен святна ниво орган.
Но се оказва, че други бариери, които се образуват между кръвта и определени тъкани, също са важни. Те се наричат хистохематични. Тези бариери са необходими различни причини. Понякога е необходимо механично да се ограничи проникването на кръв в тъканите. Примери за такива бариери са:
- кръвно-ставна бариера - между кръвта и ставните повърхности;
- кръвно-офталмологична бариера - между кръвта и светлопроводимите среди на очната ябълка.
Всеки знае от собствен опит, че при рязане на месо е ясно, че повърхността на ставите винаги е лишена от контакт с кръв. Ако кръвта тече в ставната кухина (хемартроза), това допринася за нейното свръхрастеж или анкилоза. Ясно е защо е необходима кръвно-офталмологична бариера: вътре в окото има прозрачни среди, напр. стъкловидно тяло. Неговата задача е да абсорбира преминаващата светлина възможно най-малко. Ако няма тази бариера, тогава кръвта ще проникне в стъкловидното тяло и ние ще бъдем лишени от способността да виждаме.
Какво е BBB?
Една от най-интересните и загадъчни хистохематични бариери е кръвно-мозъчната бариера или бариерата между капилярна кръви неврони на централната нервна система. Съвременно казано, информационен език, между капилярите и мозъчното вещество има напълно „защитена връзка“.
Значението на кръвно-мозъчната бариера (съкращение - BBB) е, че невроните не влизат в пряк контакт с капилярната мрежа, а взаимодействат със захранващите капиляри чрез "посредници". Тези медиатори са астроцити или невроглиални клетки.
Невроглията е спомагателна тъкан на централната нервна система, която изпълнява много функции, като поддържащи, поддържащи неврони и трофични, подхранващи ги. IN в такъв случай, астроцитите директно вземат от капиляра всичко необходимо на невроните и го пренасят към тях. В същото време контролират в мозъка да не попаднат вредни и чужди вещества.
Така не само различни токсини, но и много лекарства не преминават през кръвно-мозъчната бариера и това е обект на изследване съвременна медицина, тъй като всеки ден броят на лекарствата, които са регистрирани за лечение на мозъчни заболявания, както и антибактериални и антивирусни лекарства, всичко се увеличава.
Малко история
Известният лекар и микробиолог Пол Ерлих стана световна знаменитост благодарение на изобретяването на салварсан или лекарство № 606, което стана първото, макар и токсично, но ефективно лекарствоза лечение на хроничен сифилис. Това лекарство съдържа арсен.
Но Ерлих експериментира много и с багрила. Той беше сигурен, че както багрилото се залепва плътно за тъканта (индиго, лилаво, кармин), така ще залепне и за патогенен микроорганизъм, щом се открие такова вещество. Разбира се, той трябва не само да е здраво фиксиран към микробната клетка, но и да е смъртоносен за микробите. Несъмнено фактът, че той се ожени за дъщерята на известен и богат текстилен производител, „наля масло в огъня“.
И Ерлих започва да експериментира с различни и много отровни багрила: анилин и трипан.
Чрез дисекция на лабораторни животни той се убеди, че боята прониква във всички органи и тъкани, но не успява да дифузира (проникне) в мозъка, който остава блед.
Първоначално заключенията му бяха неверни: той предположи, че багрилото просто не оцветява мозъка, защото съдържа много мазнини и отблъсква багрилото.
И тогава откритията, предшестващи откриването на кръвно-мозъчната бариера, заваляха като от рог на изобилието и самата идея постепенно започна да се оформя в главите на учените. Най-висока стойностизиграха следните експерименти:
- ако багрилото се инжектира интравенозно, максимумът, който може да оцвети, е хороидалните хороидни плексуси на вентрикулите на мозъка. Тогава „пътят е затворен” за него;
- ако принудите багрилото да влезе в цереброспиналната течност чрез извършване лумбална пункция, тогава мозъкът беше оцветен. Багрилото обаче не излиза „навън“ от цереброспиналната течност и останалите тъкани остават безцветни.
След това беше напълно логично да се предположи, че цереброспиналната течност е течност, която се намира „от другата страна“ на бариерата, чиято основна задача е да защитава централната нервна система.
Терминът BBB се появява за първи път през 1900 г., преди сто и шестнадесет години. На английски медицинска литературатя се нарича "кръвно-мозъчна бариера", а на руски името се е вкоренило под формата на "кръвно-мозъчна бариера".
Впоследствие това явление е проучено достатъчно подробно. Преди Втората световна война се появиха доказателства, че има кръвно-мозъчна и кръвно-ликворна бариера, а има и хематоневрална разновидност, която не е в централната нервна система, а се намира в периферните нерви.
Устройство и функции на преградата
Точно от непрекъсната работаЖивотът ни зависи от кръвно-мозъчната бариера. В края на краищата нашият мозък консумира една пета от общото количество кислород и глюкоза, като в същото време теглото му не е 20% от общото телесно тегло, а около 2%, тоест консумацията на мозъка хранителни веществаа кислородът е 10 пъти по-висок от средноаритметичното.
За разлика например от чернодробните клетки, мозъкът работи само „на кислород“, а аеробната гликолиза е единствената възможен вариантсъществуването на всички неврони без изключение. Ако доставката на неврони спре в рамките на 10-12 секунди, човекът губи съзнание и след спиране на кръвообращението се намира в състояние клинична смърт, шансове за пълно възстановяванемозъчните функции съществуват само 5-6 минути.
Това време се увеличава при силно охлаждане на тялото, но с нормална температуратялото, окончателната смърт на мозъка настъпва след 8-10 минути, така че само интензивната активност на BBB ни позволява да бъдем „във форма“.
Известно е, че мнозина неврологични заболяваниясе развиват само поради факта, че пропускливостта на кръвно-мозъчната бариера е нарушена, в посока на нейното увеличаване.
Няма да навлизаме в подробности за хистологията и биохимията на структурите, изграждащи бариерата. Нека само да отбележим, че структурата на кръвно-мозъчната бариера включва специална структура от капиляри. Известни са следните характеристики, които водят до появата на бариера:
- плътни връзки между ендотелните клетки, покриващи капилярите отвътре.
В други органи и тъкани капилярният ендотел е направен "небрежно" и има големи празнини между клетките, през които има свободен обмен на тъканна течност с периваскуларното пространство. Там, където капилярите образуват кръвно-мозъчната бариера, ендотелните клетки са разположени много плътно и плътността не е нарушена;
- енергийни станции - митохондриите в капилярите надвишават физиологичната нужда от тези на други места, тъй като кръвно-мозъчната бариера изисква големи количества енергия;
- височината на ендотелните клетки е значително по-ниска, отколкото в съдовете на други локализации, а броят на транспортните ензими в клетъчната цитоплазма е много по-висок. Това ни позволява да отдадем голяма роля на трансмембранния цитоплазмен транспорт;
- съдовият ендотел в своята дълбочина съдържа плътна, скелетно образуваща базална мембрана, към която процесите на астроцитите са външно съседни;
В допълнение към характеристиките на ендотела, извън капилярите има специални спомагателни клетки - перицити. Какво е перицит? Това е клетка, която може да регулира лумена на капиляра отвън и, ако е необходимо, може да има функциите на макрофаг за улавяне и унищожаване на вредни клетки.
Следователно, преди да достигнем до невроните, можем да отбележим две линии на защита на кръвно-мозъчната бариера: Първият е плътните връзки на ендотелните клетки и активния транспорт, а вторият е макрофагалната активност на перицитите.
Освен това кръвно-мозъчната бариера включва голям брой астроцити, които съставляват най-голямата маса на тази хистохематична бариера. Това са малки клетки, които обграждат невроните и по дефиниция на тяхната роля могат да правят „почти всичко“.
Те непрекъснато обменят вещества с ендотела, контролират безопасността на плътните връзки, активността на перицитите и лумена на капилярите. Освен това мозъкът се нуждае от холестерол, но той не може да проникне от кръвта в цереброспиналната течност или да премине през кръвно-мозъчната бариера. Следователно астроцитите поемат неговия синтез, в допълнение към основните функции.
Между другото, един от факторите на патогенезата множествена склерозае нарушение на миелинизацията на дендритите и аксоните. А за образуването на миелин е необходим холестерол. Следователно се установява ролята на дисфункцията на BBB в развитието на демиелинизиращи заболявания и в напоследъксе изучава.
Където няма бариери
Има ли места в централната нервна система, където кръвно-мозъчната бариера не съществува? Изглежда невъзможно: толкова много усилия са положени за създаването на няколко нива на защита от външни влияния вредни вещества. Но се оказва, че на някои места BBB не представлява нито една „стена“ на защита, а има дупки в нея. Те са необходими за онези вещества, които се произвеждат от мозъка и се изпращат към периферията като команди: това са хормоните на хипофизата. Следователно има свободни зони, точно в зоната на хипофизната жлеза и епифизата. Те съществуват, за да позволят на хормоните и невротрансмитерите да преминават свободно в кръвта.
Има друга зона, свободна от BBB, която се намира в областта на ромбовидната ямка или дъното на 4-та камера на мозъка. Там се намира центърът за повръщане. Известно е, че повръщането може да възникне не само поради механично дразнене на задната стена на фаринкса, но и при наличие на токсини, които са влезли в кръвта. Следователно в тази област има специални неврони, които постоянно „следят“ качеството на кръвта за наличието на вредни вещества.
Веднага щом концентрацията им достигне определена стойност, тези неврони се активират, причинявайки усещане за гадене и след това повръщане. За да бъдем честни, трябва да се каже, че повръщането не винаги е свързано с концентрацията на вредни вещества. Понякога със значително увеличение вътречерепно налягане(с хидроцефалия, менингит) центърът за повръщане се активира поради директно свръхналягане по време на развитието на синдрома
Биологични бариери- набор от биологични мембрани, които отделят тъканите една от друга и регулират проникването (преноса) на биологично активни вещества и лекарствени вещества и тяхното разпределение в тялото.
Мембраните, които образуват биологични бариери в човешкото тяло, са представени от 4 вида. Всеки тип мембрана регулира проникването на вещества в зависимост от техните физически и химични свойства.
Общото наименование на такива биологични бариери – хистохематични(hist-, histio-, histo-; гръцки Histion - умалително от histos - тъкан + haima, haimatos - кръв; синоними: хистиоцитна бариера, вътрешна бариера,). Те регулират метаболитни процесии осигуряват постоянството на състава, физичните и химичните свойства на тъканната течност, а също така забавят прехода към нея от кръвта на чужди съединения и междинни метаболитни продукти, създавайки подходяща среда за изпълнение на специфични функции на клетъчните елементи. Хистохематичната биологична бариера е пропусклива за липиди мембрана, която отделя сравнително малък интраваскуларен сектор (кръвна плазма - приблизително 3,5 литра при хора, с изкл. фасонни елементикръв) от междуклетъчния (интерстициален) сектор на течността (средно около 10,5 l на човек), от която всичко необходимо се доставя на клетките. Има хематоенцефалични, хематохепатални, хематолабиринтни, хематолиенални, хематоофталмични, хематопулмонални, хематоренални, хематотестикуларни, чернодробни, плацентарни, хематолимфни, хематосиновиални и други биологични бариери.
Основните структурни елементи на хистохематичната бариера са стените на кръвоносните капиляри, които имат структурни характеристики на техните ендотелни клетки, структурни характеристики на основното вещество (гликозаминогликани) и базалната мембрана на кръвоносните съдове; в мозъка има периваскуларни астроглиални крака, които се простират до капилярите. Хистохематичните биологични бариери са саморегулиращи се системи, предназначени за нормален ход метаболитни процесив органи и тъкани. Тези системи са обект на хуморални и нервни влияния.
Кръвно-мозъчна биологична бариера
Кръвно-мозъчна биологична бариера(от гръцки - Haima - кръв и enkephalos - мозък; синоним: мозъчна бариера) - хистохематични бариеримежду кръвта и цереброспиналната течност. Образува се от структурата на плътни връзки между ендотелните клетки и капилярната стена, базалната мембрана, която обгражда капилярите, и невроглиалните клетки, които прилепват плътно към капилярите. Има двойна функция - регулаторна и защитна. Функциите на бариерата зависят от пропускливостта на менингеалните мембрани, хороидалните плексуси на мозъка, мезодермалните структури и ултраструктурните елементи под формата на мембранни механизми. Преходът на веществата от кръвта към мозъка става по два начина: директно в мозъка и с цереброспиналната течност. Скорост на преминаване лекарствено веществопрез тази биологична бариера зависи от неговата липидна разтворимост. Липофилни вещества ( диетилов етер, флуоротан) лесно проникват в мозъка, слабо разтворимите вещества (тубокурарин, дитилин, метацин и др.) почти не проникват в мозъчната тъкан. Проникването на чужди вещества в мозъка е свързано с нарушение защитна функциякръвно-мозъчна биологична бариера, което в някои случаи води до развитие на патологични процеси.
Кръвно-чернодробна биологична бариера
Кръвно-чернодробна биологична бариера(от гръцката дума - Haima - кръв + hepar - черен дроб) определя относителното постоянство на свойствата и състава на вътрешната среда на черния дроб и има две функции - защитна и регулаторна. Първата функция регулира проникването на физиологично активни вещества в черния дроб; вторият - предпазва от проникване на чужди вещества в черния дроб.
Биологична бариера на кръвния лабиринт
Биологична бариера на кръвния лабиринт- специализирани бариерни образувания, чиято селективна пропускливост е съществен фактор нормална функциязвукови и вестибуларни анализатори.
Определя проникването на физиологично активни биогенни и други лекарствени вещества в лабиринта.
Кръвно-лезионна биологична бариера
Кръвно-лезионна биологична бариера(от гръцката дума - Haima - кръв + lien - далак) се намира между кръвта и тъканната течност на далака; има регулаторни и защитни функции.
Кръвно-офталмологична биологична бариера
Кръвно-офталмологична биологична бариера(от гръцката дума Haima - кръв + ophthalmos - око) е физиологичен механизъм, който изпълнява бариерна функция по отношение на прозрачната среда на окото. Регулира относителното постоянство на състава на вътреочната течност, влияе върху метаболизма на роговицата, лещата и други очни тъкани. В генезиса на вътреочната течност жизненоважна роляпринадлежи към епитела на цилиарното тяло и епитела на капилярите. Те са основните анатомични бариери, през които се осъществява обменът между вътреочната течност и кръвта.
Кръвно-белодробна биологична бариера
Кръвно-белодробна биологична бариера(от гръцката дума Haima - кръв и латинската - Pulmo - бял дроб) регулира, защитава относителното постоянство на състава и свойствата на вътрешната среда на белите дробове, хомеостазата белодробна тъкан. Чуждите за организма вещества се натрупват в белите дробове изключително бавно. Заедно с това антибиотиците се натрупват в значителни количества в дихателните органи по време на електрофоретично вдишване. Но това се отнася за специфични антибиотици, използвани при лечението на белодробни заболявания.
Кръвно-бъбречна биологична бариера
Кръвно-бъбречна биологична бариера(от гръцката дума - Haima - кръв и латинска дума Ren - бъбрек) се намира между кръвта и съдова системабъбреците имат защитни и регулаторни функции, участват в регулирането на метаболизма, енергията и електролитите.
Биологична бариера кръв-тестис
Биологичната бариера кръв-тестис (от гръцката дума - Haima - кръв и латинската - Testis - тестис) е биологична мембрана, която отделя кръвта от тестиса.
Чернодробна биологична бариера
Чернодробна биологична бариера - често срещано имебиохимични и физиологични процеси, възникващи в черния дроб, насочени към детоксикация токсични вещества, които се образуват в резултат на обмен или идват отвън.
Плацентарна биологична бариера
Плацентарна биологична бариера- биологична мембрана, която разделя кръвта на майката от кръвта на ембриона и плода. Веществата и лекарствата с молекулно тегло под 500 D бързо преминават през плацентарната бариера; за вещества с молекулно тегло над 1000 D плацентата е практически непропусклива. Също така върху пропускливостта лекарствапрез плацентарната бариера, тяхната разтворимост в липиди, способността да се свързват с протеините на кръвната плазма, степента на йонизация и активността на плацентарните ензими, способни да биотрансформират тези лекарства, са засегнати (до 32-35 седмици от бременността, пропускливостта на плацентата се увеличава ). Познавайки свойствата на пропускливостта на лекарствата, е възможно да се насърчи тяхната активност или да се предотврати тяхното развитие. токсични ефектиза плодовете
Кръвно-мозъчната бариера е вид бариера, която предотвратява проникването на токсични вещества, микроорганизми и антибиотици от кръвта в мозъчната тъкан.
Мозъчната бариера е филтър, през който полезни вещества навлизат в мозъка от артерията и различни отпадъчни продукти се отстраняват във венозното легло. Бариерата по пътя към мозъка е механизъм, който предпазва тъканите от чужди елементи и регулира неизменността на състава на междуклетъчната течност.
Обща информация за кръвно-мозъчната бариера
Естествената бариера помага за защита на мозъчната тъкан от всички видове чужди телаи токсични отпадъци, които са проникнали в кръвта или са се образували директно в тялото. Бариерата улавя компоненти, които могат да навредят на много чувствителни клетки в мозъка и гръбначния мозък.
Функцията на BBB е да създаде един вид щит, който насърчава селективната пропускливост.
Естествената бариера по пътя към мозъчната тъкан пропуска някои вещества и е непроницаема за други. Вярно е, че непроницаемостта на тази бариера е относителна и зависи от здравословното състояние на човека, продължителността на престоя и концентрацията различни веществав кръвта му, от всякакъв вид външни причини. Самата преграда се състои от различни анатомични компоненти. И те не само защитават мозъка, но и следят неговото хранене, осигуряват жизнени функции и премахват отпадъчните продукти.
BBB е механизъм, който улеснява навлизането на вещества, присъстващи в кръвта полезни компонентив цереброспиналната течност и нервната тъкан. Това не е някаква колекция от органи, а функционална концепция. Мнозинство полезни веществанавлиза в мозъчната тъкан не през ликворните пътища, а през капилярите.
Физиология - как работи BBB
Мозъчната бариера не е отделен орган на тялото, а сбор от различни анатомични компоненти. Тези компоненти действат като бариери и имат други полезни свойства. Мозъчните капиляри са първите компоненти, включени в структурата на тази своеобразна бариера.
Основната задача на мозъчните капиляри е да доставят кръв директно в човешкия мозък. Всичко влиза в мозъка през клетъчните стени необходимото хранене, а метаболитните продукти, напротив, се екскретират. Този процес протича непрекъснато. Но не всички вещества в кръвта могат да проникнат през тези стени.
Капилярите на мозъка са своеобразна начална линия на защита. За някои вещества той е проходим, но за други е полупропусклив или напълно непроницаем. Структурата на капилярите, или по-точно техният вътрешен слой, е такава, че различни компоненти се движат от кръвта в цереброспиналната течност през пукнатините между клетките, както и през най-тънките зони на тези клетки.
Освен това стените на капилярите нямат такива пори като клетките на други органи. Тези елементи просто са натрупани един върху друг. Фугите между тях са закрити със специални плочи. Пролуките между клетките са твърде тесни. Движението на течност от капилярите в нервната тъкан става през техните стени.
Структурата на капилярните клетки има някои характеристики. Клетките се състоят от набор от митохондрии и това е знак за това, което се случва в тях енергийни процеси. Има твърде малко вакуоли в капилярните клетки, особено от страната, съседна на капилярния лумен. Но на границата с нервната материя техният брой е много по-голям. И това показва, че пропускливостта на капиляра в посока от кръвоносната система към мозъчната тъкан е много по-ниска, отколкото в обратната посока.
Важна роля в изпълнението на блокиращата задача на капилярите играе много стабилна мембрана със слой от гликокаликс, разположен под покритието на ендотелните елементи. И компонентите, които изграждат този слой, създават един вид мрежа, която е още една бариера за молекулите на различните компоненти. Мозъчните капиляри съдържат ензими, които намаляват активността на определени химически компоненти, които преминават от кръвта в човешката мозъчна тъкан.
Но капилярите сами по себе си не са достатъчни за изпълнение на бариерната задача. Втората линия на обструкция е разположена между капилярите и невроните. На това място природата създаде преплитането на астроцитите с техните процеси и образуването на друг защитен слой - невроглия.
Почти целият повърхностен слой на мозъчните капиляри е покрит благодарение на издънките на астроцитите. Те също могат да разширят лумена на капиляра или, обратно, да го намалят. С тяхна помощ невроните се подхранват. Смукателните крака извличат от кръвта хранителните компоненти, необходими на невроните, и връщат отпадъчни продукти.
Но естествената бариера се състои не само от невроглия. Меките мембрани, които обгръщат мозъка, както и съдовите тъкани на неговите странични вентрикули, се характеризират с обструктивни свойства. Пропускливостта на съдовите тъкани, или по-скоро техните капиляри, е много по-висока от тази на мозъчните капиляри. И пролуките между техните клетки са много по-широки, но те са затворени от много силни контакти. Тук се намира третият етап на BBB.
Мозъчната бариера не само предпазва мозъка от чужди и токсични компоненти, присъстващи в кръвта, но също така стабилизира състава хранителна среда, който съдържа нервни клетки.
Мозъкът получава компонентите, от които се нуждае за живот, благодарение на краката на клетките, както и чрез цереброспиналната течност. Мозъкът съдържа извънклетъчни области. И в дъното на микробраздите на мозъка има малки проходи, които се отварят в междуклетъчните области. Благодарение на тях хранителната течност се влива в мозъка и служи като храна за невроните.
Има 2 начина за захранване на мозъка:
благодарение на цереброспиналната течност;
през стените на капилярите.
U здрав човекОсновният път на навлизане на компонентите в нервната тъкан е хематогенен, а ликворният път е допълнителен. BBB решава кои компоненти се движат в мозъка и кои не.
Пропускливост на бариерата
Мозъчната бариера не само спира и не позволява определени вещества, присъстващи в кръвта, да достигнат до мозъка, но също така доставя тези, необходими за метаболизма нервна тъканКомпоненти. Хидрофобните компоненти, както и пептидите, се придвижват в мозъчната тъкан през каналите на клетъчната мембрана, използвайки различни транспортни системиили дифузия.
Има такива начини за преминаване през BBB:
- Междуклетъчен. Същността на системата: питателните храни се придвижват в мозъка през клетъчните стени.
- Благодарение на каналите. В клетъчната мембрана има празнини - аквапори. През тях влиза вода. За глицерола има и специални проходи на повърхността на клетъчните мембрани - акваглицеропорини.
- дифузия. Движението на компонентите може да стане през клетъчните мембрани и чрез междуклетъчните контакти. Колкото по-липофилно и по-малко пропускливо е дадено вещество, толкова по-лесно то дифундира през клетъчната мембрана.
- Дифузия (улеснена). Много полезни за мозъка компоненти (различни аминокиселини) са твърде големи, за да преминат през тях клетъчната мембрана. За тях има специални транспортери на повърхността на клетките, както и протеинови молекули.
- Активни преносители. Преносът на различни вещества изисква разход на клетъчна енергия и се осъществява благодарение на активни транспортери.
- Везикулозен. Компонентите, полезни за мозъка, се свързват, преместват се в извънклетъчните области и свързаните елементи се освобождават.
BBB присъства в много области на мозъка. Но не присъства в шест анатомични образувания. Няма преграда на дъното на 4-та камера, в епифизно тяло, в неврохипофизата, в прикрепената плоча на мозъка, в субфорникалните и субкомиссуралните органи.
Пропускливостта на естествената бариера се определя от състоянието на човешкото здраве, както и от съдържанието на хормони в кръвта. Болезнено състояниеводи до повишена пропускливост.
Увреждането на бариерния щит възниква при следните заболявания:
- бактериална инфекция на централната нервна система;
- вируси;
- мозъчни тумори;
- диабет.
Така при здрав човек мозъчният щит работи перфектно и служи като бариера за преминаването на различни компоненти в мозъка. Това се случва благодарение на капилярите на мозъка. Техните клетки нямат пори. Освен това астроглиите играят ролята и на допълнителна липидна бариера. Полярните образувания не преминават през естествени бариери. Но липофилните молекули пътуват до мозъка много лесно. Бариерата се преодолява главно чрез дифузия или активно движение. Има области на мозъка в тялото, където бариерата не работи ( задна стенахипофиза, епифиза). Ако човек е болен, тогава пропускливостта става по-висока.
Използване на BBB във фармакологията
Мозъчната бариера е селективно проходима за различни лекарства. За да се лекуват заболявания на мозъка, лекарствата трябва да проникнат в тъканите му. А това не винаги е възможно. Но по време на възпалителни заболяваниямозъка, пропускливостта на бариерата се увеличава леко, в резултат на което през нея преминават лекарства, които, когато в добро състояниене биха преодолели това препятствие.
При възпалителни процеси е важно да се преодолее блокиращата бариера. В крайна сметка е необходимо да се постигне проникване на лекарства в мозъка. Но когато естественото препятствие е изкуствено преодоляно, понякога в мозъка се придвижват не само лекарства, но и вредни токсини.
IN медицинска практикаповечето ефективен методлечението на мозъка е да се въведе лекарството във вентрикулите на мозъка, с други думи, заобикаляйки бариерата.
Лекарства, които не проникват добре през мозъчната бариера, могат да бъдат инжектирани под мембраните на мозъка. По този начин се лекува менингит, както и възпаление на мозъка.
Лекарствата са разработени, като се вземе предвид способността за преминаване през страната мозъчна бариера.
Синтетичните аналгетици, съдържащи морфин, напротив, са необходими само за облекчаване на болката, но не и за преминаване на BBB. Има антибиотици, които лекуват възпалителни процеси, които перфектно преминават мозъчната бариера. Те включват: Nifuratel, Macmiror, Bimaral, Metoclopramide. Лекарствата преминават добре бариерата: Motilium, Motilak. Най-добра степен на проникване през мозъчната бариера имат ампицилин и цефазолин. Способността за проникване през BBB е много по-висока за мастноразтворимите съединения, отколкото за водоразтворимите вещества.
Според дефиницията на Стърн кръвно-мозъчната бариера (КМБ) е набор от физиологични механизми и съответните анатомични структури в централната нервна система, участващи в регулирането на състава на цереброспиналната течност (ЦСТ). Това определение е от книгата на Покровски и Коротко „Физиология на човека“.
Кръвно-мозъчната бариера регулира проникването на биологично активни вещества, метаболити, химикали, които засягат чувствителните структури на мозъка, от кръвта в мозъка и предотвратява навлизането на чужди вещества, микроорганизми и токсини в мозъка.
В идеите за кръвно-мозъчната бариера се подчертават следните основни положения:
1) проникването на вещества в мозъка се извършва главно не през ликворните пътища, а чрез кръвоносна системана капилярно ниво - нервна клетка;
2) кръвно-мозъчната бариера до голяма степен не е анатомична формация, а функционална концепция, която характеризира определен физиологичен механизъм. Както всеки физиологичен механизъм, съществуващ в тялото, кръвно-мозъчната бариера е под регулаторното влияние на нервната и хуморалната система;
3) сред факторите, които контролират кръвно-мозъчната бариера, водещото е нивото на активност и метаболизма на нервната тъкан.
Основната функция, характеризираща кръвно-мозъчната бариера, е пропускливостта на клетъчната стена. Необходимото ниво на физиологична пропускливост, адекватно на функционалното състояние на организма, определя динамиката на навлизане на физиологично активни вещества в нервните клетки на мозъка.
Пропускливостта на кръвно-мозъчната бариера зависи от функционално състояниетяло, съдържанието на медиатори, хормони, йони в кръвта. Увеличаването на концентрацията им в кръвта води до намаляване на пропускливостта на кръвно-мозъчната бариера за тези вещества.
Функционалната схема на кръвно-мозъчната бариера включва, наред с хистохематичната бариера, невроглията и системата от пространства на цереброспиналната течност. Хистохематичната бариера има двойна функция: регулаторна и защитна. Регулаторната функция осигурява относителното постоянство на физичните и физикохимичните свойства, химичния състав и физиологичната активност на междуклетъчната среда на органа в зависимост от неговото функционално състояние. Защитната функция на хистохематичната бариера е да предпазва органите от навлизане на чужди или токсични вещества от ендо- и екзогенен характер.
Водещият компонент на кръвно-мозъчната бариера, който осигурява нейните функции, е стената на мозъчния капиляр. Има два механизма за проникване на вещество в мозъчните клетки:
Чрез цереброспиналната течност, която служи като междинна връзка между кръвта и нервната или глиалната клетка, която изпълнява хранителна функция (т.нар. път на цереброспиналната течност)
През капилярната стена.
При възрастен организъм основният път на движение на веществата в нервните клетки е хематогенен (през стените на капилярите); пътят на алкохола става спомагателен, допълнителен.
Морфологичният субстрат на ВВВ са анатомичните елементи, разположени между кръвта и нервни клетки(т.нар. междуендотелни контакти, обгръщащи клетката под формата на стегнат пръстен и предотвратяващи проникването на вещества от капилярите). Процесите на глиалните клетки (крайните крака на астроцитите), заобикалящи капиляра, стягат стената му, което намалява повърхността на филтриране на капиляра и предотвратява дифузията на макромолекулите. Според други идеи глиалните процеси са канали, способни селективно да извличат от кръвния поток вещества, необходими за подхранване на нервните клетки и връщане на техните метаболитни продукти в кръвта. Така наречената ензимна бариера е важна за функцията на BBB. В стените на микросъдовете на мозъка, заобикалящата строма на съединителната тъкан, както и в хороидния сплит, са открити ензими, които помагат за неутрализиране и унищожаване на вещества, идващи от кръвта. Разпределението на тези ензими е неравномерно в капилярите на различните мозъчни структури, тяхната активност се променя с възрастта и при патологични състояния.
