Neuroglijos skirstomos į makroglijas ir mikroglijas. Veikia makroglijos ląstelės – astrocitai, oligodendrocitai ir ependimocitai nervų sistema svarbias funkcijas.
Oligodendrocitai aplinkui suformuoti minkštus (mielino) apvalkalus nervinių skaidulų(59 pav.). Oligodendrocitai taip pat supa neuronus iš visų pusių ir aprūpina juos mityba bei sekrecija.
Astrocitai atlieka pagalbinę funkciją, užpildo erdvę tarp neuronų, taip pat pakeičia negyvas nervų ląsteles. Neuronas paprastai baigia daugelio kitų nervinių ląstelių aksonus, kurie visi yra atskirti vienas nuo kito astrocitais. Astrocitai labai dažnai baigiasi savo procesais kraujagyslėse, formuodami vadinamąsias kraujagyslines kojeles (60 pav.) ir dalyvaujant kraujo-smegenų barjero formavime. Astrocitai taip pat gali sunaikinti mikrobus ir kenksmingas medžiagas.
Ependimocitai– Tai epitelio ląstelės, išklojančios smegenų skilvelių ertmes. Vienas ependimocitų procesas pasiekia kraujagyslę. Manoma, kad ependimocitai yra tarpininkai tarp kraujagyslės ir smegenų skilvelių ertmės, užpildytos smegenų skysčiu.
Ląstelių šaltinis mikroglia tarnauja kaip smegenų dangalai, siena kraujagyslės Ir gyslainė smegenų skilveliai. Mikroglijos ląstelės gali judėti. Jie fiksuoja ir vėliau apdoroja mikrobus, pašalines medžiagas ir negyvus smegenų elementus, patekusius į kūną. Mikroglijų ląstelių sankaupos dažnai stebimos šalia pažeistų medulių sričių.
Neuroglijos ląstelės atlieka pagrindinį vaidmenį kuriant barjerą tarp kraujo ir smegenų, taip vadinamą kraujo-smegenų barjeras. Ne visos medžiagos, kurios patenka į kraują, gali prasiskverbti į smegenis. Jas sulaiko hematoencefalinis barjeras, kuris apsaugo smegenis nuo įvairių joms kenksmingų medžiagų, taip pat daugelio bakterijų patekimo iš kraujo. Astrocitai kartu su kitais struktūriniais dariniais dalyvauja atliekant barjerines funkcijas. Kraujagysliniai astrocitų stiebeliai supa kraujo kapiliarą iš visų pusių, glaudžiai jungiasi vienas su kitu.
Jei dėl kokių nors priežasčių kraujo ir smegenų barjeras yra pažeistas, mikrobai ar nereikalingos medžiagos gali prasiskverbti į smegenis ir pirmiausia į smegenų skystį. Cerebrospinalinis, arba cerebrospinalinis skystis, arba likeris- tai yra vidinė smegenų aplinka, palaikanti druskos sudėtį, dalyvaujanti smegenų ląstelių mityboje ir puvimo produktų pašalinime iš jų. Jis taip pat palaiko intrakranijinį spaudimą ir veikia kaip hidraulinė smegenų pagalvė, apsauganti nervų ląsteles nuo pažeidimų vaikštant, bėgant, šokinėjant ir atliekant kitus judesius.
Cerebrospinalinis skystis užpildo smegenų skilvelius, centrinį kanalą nugaros smegenys, tarpas tarp galvos ir nugaros smegenų membranų. Jis nuolat cirkuliuoja. Jo kraujotakos pažeidimas sukelia centrinės nervų sistemos sutrikimus. Smegenų skysčio kiekis suaugusiam žmogui yra 120–150 ml. Pagrindinė jo susidarymo vieta yra smegenų skilvelių choroidinis rezginys. Smegenų skystis atnaujinamas 3–7 kartus per dieną. Jame trūksta fermentų ir imuninių kūnų, nėra didelis skaičius limfocitai. Jame yra mažiau baltymų nei kraujyje, o mineralinių druskų yra maždaug tiek pat, kiek kraujyje.
Daugelis medžiagų, kurios yra kraujyje arba dirbtinai patenka į kraują, nepatenka į smegenų skystį ir atitinkamai į smegenų ląsteles. Hematoencefalinis barjeras daugeliui biologiškai praktiškai neįveikiamas veikliosios medžiagos kraujas: adrenalinas, acetilcholinas, serotoninas, gama-aminosviesto rūgštis, insulinas, tiroksinas ir kt. Jis taip pat prastai pralaidus daugeliui antibiotikų, pavyzdžiui, penicilinui, tetraciklinui, streptomicinui. Todėl kai kurie vaistai, pavyzdžiui, daugelis antibiotikų, turi būti švirkščiami tiesiai į smegenų skystį, kad būtų gydomi nugaros smegenų ar galvos smegenų neuronai, pradūriant nugaros smegenų membranas. Tuo pačiu metu tokios medžiagos kaip alkoholis, chloroformas, morfinas ir stabligės toksinas lengvai prasiskverbia pro kraujo ir smegenų barjerą į smegenų skystį ir greitai veikia smegenų neuronus.
Hematoencefalinio barjero pralaidumą reguliuoja centrinė nervų sistema. Dėl to smegenys tam tikru mastu gali reguliuoti savo funkcinę būseną. Be to, kai kuriose smegenų srityse kraujo ir smegenų barjeras yra silpnai išreikštas. Šiose srityse kapiliarai nėra visiškai apsupti astrocitų ir neuronai gali tiesiogiai susisiekti su kapiliarais. Hematoencefalinis barjeras yra silpnai išreikštas pagumburyje, kankorėžinėje liaukoje, neurohipofizėje, pailgųjų smegenų ir nugaros smegenų ribose. Didelis barjero pralaidumas šiose smegenų srityse leidžia centrinei nervų sistemai gauti informaciją apie kraujo sudėtį ir cerebrospinalinis skystis, taip pat užtikrinti, kad centrinėje nervų sistemoje išskiriami neurohormonai patektų į kraują.
5.6. Nervinių ląstelių membraniniai potencialai
Ne paslaptis, kad organizmas turi išlaikyti savo vidinės aplinkos, arba homeostazės, pastovumą, eikvodamas tam energiją, antraip niekuo nesiskirs nuo negyvosios gamtos. Taigi oda apsaugo mūsų kūną nuo išorinis pasaulis organų lygyje.
Tačiau pasirodo, kad svarbūs ir kiti barjerai, susidarantys tarp kraujo ir tam tikrų audinių. Jie vadinami histohematiniais. Šios kliūtys yra būtinos įvairių priežasčių. Kartais reikia mechaniškai apriboti kraujo patekimą į audinius. Tokių kliūčių pavyzdžiai:
- kraujo ir sąnarių barjeras - tarp kraujo ir sąnarių paviršių;
- kraujo-oftalmologinis barjeras – tarp kraujo ir akies obuolio šviesai laidžios terpės.
Kiekvienas iš savo patirties žino, kad pjaustant mėsą akivaizdu, kad sąnarių paviršius visada nekontaktuoja su krauju. Jei kraujas patenka į sąnario ertmę (hemartrozė), tai prisideda prie jos peraugimo arba ankilozės. Aišku, kodėl reikalingas kraujo-oftalmologinis barjeras: akies viduje yra skaidrios terpės, pvz. stiklakūnis. Jo užduotis – kuo mažiau sugerti praeinančios šviesos. Jei šio barjero nėra, kraujas prasiskverbs į stiklakūnį ir mes nematysime.
Kas yra BBB?
Vienas iš įdomiausių ir paslaptingiausių histohematinių barjerų yra kraujo ir smegenų barjeras arba barjeras tarp jų kapiliarinis kraujas ir centrinės nervų sistemos neuronai. Šiuolaikiškai kalbant, informacinė kalba, tarp kapiliarų ir smegenų materijos yra visiškai „apsaugotas ryšys“.
Hematoencefalinio barjero (santrumpa - BBB) reikšmė yra ta, kad neuronai tiesiogiai nesiliečia su kapiliarų tinklu, bet sąveikauja su tiekiančiais kapiliarais per „tarpininkus“. Šie tarpininkai yra astrocitai arba neuroglijos ląstelės.
Neuroglija – pagalbinis centrinės nervų sistemos audinys, atliekantis daug funkcijų, pavyzdžiui, palaiko, palaiko neuronus ir trofizuoja, maitina juos. IN tokiu atveju, astrocitai tiesiai iš kapiliaro paima viską, ko reikia neuronams, ir perduoda jiems. Tuo pačiu jie kontroliuoja, kad kenksmingos ir pašalinės medžiagos nepatektų į smegenis.
Taigi per kraujo-smegenų barjerą nepraeina ne tik įvairūs toksinai, bet ir daugelis vaistų, ir tai yra tyrimų objektas šiuolaikinė medicina, kadangi kiekvieną dieną daugėja vaistų, kurie registruojami smegenų ligoms gydyti, taip pat antibakteriniai ir antivirusiniai vaistai, visko daugėja.
Šiek tiek istorijos
Garsusis gydytojas ir mikrobiologas Paulas Erlichas tapo pasauline įžymybe dėka išradimo salvarsano, arba vaisto Nr.606, kuris tapo pirmuoju, nors ir toksišku, bet veiksmingas vaistas lėtiniam sifiliui gydyti. Šiame vaiste buvo arseno.
Tačiau Ehrlichas taip pat daug eksperimentavo su dažais. Jis buvo tikras, kad lygiai taip pat, kaip dažai tvirtai prilimpa prie audinio (indigo, violetinė, karmino), taip pat prilips prie patogeninio mikroorganizmo, kai tik tokia medžiaga bus rasta. Žinoma, jis turi būti ne tik tvirtai pritvirtintas prie mikrobinės ląstelės, bet ir būti mirtinas mikrobams. Be jokios abejonės, tai, kad jis vedė garsaus ir turtingo tekstilės gamintojo dukrą, „įpylė žibalo į ugnį“.
O Ehrlichas pradėjo eksperimentuoti su įvairiais ir labai nuodingais dažais: anilinu ir tripanu.
Išskrodęs laboratorinius gyvūnus jis įsitikino, kad dažai prasiskverbė į visus organus ir audinius, tačiau nepajėgia difunduoti (prasiskverbti) į smegenis, kurios liko blyškios.
Iš pradžių jo išvados buvo neteisingos: jis darė prielaidą, kad dažai tiesiog netepa smegenų, nes juose yra daug riebalų, o dažai atbaido.
Ir tada atradimai, buvę iki kraujo ir smegenų barjero atradimo, pasipylė tarsi iš gausybės rago, o pati idėja pamažu pradėjo formuotis mokslininkų galvose. Aukščiausia vertė atliko šiuos eksperimentus:
- jei dažai suleidžiami į veną, daugiausiai, ką jie gali nudažyti, yra smegenų skilvelių gyslainės gyslainės rezginiai. Tada jam „kelias uždarytas“;
- jei dažą įsprausite į smegenų skystį, atlikdami juosmens punkcija, tada smegenys buvo nudažytos. Tačiau dažai „nepateko“ iš smegenų skysčio, o likę audiniai liko bespalviai.
Po to buvo visiškai logiška manyti, kad smegenų skystis yra skystis, esantis „kitoje barjero pusėje“, kurio pagrindinė užduotis yra apsaugoti centrinę nervų sistemą.
Terminas BBB pirmą kartą pasirodė 1900 m., prieš šimtą šešiolika metų. Angliškai medicininė literatūra jis vadinamas „kraujo-smegenų barjeru“, o rusiškai pavadinimas įsitvirtino kaip „kraujo-smegenų barjeras“.
Vėliau šis reiškinys buvo pakankamai išsamiai ištirtas. Prieš Antrąjį pasaulinį karą pasirodė įrodymų, kad yra kraujo-smegenų ir kraujo-KSF barjeras, taip pat yra hematoneuralinis variantas, kuris yra ne centrinėje nervų sistemoje, o yra periferiniuose nervuose.
Užtvaros sandara ir funkcijos
Būtent nuo nepertraukiamas veikimas Mūsų gyvenimas priklauso nuo kraujo ir smegenų barjero. Juk mūsų smegenys sunaudoja penktadalį viso deguonies ir gliukozės kiekio, o tuo pačiu jų svoris sudaro ne 20% viso kūno svorio, o apie 2%, tai yra, suvartoja smegenys. maistinių medžiagų o deguonis 10 kartų didesnis už aritmetinį vidurkį.
Skirtingai nuo, pavyzdžiui, kepenų ląstelių, smegenys veikia tik „deguonimi“, o aerobinė glikolizė yra vienintelė galimas variantas visų be išimties neuronų egzistavimas. Jei neuronų tiekimas nutrūksta per 10-12 sekundžių, žmogus netenka sąmonės, o sustojus kraujotakai, būna būsenos. klinikinė mirtis, šansai visiškas atsigavimas smegenų funkcijos egzistuoja tik 5-6 minutes.
Šis laikas didėja stipriai atvėsus kūnui, bet su normali temperatūra Galutinė smegenų mirtis įvyksta po 8–10 minučių, todėl tik intensyvi BBB veikla leidžia mums būti „formos“.
Yra žinoma, kad daugelis neurologinės ligos vystosi tik dėl to, kad sutrinka kraujo ir smegenų barjero pralaidumas, jo didėjimo kryptimi.
Mes nesigilinsime į barjerą sudarančių struktūrų histologiją ir biochemiją. Pažymėkime tik tai, kad hematoencefalinio barjero struktūra apima specialią kapiliarų struktūrą. Yra žinomos šios savybės, dėl kurių atsiranda kliūtis:
- sandarios jungtys tarp endotelio ląstelių, dengiančių kapiliarus iš vidaus.
Kituose organuose ir audiniuose kapiliarų endotelis daromas „neatsargiai“, tarp ląstelių susidaro dideli tarpai, per kuriuos laisvai keičiasi audinių skystis su perivaskuline erdve. Ten, kur kapiliarai sudaro kraujo-smegenų barjerą, endotelio ląstelės išsidėsčiusios labai sandariai, o sandarumas nepažeidžiamas;
- energijos stotys - kapiliaruose esančios mitochondrijos viršija fiziologinį poreikį kitose vietose, nes kraujo-smegenų barjeras reikalauja daug energijos;
- endotelio ląstelių aukštis yra žymiai mažesnis nei kitos lokalizacijos kraujagyslėse, o transportavimo fermentų skaičius ląstelės citoplazmoje yra daug didesnis. Tai leidžia mums priskirti didelį vaidmenį transmembraniniam citoplazminiam transportui;
- kraujagyslių endotelyje jo gylyje yra tanki, skeletą formuojanti bazinė membrana, prie kurios išoriškai greta astrocitų procesai;
Be endotelio savybių, už kapiliarų ribų yra specialios pagalbinės ląstelės - pericitai. Kas yra pericitas? Tai ląstelė, galinti reguliuoti kapiliaro spindį iš išorės, o prireikus gali atlikti makrofago funkcijas, fiksuoti ir sunaikinti kenksmingas ląsteles.
Todėl prieš pasiekdami neuronus galime pastebėti dvi hematoencefalinio barjero gynybos linijas: Pirmasis yra sandarios endotelio ląstelių jungtys ir aktyvus transportas, o antrasis - pericitų makrofagų aktyvumas.
Be to, kraujo ir smegenų barjerą sudaro daug astrocitų, kurie sudaro didžiausią šio histohematinio barjero masę. Tai yra mažos ląstelės, supančios neuronus ir pagal savo vaidmenį gali atlikti „beveik viską“.
Jie nuolat keičiasi medžiagomis su endoteliu, kontroliuoja sandarių jungčių saugumą, pericitų veiklą ir kapiliarų spindį. Be to, smegenims reikia cholesterolio, tačiau jis negali prasiskverbti iš kraujo į smegenų skystį ar praeiti pro hematoencefalinį barjerą. Todėl astrocitai, be pagrindinių funkcijų, perima jo sintezę.
Beje, vienas iš patogenezės veiksnių išsėtinė sklerozė yra dendritų ir aksonų mielinizacijos pažeidimas. O mielino susidarymui reikalingas cholesterolis. Todėl nustatomas BBB disfunkcijos vaidmuo vystantis demielinizuojančioms ligoms Pastaruoju metu yra tiriamas.
Kur nėra kliūčių
Ar centrinėje nervų sistemoje yra vietų, kuriose nėra kraujo ir smegenų barjero? Atrodytų neįmanoma: tiek daug darbo buvo įdėta kuriant kelis apsaugos nuo išorės lygius kenksmingų medžiagų. Tačiau pasirodo, kad kai kuriose vietose BBB nesudaro vienos apsaugos „sienos“, o joje yra skylių. Jie reikalingi toms medžiagoms, kurias gamina smegenys ir kaip komandas siunčia į periferiją: tai yra hipofizės hormonai. Todėl yra laisvų sričių, tik hipofizės ir epifizės zonoje. Jie egzistuoja tam, kad leistų hormonams ir neurotransmiteriams laisvai patekti į kraują.
Yra dar viena zona, kurioje nėra BBB, kuri yra rombinės duobės srityje arba 4-ojo smegenų skilvelio apačioje. Ten yra vėmimo centras. Yra žinoma, kad vemti gali ne tik dėl mechaninio ryklės galinės sienelės dirginimo, bet ir esant į kraują patekusiems toksinams. Todėl būtent šioje srityje yra specialūs neuronai, kurie nuolat „stebi“ kraujo kokybę, ar nėra kenksmingų medžiagų.
Kai tik jų koncentracija pasiekia tam tikrą reikšmę, šie neuronai aktyvuojami, sukelia pykinimo jausmą, o vėliau vėmimą. Teisybės dėlei reikia pasakyti, kad vėmimas ne visada susijęs su kenksmingų medžiagų koncentracija. Kartais, žymiai padidėjus intrakranijinis spaudimas(sergant hidrocefalija, meningitu) vėmimo centras aktyvuojasi dėl tiesioginio perteklinio slėgio sindromo išsivystymo metu
Biologinės kliūtys- biologinių membranų rinkinys, atskiriantis audinius vienas nuo kito ir reguliuojantis biologiškai aktyvių medžiagų ir vaistinių medžiagų įsiskverbimą (pernešimą) ir jų pasiskirstymą organizme.
Membranos, kurios sudaro biologinius barjerus žmogaus kūne, yra 4 tipų. Kiekvienas membranos tipas reguliuoja medžiagų įsiskverbimą priklausomai nuo jų fizinių ir cheminės savybės.
Bendras pavadinimas tokių biologiniai barjerai – histohematiniai(hist-, histio-, histo-; graikų Histion - histos deminutyvas - audinys + haima, haimatos - kraujas; sinonimai: histiocitinis barjeras, vidinis barjeras,). Jie reguliuoja medžiagų apykaitos procesai ir užtikrinti audinių skysčio sudėties, fizinių ir cheminių savybių pastovumą, taip pat atitolinti pašalinių junginių ir tarpinių medžiagų apykaitos produktų perėjimą į jį iš kraujo, sukuriant tinkamą aplinką specifinėms ląstelių elementų funkcijoms atlikti. Histoheminis biologinis barjeras – lipidams pralaidi membrana, atskirianti palyginti nedidelį intravaskulinį sektorių (kraujo plazma – apie 3,5 litro žmogaus, išskyrus formos elementai kraujo) iš tarpląstelinio (intersticinio) skysčių sektoriaus (žmogui vidutiniškai apie 10,5 l), iš kurio viskas, ko reikia, tiekiama į ląsteles. Yra hematoencefalinių, hematohepatinių, hematolabirintinių, hematolienalinių, hematooftalminių, hematopulmoninių, hematorenalinių, hematotestikulinių, kepenų, placentos, hematolimfinių, hematosinovinių ir kitų biologinių barjerų.
Pagrindiniai histohematinio barjero struktūriniai elementai yra kraujo kapiliarų sienelės, turinčios savo endotelio ląstelių struktūrinius ypatumus, pagrindinės medžiagos (glikozaminoglikanų) struktūriniai ypatumai ir pamatinė kraujagyslių membrana; smegenyse yra perivaskulinės astroglijos kojos, kurios tęsiasi iki kapiliarų. Histohematinės biologinės kliūtys yra savaime reguliuojančios sistemos, sukurtos normaliai eigai medžiagų apykaitos procesai organuose ir audiniuose. Šios sistemos yra veikiamos humoralinio ir nervinio poveikio.
Biologinis kraujo ir smegenų barjeras
Biologinis kraujo ir smegenų barjeras(iš graikų kalbos - Haima - kraujas ir enkephalos - smegenys; sinonimas: smegenų barjeras) - histohematiniai barjerai tarp kraujo ir cerebrospinalinio skysčio. Jį sudaro sandarios jungtys tarp endotelio ląstelių ir kapiliarų sienelės, bazinės membranos, kuri supa kapiliarus, ir neuroglijos ląsteles, kurios tvirtai prilimpa prie kapiliarų. Ji turi dvi funkcijas – reguliuojančią ir apsauginę. Užtvaro funkcijos priklauso nuo meninginių membranų, smegenų gyslainės rezginių, mezoderminių struktūrų ir ultrastruktūrinių elementų pralaidumo membraninių mechanizmų pavidalu. Medžiagų perėjimas iš kraujo į smegenis vyksta dviem būdais: tiesiai į smegenis ir su smegenų skysčiu. Pravažiavimo greitis vaistinė medžiaga Per šį biologinį barjerą priklauso nuo jo tirpumo lipiduose. Lipofilinės medžiagos ( dietilo eteris, fluorotanas) lengvai prasiskverbia į smegenis, prastai tirpios medžiagos (tubokurarinas, ditilinas, metacinas ir kt.) beveik neprasiskverbia į smegenų audinį. Svetimų medžiagų įsiskverbimas į smegenis yra susijęs su pažeidimu apsauginė funkcija kraujo ir smegenų biologinis barjeras, kuris kai kuriais atvejais sukelia patologinių procesų vystymąsi.
Kraujo-kepenų biologinis barjeras
Kraujo-kepenų biologinis barjeras(iš graikų kalbos žodžio - Haima - kraujas + hepar - kepenys) lemia santykinį kepenų vidinės aplinkos savybių ir sudėties pastovumą ir atlieka dvi funkcijas - apsauginę ir reguliavimo. Pirmoji funkcija reguliuoja fiziologiškai aktyvių medžiagų patekimą į kepenis; antrasis – apsaugo nuo pašalinių medžiagų patekimo į kepenis.
Biologinis kraujo labirintinis barjeras
Biologinis kraujo labirintinis barjeras- specializuoti barjeriniai dariniai, kurių selektyvus pralaidumas yra esminis veiksnys normali funkcija garso ir vestibuliariniai analizatoriai.
Nustato tiek fiziologiškai aktyvių biogeninių, tiek kitų vaistinių medžiagų patekimą į labirintą.
Kraujo pažeidimo biologinis barjeras
Kraujo pažeidimo biologinis barjeras(iš graikų kalbos žodžio - Haima - kraujas + lien - blužnis) yra tarp blužnies kraujo ir audinių skysčio; atlieka reguliavimo ir apsaugines funkcijas.
Kraujo-oftalmologinis biologinis barjeras
Kraujo-oftalmologinis biologinis barjeras(iš graikų kalbos žodžio Haima – kraujas + oftalmos – akis) yra fiziologinis mechanizmas, kuris atlieka barjerinę funkciją dėl skaidrios akies terpės. Reguliuoja santykinį intraokulinio skysčio sudėties pastovumą, veikia ragenos, lęšiuko ir kitų akies audinių metabolizmą. Intraokulinio skysčio genezėje gyvybiškai svarbi rolė priklauso ciliarinio kūno epiteliui ir kapiliarų epiteliui. Jie yra pagrindinės anatominės kliūtys, per kurias vyksta mainai tarp akies skysčio ir kraujo.
Biologinis kraujo ir plaučių barjeras
Biologinis kraujo ir plaučių barjeras(iš graikų kalbos žodžio Haima – kraujas ir lot. – Pulmo – plaučiai) reguliuoja, saugo santykinį plaučių vidinės aplinkos sudėties ir savybių pastovumą, homeostazę. plaučių audinys. Kūnui svetimos medžiagos plaučiuose kaupiasi itin lėtai. Be to, elektroforezinio įkvėpimo metu kvėpavimo organuose dideliais kiekiais susikaupia antibiotikai. Tačiau tai taikoma specifiniams antibiotikams, naudojamiems plaučių ligoms gydyti.
Biologinis kraujo ir inkstų barjeras
Biologinis kraujo ir inkstų barjeras(iš graikų kalbos žodžio - Haima - kraujas ir Lotyniškas žodis Ren – inkstas) yra tarp kraujo ir kraujagyslių sistema inkstai atlieka apsaugines ir reguliavimo funkcijas, dalyvauja medžiagų apykaitos, energijos ir elektrolitų reguliavime.
Biologinis kraujo ir sėklidžių barjeras
Kraujo sėklidžių biologinis barjeras (iš graikų kalbos žodžio – Haima – kraujas ir lotyniškai – Sėklidė – sėklidė) yra biologinė membrana, skirianti kraują nuo sėklidės.
Biologinis kepenų barjeras
Biologinis kepenų barjeras - Dažnas vardas biocheminiai ir fiziologiniai procesai, atsirandantis kepenyse, skirtas detoksikacijai toksiškos medžiagos, kurie susidaro mainų rezultate arba atkeliauja iš išorės.
Biologinis placentos barjeras
Biologinis placentos barjeras- biologinė membrana, skirianti motinos kraują nuo embriono ir vaisiaus kraujo. Medžiagos ir vaistai, kurių molekulinė masė mažesnė nei 500 D, greitai prasiskverbia pro placentos barjerą; medžiagoms, kurių molekulinė masė didesnė nei 1000 D, placenta praktiškai nepralaidi. Taip pat dėl pralaidumo vaistai per placentos barjerą paveikiamas jų tirpumas lipiduose, gebėjimas jungtis su kraujo plazmos baltymais, jonizacijos laipsnis, placentos fermentų, galinčių šiuos vaistus biotransformuoti, aktyvumas (iki 32-35 nėštumo savaitės, placentos pralaidumas didėja ). Žinant vaistų pralaidumo savybes, galima skatinti jų aktyvumą arba užkirsti kelią jų vystymuisi. toksinis poveikis dėl vaisių
Hematoencefalinis barjeras yra tam tikras barjeras, neleidžiantis toksinėms medžiagoms, mikroorganizmams ir antibiotikams prasiskverbti iš kraujo į smegenų audinį.
Smegenų barjeras – tai filtras, per kurį iš arterijos į smegenis patenka naudingos medžiagos, o įvairios atliekos pašalinamos į veninę lovą. Kliūtis kelyje į smegenis yra mechanizmas, apsaugantis audinius nuo pašalinių elementų ir reguliuojantis tarpląstelinio skysčio sudėties nekintamumą.
Bendra informacija apie kraujo ir smegenų barjerą
Natūralus barjeras padeda apsaugoti smegenų audinius nuo visų rūšių svetimkūniai ir toksiškos atliekos, kurios prasiskverbė į kraują arba susidarė tiesiogiai organizme. Barjeras sulaiko komponentus, kurie gali pakenkti labai jautrioms smegenų ir nugaros smegenų ląstelėms.
BBB funkcija yra sukurti tam tikrą skydą, kuris skatina selektyvų pralaidumą.
Natūralus barjeras pakeliui į smegenų audinį leidžia kai kurioms medžiagoms prasiskverbti, o kitoms neprasiskverbia. Tiesa, šio barjero nepraeinamumas yra santykinis ir priklauso nuo žmogaus sveikatos, buvimo trukmės ir susikaupimo įvairių medžiagų jo kraujyje, iš visų rūšių išorinių priežasčių. Pats barjeras susideda iš įvairių anatominių komponentų. O jos ne tik saugo smegenis, bet ir stebi jų mitybą, užtikrina gyvybines funkcijas, šalina atliekas.
BBB yra mechanizmas, palengvinantis medžiagų, esančių kraujyje, patekimą naudingų komponentųį smegenų skystį ir nervinį audinį. Tai ne koks nors organų rinkinys, o funkcinė koncepcija. Dauguma naudingų medžiagųį smegenų audinį patenka ne alkoholio keliais, o per kapiliarus.
Fiziologija – kaip veikia BBB
Smegenų barjeras nėra atskiras kūno organas, o įvairių anatominių komponentų rinkinys. Šie komponentai veikia kaip barjerai ir turi kitų naudingų savybių. Smegenų kapiliarai yra pirmieji komponentai, įtraukti į šio savotiško barjero struktūrą.
Pagrindinė smegenų kapiliarų užduotis yra tiekti kraują tiesiai į žmogaus smegenis. Viskas patenka į smegenis per ląstelių sieneles būtina mityba, o medžiagų apykaitos produktai, priešingai, išsiskiria. Šis procesas vyksta nuolat. Tačiau ne visos kraujyje esančios medžiagos gali prasiskverbti į šias sienas.
Smegenų kapiliarai yra tam tikra pradinė gynybos linija. Vienoms medžiagoms jis yra praleidžiamas, bet kitoms – pusiau pralaidus arba visiškai nepralaidus. Kapiliarų sandara, tiksliau – vidinis jų sluoksnis, yra tokia, kad įvairūs komponentai iš kraujo į smegenų skystį juda tarp ląstelių esančiais plyšiais, taip pat per ploniausias šių ląstelių zonas.
Be to, kapiliarų sienelės neturi tokių porų kaip kitų organų ląstelės. Šie elementai tiesiog sukrauti vienas ant kito. Jungtys tarp jų yra užstojamos specialiomis plokštėmis. Tarpai tarp ląstelių yra per siauri. Skysčio judėjimas iš kapiliarų į nervinį audinį vyksta per jų sieneles.
Kapiliarinių ląstelių struktūra turi tam tikrų savybių. Ląstelės susideda iš mitochondrijų rinkinio, ir tai yra ženklas, kas jose vyksta energetiniai procesai. Kapiliarinėse ląstelėse yra per mažai vakuolių, ypač toje pusėje, esančioje greta kapiliaro spindžio. Tačiau pasienyje su nervine medžiaga jų skaičius yra daug didesnis. Ir tai rodo, kad kapiliaro pralaidumas kryptimi nuo kraujotakos sistemos iki smegenų audinio yra daug mažesnis nei priešinga kryptimi.
Svarbų vaidmenį įgyvendinant kapiliarų blokavimo užduotį atlieka labai stabili membrana su glikokalikso sluoksniu, esančiu po endotelio elementų danga. Ir komponentai, sudarantys šį sluoksnį, sukuria tam tikrą tinklą, kuris yra dar viena kliūtis skirtingų komponentų molekulėms. Smegenų kapiliaruose yra fermentų, kurie sumažina tam tikrų cheminių komponentų, patenkančių iš kraujo į žmogaus smegenų audinį, aktyvumą.
Tačiau vien kapiliarų nepakanka norint atlikti barjerinę užduotį. Antroji obstrukcijos linija yra tarp kapiliarų ir neuronų. Šioje vietoje gamta sukūrė astrocitų susipynimą su jų procesais ir kito apsauginio sluoksnio – neuroglijos – susidarymą.
Beveik visas paviršinis smegenų kapiliarų sluoksnis yra padengtas astrocitų siurbiamųjų pėdų dėka. Jie taip pat gali išplėsti kapiliaro spindį arba, atvirkščiai, jį sumažinti. Jų pagalba maitinami neuronai. Siurblio pėdos iš kraujo ištraukia neuronams reikalingus maistinius komponentus ir grąžina atliekas.
Tačiau natūralus barjeras susideda ne tik iš neuroglijos. Minkštos membranos, gaubiančios smegenis, taip pat jų šoninių skilvelių kraujagyslių pynimai, pasižymi obstrukcinėmis savybėmis. Kraujagyslių pynimų, tiksliau jų kapiliarų, pralaidumas yra daug didesnis nei smegenų kapiliarų. O tarpai tarp jų ląstelių daug platesni, tačiau jas uždaro labai stiprūs kontaktai. Čia yra trečiasis BBB etapas.
Smegenų barjeras ne tik apsaugo smegenis nuo pašalinių ir toksiškų komponentų, esančių kraujyje, bet ir stabilizuoja kompoziciją maistinė terpė, kuriame yra nervinių ląstelių.
Smegenys gauna komponentus, reikalingus gyvenimui, dėka ląstelių siurbiamųjų pėdų, taip pat per smegenų skystį. Smegenyse yra tarpląstelinių sričių. O smegenų mikrogriovelių apačioje yra mažyčiai praėjimai, kurie atsiveria į tarpląstelines sritis. Jų dėka maistinis skystis patenka į smegenis ir tarnauja kaip maistas neuronams.
Yra 2 būdai maitinti smegenis:
dėka smegenų skysčio;
per kapiliarų sieneles.
U sveikas žmogus Pagrindinis komponentų patekimo į nervinį audinį būdas yra hematogeninis, o skysčio kelias yra papildomas kelias. BBB nusprendžia, kurie komponentai patenka į smegenis, o kurie ne.
Barjerų pralaidumas
Smegenų barjeras ne tik sustabdo ir neleidžia tam tikroms kraujyje esančioms medžiagoms patekti į smegenis, bet ir tiekia medžiagas, reikalingas medžiagų apykaitai. nervinis audinys Komponentai. Hidrofobiniai komponentai, taip pat peptidai, juda į smegenų audinį ląstelės membranos kanalais, naudojant įvairius transporto sistemos arba difuzija.
Yra keli būdai judėti per BBB:
- Tarpląstelinis. Sistemos esmė: maistingas maistas patenka į smegenis per ląstelių sieneles.
- Ačiū kanalams. Ląstelės membranoje yra tarpų – akvaporų. Per juos patenka vanduo. Gliceroliui ląstelių membranų paviršiuje taip pat yra specialūs praėjimai - akvagliceroporinai.
- Difuzija. Komponentų judėjimas gali vykti per ląstelių membranas ir per tarpląstelinius kontaktus. Kuo medžiaga lipofiliškesnė ir mažiau pralaidi, tuo lengviau ji difunduoja per ląstelės membraną.
- Difuzija (supalengvinta). Daugelis smegenims naudingų komponentų (įvairios aminorūgštys) yra per dideli, kad galėtų praeiti ląstelės membrana. Jiems ląstelių paviršiuje yra specialūs transporteriai, taip pat baltymų molekulės.
- Aktyvūs transporteriai. Įvairių medžiagų perdavimas reikalauja ląstelių energijos sąnaudų ir yra vykdomas aktyvių transporterių dėka.
- Pūslelinė. Smegenims naudingi komponentai surišami, perkeliami į tarpląstelines sritis, išlaisvinami surišti elementai.
BBB yra daugelyje smegenų sričių. Tačiau jo nėra šešiose anatominėse dariniuose. 4-ojo skilvelio apačioje nėra kliūčių kankorėžinis kūnas, neurohipofizėje, pritvirtintoje smegenų plokštelėje, subforniniuose ir subkomisuraliniuose organuose.
Natūralaus barjero pralaidumą lemia žmogaus sveikatos būklė, taip pat hormonų kiekis kraujyje. Skausminga būklė padidina pralaidumą.
Užtvaros skydas pažeidžiamas sergant šiomis ligomis:
- bakterinė centrinės nervų sistemos infekcija;
- virusai;
- smegenų augliai;
- diabetas.
Taigi sveiko žmogaus smegenų skydas puikiai veikia ir tarnauja kaip kliūtis įvairiems komponentams patekti į smegenis. Tai atsitinka dėl smegenų kapiliarų. Jų ląstelės neturi porų. Be to, astroglija taip pat atlieka papildomo lipidų barjero vaidmenį. Poliariniai dariniai nelengvai praeina pro natūralias kliūtis. Tačiau lipofilinės molekulės į smegenis nukeliauja labai lengvai. Kliūtis įveikiama daugiausia difuzijos arba aktyvaus judėjimo būdu. Kūne yra smegenų sričių, kuriose barjeras neveikia ( galinė siena hipofizė, kankorėžinė liauka). Jei žmogus serga, tada pralaidumas tampa didesnis.
BBB naudojimas farmakologijoje
Smegenų barjeras yra selektyviai įveikiamas skirtingiems vaistai. Norint išgydyti smegenų ligas, vaistai turi prasiskverbti į smegenų audinį. Ir tai ne visada įmanoma. Tačiau per uždegiminės ligos smegenys, barjero pralaidumas šiek tiek padidėja, dėl to pro jas prasiskverbia vaistai, kurie, kada geros būklės nebūtų įveikęs šios kliūties.
Uždegiminių procesų metu svarbu įveikti blokavimo barjerą. Juk būtina pasiekti, kad vaistai prasiskverbtų į smegenis. Tačiau kai natūrali kliūtis įveikiama dirbtinai, į smegenis kartais persikelia ne tik vaistai, bet ir kenksmingi toksinai.
IN Medicininė praktika labiausiai efektyvus metodas smegenų gydymas yra vaisto įvedimas į smegenų skilvelius, kitaip tariant, apeinant barjerą.
Vaistų, kurie gerai neprasiskverbia pro smegenų barjerą, galima švirkšti po smegenų membranomis. Tokiu būdu gydomas meningitas, taip pat galvos smegenų uždegimas.
Vaistai kuriami atsižvelgiant į galimybes keliauti tarp šalių smegenų barjeras.
Sintetiniai analgetikai, kurių sudėtyje yra morfijaus, priešingai, reikalingi tik tam, kad atleistų žmogų nuo skausmo, bet nepraeitų BBB. Yra antibiotikų, kurie gydo uždegiminiai procesai, kurios puikiai praeina smegenų barjerą. Tai apima: Nifuratel, Macmiror, Bimaral, Metoclopramid. Vaistai gerai praeina barjerą: Motilium, Motilak. Ampicilinas ir cefazolinas geriausiai prasiskverbia pro smegenų barjerą. Riebaluose tirpių junginių gebėjimas prasiskverbti į BBB yra daug didesnis nei vandenyje tirpių medžiagų.
Pagal Sterno apibrėžimą, hematoencefalinis barjeras (BBB) yra fiziologinių mechanizmų ir atitinkamų anatominių struktūrų rinkinys centrinėje nervų sistemoje, dalyvaujantis reguliuojant smegenų skysčio (CSF) sudėtį. Šis apibrėžimas yra iš Pokrovskio ir Korotko knygos „Žmogaus fiziologija“.
Hematoencefalinis barjeras reguliuoja biologiškai aktyvių medžiagų, metabolitų, cheminių medžiagų, veikiančių jautrias smegenų struktūras, prasiskverbimą iš kraujo į smegenis, neleidžia į smegenis patekti pašalinėms medžiagoms, mikroorganizmams, toksinams.
Idėjose apie kraujo ir smegenų barjerą kaip pagrindinės nuostatos pabrėžiamos šios:
1) medžiagos prasiskverbia į smegenis daugiausia ne per alkoholinių gėrimų kelius, o per kraujotakos sistema kapiliarų lygyje – nervinė ląstelė;
2) hematoencefalinis barjeras iš esmės yra ne anatominis darinys, o funkcinė koncepcija, apibūdinanti tam tikrą fiziologinį mechanizmą. Kaip ir bet kuris organizme egzistuojantis fiziologinis mechanizmas, kraujo ir smegenų barjerą reguliuoja nervų ir humoralinės sistemos;
3) tarp veiksnių, kontroliuojančių hematoencefalinį barjerą, pirmaujanti yra nervų audinio aktyvumo ir metabolizmo lygis.
Pagrindinė kraujo ir smegenų barjero funkcija yra ląstelių sienelių pralaidumas. Reikalingas fiziologinio pralaidumo lygis, adekvatus funkcinei organizmo būklei, lemia fiziologiškai aktyvių medžiagų patekimo į smegenų nervines ląsteles dinamiką.
Hematoencefalinio barjero pralaidumas priklauso nuo funkcinė būklė organizmas, mediatorių, hormonų, jonų kiekis kraujyje. Padidėjus jų koncentracijai kraujyje, sumažėja šių medžiagų kraujo ir smegenų barjero pralaidumas.
Funkcinė hematoencefalinio barjero schema kartu su histohematiniu barjeru apima neurogliją ir smegenų skysčio erdvių sistemą. Histohematinis barjeras atlieka dvejopą funkciją: reguliuojančią ir apsauginę. Reguliavimo funkcija užtikrina santykinį organo tarpląstelinės aplinkos fizikinių ir fizikinių bei cheminių savybių, cheminės sudėties ir fiziologinio aktyvumo pastovumą, priklausomai nuo jo funkcinės būklės. Apsauginė histohematinio barjero funkcija yra apsaugoti organus nuo pašalinių ar toksinių endo- ir egzogeninio pobūdžio medžiagų patekimo.
Pagrindinis kraujo ir smegenų barjero komponentas, užtikrinantis jo funkcijas, yra smegenų kapiliaro sienelė. Yra du mechanizmai, leidžiantys medžiagai prasiskverbti į smegenų ląsteles:
Per smegenų skystį, kuris yra tarpinė grandis tarp kraujo ir nervinės ar glijos ląstelės, atliekančios mitybos funkciją (vadinamasis smegenų skysčio kelias)
Per kapiliarų sienelę.
Suaugusio žmogaus organizme pagrindinis medžiagų judėjimo į nervines ląsteles kelias yra hematogeninis (per kapiliarų sieneles); gėrimo kelias tampa pagalbiniu, papildomu.
Morfologinis BBB substratas yra anatominiai elementai, esantys tarp kraujo ir nervų ląstelės(vadinamieji interendoteliniai kontaktai, apgaubiantys ląstelę sandaraus žiedo pavidalu ir neleidžiantys medžiagoms prasiskverbti iš kapiliarų). Kapiliarą supančios glialinių ląstelių (astrocitų galinės pėdos) procesai sutraukia jo sienelę, todėl sumažėja kapiliaro filtracinis paviršius ir neleidžiama difuzijai makromolekulėms. Remiantis kitomis idėjomis, glialiniai procesai yra kanalai, galintys selektyviai išskirti iš kraujotakos medžiagas, reikalingas nervinėms ląstelėms maitinti ir grąžinti jų medžiagų apykaitos produktus į kraują. Vadinamasis fermentų barjeras yra svarbus BBB funkcijai. Smegenų mikrokraujagyslių sienelėse, aplinkinėje jungiamojo audinio stromoje, taip pat gyslainės rezginyje rasta fermentų, padedančių neutralizuoti ir sunaikinti iš kraujo ateinančias medžiagas. Šių fermentų pasiskirstymas skirtingų smegenų struktūrų kapiliaruose kinta su amžiumi ir patologinėmis sąlygomis.
