Neuroglia sa delia na makroglie a mikroglie. Vystupujú bunky makroglie - astrocyty, oligodendrocyty a ependymocyty nervový systém dôležité funkcie.
Oligodendrocyty okolo tvoria dužinaté (myelínové) obaly nervové vlákna(obr. 59). Oligodendrocyty tiež obklopujú neuróny zo všetkých strán a poskytujú im výživu a sekréciu.
Astrocyty vykonávajú podpornú funkciu, vypĺňajú priestor medzi neurónmi a nahrádzajú odumreté nervové bunky. Neurón zvyčajne ukončuje axóny mnohých iných nervových buniek, z ktorých všetky sú navzájom izolované astrocytmi. Astrocyty veľmi často končia svojimi výbežkami na cievach, tvoria takzvané cievne nohy (obr. 60) a podieľajú sa na tvorbe hematoencefalickej bariéry. Astrocyty sú tiež schopné ničiť mikróby a škodlivé látky.
Ependymocyty- Sú to epitelové bunky vystielajúce dutiny komôr mozgu. Jeden proces ependymocytu dosiahne krvnú cievu. Predpokladá sa, že ependymocyty sú sprostredkovateľmi medzi krvnou cievou a dutinou mozgových komôr naplnenou cerebrospinálnou tekutinou.
Zdroj buniek mikroglie slúžia ako mozgové blany, stena cievy A cievnatka mozgových komôr. Mikrogliálne bunky sú schopné pohybu. Zachytávajú a následne spracúvajú mikróby, cudzorodé látky a mŕtve mozgové elementy, ktoré sa dostali do tela. Zhluky mikrogliálnych buniek sa často pozorujú v blízkosti oblastí poškodenej drene.
Neurogliálne bunky hrajú hlavnú úlohu pri vytváraní bariéry medzi krvou a mozgom, tzv hematoencefalická bariéra. Nie všetky látky, ktoré vstupujú do krvi, môžu preniknúť do mozgu. Zadržiava ich hematoencefalická bariéra, ktorá chráni mozog pred vstupom rôznych preň škodlivých látok z krvi, ako aj mnohých baktérií. Astrocyty sa spolu s inými štrukturálnymi formáciami podieľajú na výkone bariérových funkcií. Cievne stonky astrocytov obklopujú krvnú kapiláru zo všetkých strán a navzájom sa tesne spájajú.
Ak sa z nejakého dôvodu preruší hematoencefalická bariéra, potom môžu mikróby alebo nepotrebné látky preniknúť do mozgu a predovšetkým do cerebrospinálnej tekutiny. cerebrospinálny, alebo cerebrospinálnej tekutiny, alebo likér- toto je vnútorné prostredie mozgu, udržiavanie jeho zloženia solí, podieľajúce sa na výžive mozgových buniek a odstraňovaní produktov rozpadu z nich. Udržuje tiež vnútrolebečný tlak a pôsobí ako hydraulický vankúš pre mozog, chráni nervové bunky pred poškodením pri chôdzi, behu, skákaní a iných pohyboch.
Cerebrospinálny mok vypĺňa komory mozgu, centrálny kanál miecha, priestor medzi membránami mozgu a miechy. Neustále cirkuluje. Porušenie jeho obehu vedie k poruchám centrálneho nervového systému. Množstvo cerebrospinálneho moku u dospelého človeka je 120–150 ml. Hlavným miestom jeho vzniku je choroidný plexus komôr mozgu. Cerebrospinálny mok sa obnovuje 3-7 krát denne. Chýbajú mu enzýmy a imunitné orgány, neobsahuje veľké množstvo lymfocytov. Obsahuje menej bielkovín ako krv a má približne rovnaký obsah minerálnych solí ako krv.
Mnohé látky, ktoré sú v krvi alebo umelo zavedené do krvi, nevstupujú do cerebrospinálnej tekutiny, a teda do mozgových buniek. Hematoencefalická bariéra je pre mnohých biologicky prakticky nepreniknuteľná účinných látok krv: adrenalín, acetylcholín, serotonín, kyselina gama-aminomaslová, inzulín, tyroxín atď. Je tiež zle priepustný pre mnohé antibiotiká, napríklad penicilín, tetracyklín, streptomycín. Preto sa niektoré lieky, ako napríklad mnohé antibiotiká, musia podávať injekčne priamo do cerebrospinálnej tekutiny na liečbu neurónov v mieche alebo mozgu prepichnutím membrán miechy. Zároveň látky ako alkohol, chloroform, morfín a tetanový toxín ľahko prenikajú hematoencefalickou bariérou do mozgovomiechového moku a rýchlo pôsobia na mozgové neuróny.
Priepustnosť hematoencefalickej bariéry je regulovaná centrálnym nervovým systémom. Mozog si vďaka tomu môže do určitej miery sám regulovať svoj funkčný stav. Okrem toho je v určitých oblastiach mozgu hematoencefalická bariéra slabo vyjadrená. V týchto oblastiach nie sú kapiláry úplne obklopené astrocytmi a neuróny môžu priamo kontaktovať kapiláry. Hematoencefalická bariéra je slabo vyjadrená v hypotalame, epifýze, neurohypofýze a na hranici medulla oblongata a miechy. Vysoká priepustnosť bariéry v týchto oblastiach mozgu umožňuje centrálnemu nervovému systému získavať informácie o zložení krvi a cerebrospinálnej tekutiny a tiež zabezpečiť, aby sa neurohormóny vylučované v centrálnom nervovom systéme dostali do krvi.
5.6. Membránové potenciály nervových buniek
Nie je žiadnym tajomstvom, že telo si musí udržiavať stálosť svojho vnútorného prostredia, čiže homeostázu a vynakladať na to energiu, inak sa nebude líšiť od neživej prírody. Pokožka teda chráni naše telo pred vonkajší svet na úrovni orgánov.
Ale ukazuje sa, že dôležité sú aj iné bariéry, ktoré sa tvoria medzi krvou a určitými tkanivami. Nazývajú sa histohematické. Tieto bariéry sú nevyhnutné rôzne dôvody. Niekedy je potrebné mechanicky obmedziť prenikanie krvi do tkanív. Príklady takýchto prekážok sú:
- krvno-artikulárna bariéra - medzi krvou a kĺbovými povrchmi;
- krvo-oftalmická bariéra - medzi krvou a svetlovodivými médiami očnej gule.
Každý z vlastnej skúsenosti vie, že pri krájaní mäsa je jasné, že povrch kĺbov je vždy zbavený kontaktu s krvou. Ak krv prúdi do kĺbovej dutiny (hemartróza), prispieva to k jej prerastaniu, čiže ankylóze. Je jasné, prečo je potrebná hemato-oftalmologická bariéra: vo vnútri oka sú priehľadné médiá, napr. sklovca. Jeho úlohou je čo najmenej pohlcovať prechádzajúce svetlo. Ak táto bariéra neexistuje, krv prenikne do sklovca a my budeme zbavení schopnosti vidieť.
čo je BBB?
Jednou z najzaujímavejších a najzáhadnejších histohematických bariér je hematoencefalická bariéra alebo bariéra medzi nimi kapilárnej krvi a neuróny centrálneho nervového systému. Moderne povedané, informačný jazyk existuje úplne „chránené spojenie“ medzi kapilárami a substanciou mozgu.
Význam hematoencefalickej bariéry (skratka - BBB) je v tom, že neuróny neprichádzajú do priameho kontaktu s kapilárnou sieťou, ale interagujú s dodávajúcimi kapilárami prostredníctvom „sprostredkovateľov“. Týmito mediátormi sú astrocyty alebo neurogliálne bunky.
Neuroglia je pomocné tkanivo centrálneho nervového systému, ktoré vykonáva mnoho funkcií, ako je podpora, podpora neurónov a trofická, vyživujúca ich. IN v tomto prípade, astrocyty priamo odoberajú z kapiláry všetko, čo neuróny potrebujú a prenášajú to do nich. Zároveň kontrolujú, aby sa do mozgu nedostali škodlivé a cudzorodé látky.
Cez hematoencefalickú bariéru teda neprechádzajú nielen rôzne toxíny, ale aj mnohé lieky, a to je predmetom výskumu moderná medicína, keďže každý deň počet liekov, ktoré sú registrované na liečbu ochorení mozgu, ako aj antibakteriálne a antivírusové lieky, všetko sa zvyšuje.
Trochu histórie
Slávny lekár a mikrobiológ Paul Ehrlich sa stal svetovou osobnosťou vďaka vynálezu salvarsanu, čiže lieku č.606, ktorý sa stal prvým, síce toxickým, ale účinný liek na liečbu chronického syfilisu. Tento liek obsahoval arzén.
Ehrlich ale veľa experimentoval aj s farbivami. Bol si istý, že tak ako sa farbivo pevne prilepí na látku (indigo, fialová, karmínová), prilepí sa aj na patogénny mikroorganizmus, len čo sa takáto látka nájde. Samozrejme, musí byť nielen pevne pripevnený k mikrobiálnej bunke, ale musí byť aj smrteľný pre mikróby. Skutočnosť, že sa oženil s dcérou slávneho a bohatého textilného výrobcu, nepochybne „priliala olej do ohňa“.
A Ehrlich začal experimentovať s rôznymi a veľmi jedovatými farbivami: anilínom a trypánom.
Preparovaním laboratórnych zvierat sa presvedčil, že farbivo preniklo do všetkých orgánov a tkanív, no nedokázalo difundovať (preniknúť) do mozgu, ktorý zostal bledý.
Spočiatku boli jeho závery nesprávne: predpokladal, že farbivo jednoducho nezafarbí mozog, pretože obsahuje veľa tuku, a farbivo odpudzuje.
A potom objavy predchádzajúce objaveniu hematoencefalickej bariéry pršali ako z rohu hojnosti a v hlavách vedcov sa postupne začala formovať samotná myšlienka. Najvyššia hodnota hrali nasledujúce experimenty:
- ak sa farbivo vstrekne intravenózne, maximum, ktoré môže zafarbiť, sú choroidálne cievnatky komôr mozgu. Potom je pre neho „cesta uzavretá“;
- ak farbivo nasilu do mozgovomiechového moku výkonom lumbálna punkcia, potom bol mozog zafarbený. Farbivo sa však z cerebrospinálnej tekutiny nedostalo „von“ a zvyšné tkanivá zostali bezfarebné.
Potom bolo úplne logické predpokladať, že cerebrospinálna tekutina je kvapalina, ktorá sa nachádza „na druhej strane“ bariéry, ktorej hlavnou úlohou je chrániť centrálny nervový systém.
Termín BBB sa prvýkrát objavil v roku 1900, teda pred sto šestnástimi rokmi. V angličtine lekárska literatúra nazýva sa to „krvno-mozgová bariéra“ av ruštine sa tento názov udomácnil vo forme „krvno-mozgovej bariéry“.
Následne bol tento jav dostatočne podrobne študovaný. Pred druhou svetovou vojnou sa objavili dôkazy, že existuje hematoencefalická a hematoencefalická bariéra a existuje aj hematoneurálny variant, ktorý sa nenachádza v centrálnom nervovom systéme, ale nachádza sa v periférnych nervoch.
Štruktúra a funkcie bariéry
Presne od neprerušovaná prevádzka Náš život závisí od hematoencefalickej bariéry. Náš mozog totiž spotrebuje pätinu celkového množstva kyslíka a glukózy a zároveň jeho hmotnosť nie je 20 % z celkovej telesnej hmotnosti, ale asi 2 %, teda spotreba mozgom. živiny a kyslík je 10-krát vyšší ako aritmetický priemer.
Na rozdiel napríklad od pečeňových buniek funguje mozog iba „na kyslík“ a aeróbna glykolýza je jediná možný variant existenciu všetkých neurónov bez výnimky. Ak sa dodávka neurónov zastaví do 10-12 sekúnd, človek stratí vedomie a po zastavení krvného obehu je v stave klinická smrť, šance na úplné zotavenie mozgové funkcie existujú len 5-6 minút.
Tento čas sa zvyšuje so silným ochladzovaním tela, ale s normálna teplota tela, konečná smrť mozgu nastáva po 8-10 minútach, takže iba intenzívna aktivita BBB nám umožňuje byť „vo forme“.
Je známe, že mnohí neurologické ochorenia vyvíjať len vďaka tomu, že je narušená priepustnosť hematoencefalickej bariéry, v smere jej zvyšovania.
Nebudeme sa podrobne zaoberať histológiou a biochémiou štruktúr, ktoré tvoria bariéru. Poznamenajme len, že štruktúra hematoencefalickej bariéry zahŕňa špeciálnu štruktúru kapilár. Sú známe nasledujúce znaky, ktoré vedú k vzniku bariéry:
- tesné spojenia medzi endotelovými bunkami lemujúcimi kapiláry zvnútra.
V iných orgánoch a tkanivách je kapilárny endotel vytvorený „neopatrne“ a medzi bunkami sú veľké medzery, cez ktoré dochádza k voľnej výmene tkanivového moku s perivaskulárnym priestorom. Tam, kde kapiláry tvoria hematoencefalickú bariéru, sú endotelové bunky umiestnené veľmi tesne a tesnosť nie je porušená;
- energetické stanice - mitochondrie v kapilárach prevyšujú fyziologickú potrebu pre tie na iných miestach, pretože hematoencefalická bariéra vyžaduje veľké množstvo energie;
- výška endotelových buniek je výrazne nižšia ako v cievach iných lokalizácií a počet transportných enzýmov v bunkovej cytoplazme je oveľa vyšší. To nám umožňuje priradiť veľkú úlohu transmembránovému cytoplazmatickému transportu;
- cievny endotel vo svojej hĺbke obsahuje hustú, kostru tvoriacu bazálnu membránu, ku ktorej zvonka priliehajú procesy astrocytov;
Okrem vlastností endotelu sa mimo kapilár nachádzajú špeciálne pomocné bunky - pericyty. Čo je pericyt? Je to bunka, ktorá môže zvonku regulovať lúmen kapiláry a v prípade potreby môže mať funkcie makrofágov na zachytávanie a ničenie škodlivých buniek.
Preto pred dosiahnutím neurónov môžeme zaznamenať dve obranné línie hematoencefalickej bariéry: Prvým sú tesné spojenia endotelových buniek a aktívny transport a druhým je makrofágová aktivita pericytov.
Okrem toho hematoencefalická bariéra obsahuje veľké množstvo astrocytov, ktoré tvoria najväčšiu masu tejto histohematickej bariéry. Sú to malé bunky, ktoré obklopujú neuróny a podľa definície ich úlohy môžu robiť „takmer všetko“.
Neustále si vymieňajú látky s endotelom, kontrolujú bezpečnosť tesných spojení, činnosť pericytov a lúmen kapilár. Okrem toho mozog potrebuje cholesterol, no ten nedokáže preniknúť z krvi do mozgovomiechového moku ani prejsť cez hematoencefalickú bariéru. Preto astrocyty preberajú okrem hlavných funkcií aj jeho syntézu.
Mimochodom, jeden z faktorov patogenézy roztrúsená skleróza je porušením myelinizácie dendritov a axónov. A na tvorbu myelínu je potrebný cholesterol. Preto je stanovená úloha dysfunkcie BBB pri rozvoji demyelinizačných ochorení a v V poslednej dobe sa študuje.
Kde nie sú bariéry
Existujú miesta v centrálnom nervovom systéme, kde neexistuje hematoencefalická bariéra? Zdalo by sa to nemožné: vynaložilo sa toľko úsilia na vytvorenie niekoľkých úrovní vonkajšej ochrany škodlivé látky. Ukazuje sa však, že na niektorých miestach BBB netvorí jedinú „stenu“ ochrany, ale sú v nej diery. Sú potrebné pre tie látky, ktoré produkuje mozog a posielajú sa na perifériu ako príkazy: ide o hormóny hypofýzy. Preto sú voľné plochy, práve v zóne hypofýzy a epifýzy. Existujú preto, aby umožnili hormónom a neurotransmiterom voľne prechádzať do krvi.
Existuje ďalšia zóna bez BBB, ktorá sa nachádza v oblasti kosoštvorcovej jamky alebo spodnej časti 4. komory mozgu. Nachádza sa tam zvracacie centrum. Je známe, že zvracanie môže nastať nielen v dôsledku mechanického podráždenia zadnej steny hltana, ale aj v prítomnosti toxínov, ktoré sa dostali do krvi. Preto sa práve v tejto oblasti nachádzajú špeciálne neuróny, ktoré neustále „monitorujú“ kvalitu krvi na prítomnosť škodlivých látok.
Akonáhle ich koncentrácia dosiahne určitú hodnotu, tieto neuróny sa aktivujú, čo spôsobí pocit nevoľnosti a následne zvracanie. Aby sme boli spravodliví, treba povedať, že zvracanie nie je vždy spojené s koncentráciou škodlivých látok. Niekedy s výrazným nárastom intrakraniálny tlak(s hydrocefalom, meningitídou) sa aktivuje centrum zvracania v dôsledku priameho nadmerného tlaku počas vývoja syndrómu
Biologické bariéry- súbor biologických membrán, ktoré od seba oddeľujú tkanivá a regulujú prienik (prenos) biologicky aktívnych látok a liečivých látok a ich distribúciu v organizme.
Membrány, ktoré tvoria biologické bariéry v ľudskom tele, sú zastúpené 4 typmi. Každý typ membrány reguluje prienik látok v závislosti od ich fyzikálnych a chemické vlastnosti.
Všeobecný názov takých biologické bariéry – histohematické(hist-, histio-, histo-; grécky Histion - zdrobnenina od histos - tkanivo + haima, haimatos - krv; synonymá: histiocytová bariéra, vnútorná bariéra,). Regulujú metabolické procesy a zabezpečiť stálosť zloženia, fyzikálnych a chemických vlastností tkanivového moku a tiež oddialiť prechod cudzorodých zlúčenín a medziproduktov látkovej výmeny z krvi naň, čím sa vytvorí primerané prostredie na vykonávanie špecifických funkcií bunkových prvkov. Histohematická biologická bariéra je membrána priepustná pre lipidy, ktorá oddeľuje relatívne malý intravaskulárny sektor (krvná plazma - približne 3,5 litra u ľudí, okrem tvarované prvky krv) z medzibunkového (intersticiálneho) sektora tekutiny (v priemere približne 10,5 l u človeka), z ktorej sa do buniek dodáva všetko potrebné. Existujú hematoencefalické, hematohepatické, hematolabyrintové, hematolienálne, hematooftalmické, hematopulmonálne, hematorenálne, hematotestikulárne, pečeňové, placentárne, hematolymfatické, hematosynoviálne a iné biologické bariéry.
Hlavnými štrukturálnymi prvkami histohematickej bariéry sú steny krvných kapilár, ktoré majú štrukturálne znaky svojich endotelových buniek, štrukturálne znaky hlavnej látky (glykozaminoglykány) a bazálnu membránu krvných ciev; v mozgu sú perivaskulárne astrogliálne nohy, ktoré siahajú až ku kapiláram. Histohematické biologické bariéry sú samoregulačné systémy určené pre normálny priebeh metabolické procesy v orgánoch a tkanivách. Tieto systémy podliehajú humorálnym a nervovým vplyvom.
Biologická bariéra krv-mozog
Biologická bariéra krv-mozog(z gréčtiny - Haima - krv a enkephalos - mozog; synonymum: mozgová bariéra) - histohematické bariéry medzi krvou a cerebrospinálnou tekutinou. Je tvorený štruktúrou tesných spojení medzi endotelovými bunkami a stenou kapilár, bazálnou membránou, ktorá obklopuje kapiláry, a neurogliálnymi bunkami, ktoré pevne priľnú ku kapiláram. Má dvojakú funkciu – regulačnú a ochrannú. Funkcie bariéry závisia od priepustnosti meningeálnych membrán, choroidných plexusov mozgu, mezodermálnych štruktúr a ultraštrukturálnych prvkov vo forme membránových mechanizmov. K prechodu látok z krvi do mozgu dochádza dvoma spôsobmi: priamo do mozgu a s cerebrospinálnou tekutinou. Rýchlosť prejazdu liečivá látka cez túto biologickú bariéru závisí od jej rozpustnosti v lipidoch. Lipofilné látky ( dietyléter, fluorotan) ľahko prenikajú do mozgu, zle rozpustné látky (tubokurarín, ditilín, metacín a pod.) takmer neprenikajú do mozgového tkaniva. Prenikanie cudzích látok do mozgu je spojené s porušením ochranná funkcia krvno-mozgová biologická bariéra, čo v niektorých prípadoch vedie k rozvoju patologických procesov.
Krvo-hepatálna biologická bariéra
Krvo-hepatálna biologická bariéra(z gréckeho slova - Haima - krv + hepar - pečeň) určuje relatívnu stálosť vlastností a zloženia vnútorného prostredia pečene a má dve funkcie - ochrannú a regulačnú. Prvá funkcia reguluje prenikanie fyziologicky aktívnych látok do pečene; druhá - chráni pred prenikaním cudzích látok do pečene.
Biologická bariéra krvného labyrintu
Biologická bariéra krvného labyrintu- špecializované bariérové útvary, ktorých selektívna priepustnosť je podstatným faktorom normálna funkcia zvukové a vestibulárne analyzátory.
Určuje prienik fyziologicky aktívnych biogénnych a iných liečivých látok do labyrintu.
Biologická bariéra krvných lézií
Biologická bariéra krvných lézií(z gréckeho slova - Haima - krv + lien - slezina) sa nachádza medzi krvou a tkanivovým mokom sleziny; má regulačnú a ochrannú funkciu.
Krvo-oftalmologická biologická bariéra
Krvo-oftalmologická biologická bariéra(z gréckeho slova Haima – krv + oftalmos – oko) je fyziologický mechanizmus, ktorý plní bariérovú funkciu týkajúcu sa priehľadného média oka. Reguluje relatívnu stálosť zloženia vnútroočnej tekutiny, ovplyvňuje metabolizmus rohovky, šošovky a iných očných tkanív. V genéze vnútroočnej tekutiny Dôležitá rola patrí do epitelu riasnatého telieska a epitelu kapilár. Sú to hlavné anatomické bariéry, cez ktoré dochádza k výmene medzi vnútroočnou tekutinou a krvou.
Krvno-pľúcna biologická bariéra
Krvno-pľúcna biologická bariéra(z gréckeho slova Haima - krv a lat. - Pulmo - pľúca) reguluje, chráni relatívnu stálosť zloženia a vlastností vnútorného prostredia pľúc, homeostázu pľúcne tkanivo. Látky cudzie telu sa hromadia v pľúcach extrémne pomaly. Spolu s tým sa antibiotiká hromadia vo významných množstvách v dýchacích orgánoch počas elektroforetickej inhalácie. Ale to platí pre špecifické antibiotiká používané pri liečbe pľúcnych ochorení.
Krv-renálna biologická bariéra
Krv-renálna biologická bariéra(z gréckeho slova - Haima - krv a latinské slovo Ren - oblička) sa nachádza medzi krvou a cievny systém obličky majú ochranné a regulačné funkcie, podieľajú sa na regulácii metabolizmu, energie a elektrolytov.
Biologická bariéra krvných semenníkov
Krvno-semenníková biologická bariéra (z gréckeho slova - Haima - krv a latinčiny - Testis - semenník) je biologická membrána, ktorá oddeľuje krv od semenníka.
Biologická bariéra pečene
Biologická bariéra pečene - spoločný názov biochemické a fyziologické procesy, vyskytujúce sa v pečeni, zamerané na detoxikáciu toxické látky, ktoré vznikajú v dôsledku výmeny alebo pochádzajú zvonku.
Placentárna biologická bariéra
Placentárna biologická bariéra- biologická membrána, ktorá oddeľuje krv matky od krvi embrya a plodu. Látky a liečivá s molekulovou hmotnosťou menšou ako 500 D rýchlo prechádzajú cez placentárnu bariéru; pre látky s molekulovou hmotnosťou vyššou ako 1000 D je placenta prakticky nepriepustná. Aj na priepustnosti lieky cez placentárnu bariéru je ovplyvnená ich rozpustnosť v lipidoch, schopnosť viazať sa na bielkoviny krvnej plazmy, stupeň ionizácie a aktivita placentárnych enzýmov schopných biotransformovať tieto liečivá (do 32.-35. týždňa tehotenstva sa zvyšuje permeabilita placenty ). Poznaním permeabilných vlastností liečiv je možné podporiť ich aktivitu alebo zabrániť ich rozvoju. toxické účinky pre ovocie
Hematoencefalická bariéra je druh bariéry, ktorá zabraňuje prenikaniu toxických látok, mikroorganizmov a antibiotík z krvi do mozgového tkaniva.
Mozgová bariéra je filter, cez ktorý sa z tepny dostávajú do mozgu užitočné látky a do žilového lôžka sa odvádzajú rôzne odpadové látky. Bariéra na ceste do mozgu je mechanizmus, ktorý chráni tkanivá pred cudzími prvkami a reguluje nemennosť zloženia medzibunkovej tekutiny.
Všeobecné informácie o hematoencefalickej bariére
Prirodzená bariéra pomáha chrániť mozgové tkanivo pred všetkými druhmi cudzie telesá a toxické odpady, ktoré prenikli do krvi alebo sa vytvorili priamo v tele. Bariéra zachytáva zložky, ktoré môžu poškodiť veľmi citlivé bunky v mozgu a mieche.
Funkciou BBB je vytvoriť druh štítu, ktorý podporuje selektívnu priepustnosť.
Prirodzená bariéra na ceste k mozgovému tkanivu umožňuje niektorým látkam prejsť a pre iné je nepreniknuteľná. Je pravda, že nepreniknuteľnosť tejto bariéry je relatívna a závisí od zdravia človeka, dĺžky pobytu a koncentrácie rôzne látky v jeho krvi, z každého druhu vonkajšie dôvody. Samotná bariéra pozostáva z rôznych anatomických komponentov. A tie nielen chránia mozog, ale sledujú aj jeho výživu, zabezpečujú životné funkcie, odstraňujú odpadové látky.
BBB je mechanizmus, ktorý uľahčuje vstup látok prítomných v krvi užitočné komponenty do cerebrospinálnej tekutiny a nervového tkaniva. Nie je to nejaká zbierka orgánov, ale funkčný koncept. Väčšina užitočné látky vstupuje do mozgového tkaniva nie cez likérové cesty, ale cez kapiláry.
Fyziológia - ako funguje BBB
Mozgová bariéra nie je samostatný orgán tela, ale súbor rôznych anatomických komponentov. Tieto komponenty fungujú ako bariéry a majú iné prospešné vlastnosti. Mozgové kapiláry sú prvé zložky zahrnuté v štruktúre tejto zvláštnej bariéry.
Hlavnou úlohou cerebrálnych kapilár je dodávať krv priamo do ľudského mozgu. Cez bunkové steny sa všetko dostáva do mozgu potrebná výživa a metabolické produkty sa naopak vylučujú. Tento proces prebieha nepretržite. Ale nie všetky látky v krvi môžu preniknúť cez tieto steny.
Mozgové kapiláry sú akousi počiatočnou líniou obrany. Pre niektoré látky je priechodná, no pre iné je polopriepustná alebo úplne nepriepustná. Štruktúra kapilár, presnejšie povedané, ich vnútorná vrstva je taká, že cez trhliny medzi bunkami, ako aj cez najtenšie zóny týchto buniek, sa rôzne zložky pohybujú z krvi do mozgovomiechového moku.
Okrem toho steny kapilár nemajú také póry ako bunky iných orgánov. Tieto prvky sú jednoducho poukladané na seba. Spoje medzi nimi sú zakryté špeciálnymi platňami. Medzery medzi bunkami sú príliš úzke. Pohyb tekutiny z kapilár do nervového tkaniva nastáva cez ich steny.
Štruktúra kapilárnych buniek má niektoré vlastnosti. Bunky pozostávajú zo sady mitochondrií a to je znak toho, čo sa v nich deje energetické procesy. V kapilárnych bunkách je príliš málo vakuol, najmä na strane susediacej s kapilárnym lúmenom. Ale na hranici s nervovou hmotou je ich počet oveľa vyšší. A to naznačuje, že priepustnosť kapiláry v smere z obehového systému do mozgového tkaniva je oveľa nižšia ako v opačnom smere.
Dôležitú úlohu pri realizácii blokujúcej úlohy kapilár zohráva veľmi stabilná membrána s vrstvou glykokalyx umiestnenou pod krytom endotelových elementov. A zložky tvoriace túto vrstvu vytvárajú akúsi sieť, ktorá je ďalšou bariérou pre molekuly rôznych zložiek. Mozgové kapiláry obsahujú enzýmy, ktoré znižujú aktivitu určitých chemických zložiek, ktoré sa presúvajú z krvi do ľudského mozgového tkaniva.
Samotné kapiláry však na vykonanie bariérovej úlohy nestačia. Druhá línia obštrukcie sa nachádza medzi kapilárami a neurónmi. Na tomto mieste príroda vytvorila prelínanie astrocytov s ich procesmi a vznik ďalšej ochrannej vrstvy – neuroglie.
Takmer celá povrchová vrstva mozgových kapilár je pokrytá vďaka prísavným nohám astrocytov. Môžu tiež rozširovať lúmen kapiláry, alebo naopak zmenšovať. S ich pomocou sa vyživujú neuróny. Prísavné nohy vyťahujú z krvi nutričné zložky potrebné pre neuróny a vracajú odpadové produkty.
Ale prirodzená bariéra pozostáva nielen z neuroglie. Mäkké membrány, ktoré obklopujú mozog, ako aj cievne výplety jeho bočných komôr, sa vyznačujú obštrukčnými vlastnosťami. Priepustnosť cievnych väzieb, alebo skôr ich kapilár, je oveľa vyššia ako u mozgových kapilár. A medzery medzi ich bunkami sú oveľa širšie, ale sú uzavreté veľmi silnými kontaktmi. Tu sa nachádza tretí stupeň BBB.
Mozgová bariéra nielen chráni mozog pred cudzími a toxickými zložkami prítomnými v krvi, ale tiež stabilizuje zloženie živné médium, ktorý obsahuje nervové bunky.
Mozog dostáva komponenty, ktoré potrebuje pre život, vďaka prísavným nohám buniek, ako aj prostredníctvom cerebrospinálnej tekutiny. Mozog obsahuje extracelulárne oblasti. A na dne mikrodrážok mozgu sú malé priechody, ktoré sa otvárajú do medzibunkových oblastí. Vďaka nim prúdi živná tekutina do mozgu a slúži ako potrava pre neuróny.
Existujú 2 spôsoby, ako nakŕmiť mozog:
vďaka cerebrospinálnej tekutine;
cez steny kapilár.
U zdravý človek Hlavná cesta vstupu zložiek do nervového tkaniva je hematogénna a cesta likéru je ďalšou cestou. BBB rozhoduje o tom, ktoré zložky sa presunú do mozgu a ktoré nie.
Priepustnosť bariéry
Mozgová bariéra nielen zastavuje a zabraňuje určitým látkam prítomným v krvi dostať sa do mozgu, ale tiež dodáva látky potrebné pre metabolizmus nervové tkanivo Komponenty. Hydrofóbne zložky, ako aj peptidy, sa pohybujú do mozgového tkaniva cez kanály bunkovej membrány pomocou rôznych dopravných systémov alebo difúzie.
Existujú tieto spôsoby pohybu cez BBB:
- Medzibunkový. Podstata systému: výživné potraviny sa presúvajú do mozgu cez bunkové steny.
- Vďaka kanálom. V bunkovej membráne sú medzery - aquapory. Cez ne vstupuje voda. Pre glycerol existujú aj špeciálne pasáže na povrchu bunkových membrán – aquaglyceroporíny.
- Difúzia. Pohyb komponentov môže prebiehať cez bunkové membrány a cez medzibunkové kontakty. Čím je látka lipofilnejšia a menej priepustná, tým ľahšie difunduje cez bunkovú membránu.
- Difúzia (uľahčená). Mnohé zložky prospešné pre mozog (rôzne aminokyseliny) sú príliš veľké na to, aby nimi prešli bunková membrána. Pre nich existujú na povrchu buniek špeciálne transportéry, ako aj molekuly bielkovín.
- Aktívne transportéry. Prenos rôznych látok si vyžaduje vynaloženie bunkovej energie a uskutočňuje sa vďaka aktívnym transportérom.
- Vezikulárne. Zložky prospešné pre mozog sa viažu, presúvajú do extracelulárnych oblastí a uvoľňujú sa naviazané prvky.
BBB je prítomný v mnohých oblastiach mozgu. Ale nie je prítomný v šiestich anatomických formáciách. Na dne 4. komory nie je žiadna bariéra, v šišinkové telo, v neurohypofýze, v pripojenej platničke mozgu, v subfornálnych a subkomisurálnych orgánoch.
Priepustnosť prirodzenej bariéry je daná zdravotným stavom človeka, ako aj obsahom hormónov v krvi. Bolestivý stav vedie k zvýšenej priepustnosti.
K poškodeniu bariérového štítu dochádza pri nasledujúcich chorobách:
- bakteriálna infekcia centrálneho nervového systému;
- vírusy;
- mozgové nádory;
- cukrovka.
U zdravého človeka teda mozgový štít funguje perfektne a slúži ako bariéra pri prechode rôznych zložiek do mozgu. To sa deje vďaka kapiláram mozgu. Ich bunky nemajú póry. Okrem toho hrá astroglia aj úlohu dodatočnej lipidovej bariéry. Polárne útvary neprechádzajú cez prirodzené bariéry. Ale lipofilné molekuly putujú do mozgu veľmi ľahko. Bariéra sa prekonáva najmä difúziou alebo aktívnym pohybom. V tele sú oblasti mozgu, kde bariéra nefunguje ( zadná stena hypofýza, epifýza). Ak je človek chorý, potom sa priepustnosť zvýši.
Použitie BBB vo farmakológii
Mozgová bariéra je selektívne priechodná pre rôzne lieky. Aby sa vyliečili mozgové choroby, lieky musia preniknúť do mozgového tkaniva. A to nie je vždy možné. Ale počas zápalové ochorenia mozgu sa priepustnosť bariéry mierne zvyšuje, v dôsledku čoho cez ňu prechádzajú lieky, ktoré, keď v dobrom stave by túto prekážku neprekonal.
Pri zápalových procesoch je dôležité prekonať blokujúcu bariéru. Koniec koncov, je potrebné dosiahnuť prienik liekov do mozgu. No keď sa umelo prekoná prirodzená prekážka, do mozgu sa občas presunú nielen lieky, ale aj škodlivé toxíny.
IN lekárska prax najviac efektívna metóda liečba mozgu spočíva v zavedení lieku do komôr mozgu, inými slovami, obchádzaní bariéry.
Lieky, ktoré dobre neprenikajú cez mozgovú bariéru, sa môžu podávať injekčne pod membrány mozgu. Týmto spôsobom sa lieči meningitída, ale aj zápal mozgu.
Lieky sa vyvíjajú s prihliadnutím na priechodnosť mozgová bariéra.
Syntetické analgetiká obsahujúce morfín sú naopak potrebné len na to, aby uľavili človeku od bolesti, ale neprechádzajú hematoencefalickou bariérou. Existujú antibiotiká, ktoré liečia zápalové procesy, ktoré dokonale prechádzajú mozgovou bariérou. Patria sem: Nifuratel, Macmiror, Bimaral, Metoklopramid. Lieky dobre prechádzajú cez bariéru: Motilium, Motilak. Najlepší stupeň prechodu mozgovou bariérou sa nachádza v ampicilíne a cefazolíne. Schopnosť preniknúť do BBB je oveľa vyššia pre zlúčeniny rozpustné v tukoch ako pre látky rozpustné vo vode.
Podľa Sternovej definície je hematoencefalická bariéra (BBB) súbor fyziologických mechanizmov a zodpovedajúcich anatomických štruktúr v centrálnom nervovom systéme, ktoré sa podieľajú na regulácii zloženia cerebrospinálnej tekutiny (CSF). Táto definícia je z knihy Pokrovského a Korotka „Fyziológia človeka“.
Hematoencefalická bariéra reguluje prenikanie biologicky aktívnych látok, metabolitov, chemikálií, ktoré ovplyvňujú citlivé štruktúry mozgu z krvi do mozgu a zabraňuje vstupu cudzorodých látok, mikroorganizmov a toxínov do mozgu.
V myšlienkach o hematoencefalickej bariére sa ako hlavné ustanovenia zdôrazňujú:
1) prenikanie látok do mozgu sa neuskutočňuje hlavne cez likérové cesty, ale cez obehový systém na kapilárnej úrovni - nervová bunka;
2) hematoencefalická bariéra z veľkej časti nie je anatomická formácia, ale funkčný koncept, ktorý charakterizuje určitý fyziologický mechanizmus. Ako každý fyziologický mechanizmus existujúci v tele, hematoencefalická bariéra je pod regulačným vplyvom nervového a humorálneho systému;
3) medzi faktormi, ktoré kontrolujú hematoencefalickú bariéru, je na prvom mieste úroveň aktivity a metabolizmus nervového tkaniva.
Hlavnou funkciou charakterizujúcou hematoencefalickú bariéru je priepustnosť bunkovej steny. Požadovaná úroveň fyziologickej permeability, primeraná funkčnému stavu organizmu, určuje dynamiku vstupu fyziologicky aktívnych látok do nervových buniek mozgu.
Priepustnosť hematoencefalickej bariéry závisí od funkčný stav telo, obsah mediátorov, hormónov, iónov v krvi. Zvýšenie ich koncentrácie v krvi vedie k zníženiu priepustnosti hematoencefalickej bariéry pre tieto látky.
Funkčný diagram hematoencefalickej bariéry zahŕňa spolu s histohematickou bariérou neurogliu a systém likvorových priestorov. Histohematická bariéra má dvojakú funkciu: regulačnú a ochrannú. Regulačná funkcia zabezpečuje relatívnu stálosť fyzikálnych a fyzikálno-chemických vlastností, chemického zloženia a fyziologickej aktivity medzibunkového prostredia orgánu v závislosti od jeho funkčného stavu. Ochrannou funkciou histohematickej bariéry je ochrana orgánov pred vstupom cudzorodých alebo toxických látok endo- a exogénneho charakteru.
Vedúcou zložkou hematoencefalickej bariéry, ktorá zabezpečuje jej funkcie, je stena mozgovej kapiláry. Existujú dva mechanizmy prenikania látky do mozgových buniek:
Prostredníctvom mozgovomiechového moku, ktorý slúži ako medzičlánok medzi krvou a nervovou alebo gliovou bunkou, ktorá plní nutričnú funkciu (tzv. dráha cerebrospinálnej tekutiny)
Cez stenu kapilár.
V dospelom organizme je hlavná cesta pohybu látok do nervových buniek hematogénna (cez steny kapilár); likérová cesta sa stáva pomocnou, doplnkovou.
Morfologickým substrátom BBB sú anatomické prvky umiestnené medzi krvou a nervové bunky(tzv. interendotelové kontakty, obaľujúce bunku vo forme tesného prstenca a brániace prieniku látok z kapilár). Procesy gliových buniek (koncové nohy astrocytov) obklopujúce kapiláru sťahujú jej stenu, čím sa znižuje filtračný povrch kapiláry a zabraňuje sa difúzii makromolekúl. Podľa iných predstáv sú gliové procesy kanály schopné selektívne extrahovať z krvného obehu látky potrebné na výživu nervových buniek a vracať ich metabolické produkty do krvi. Vo funkcii BBB je dôležitá takzvaná enzýmová bariéra. V stenách mikrociev mozgu, v okolitej stróme spojivového tkaniva, ako aj v plexus chorioideus sa našli enzýmy, ktoré pomáhajú neutralizovať a ničiť látky prichádzajúce z krvi. Distribúcia týchto enzýmov je nerovnomerná v kapilárach rôznych mozgových štruktúr, ich aktivita sa mení s vekom a za patologických podmienok.
