Печатается по решению редакционно-издательского совета
|
|
Скачать 1.19 Mb.
|
|
6. Защитные функции организма 7. Внутренняя среда цнс. |
^ Организм строго хранит постоянство внутренней среды, устойчивость ее состава, неизменность физиологических свойств. Сложная система защитных приспособлений – внешних барьеров оберегает ее от колебаний и изменений в окружающей среде. Среди них наибольшее значение имеет кожный барьер, надежно защищающий наше тело от загрязнений, ядов, бактерий, вирусов. Через кожу организм освобождается от некоторых чужеродных веществ и многих продуктов метаболизма. К внешним барьерам принадлежат также дыхательный и пищеварительный аппараты. Они защищают организм от вредных химических соединений, находящихся в атмосфере или оказавшихся в пище. Мощный барьер образует печень – сложнейшая лаборатория, в которой обезвреживаются ядовитые продукты, образовавшиеся в процессе пищеварения и преодолевшие кишечную стенку. По воротной вене устремляются всосавшиеся в кишечнике вещества, встречая на пути трудно преодолимый для них заслон печеночных клеток. Как часто печень, принимая первый удар, спасает организм от отравления и даже гибели, мобилизуя все свои ресурсы на борьбу со вторгшимся в организм врагом. К внешним барьерам относят и почки, освобождающие и очищающие организм от шлаков, продуктов обмена, токсинов и ядов. Однако внешние барьеры не в состоянии обеспечить постоянство непосредственной среды органов и тканей. Они охраняют общую внутреннюю среду – кровь, а клетки органов и тканей непосредственно с кровью не соприкасаются. Необходимые для питания вещества они получают из тканевой жидкости, которая хотя и образуется, но отделена от нее специальными защитными образованиями – внутренними барьерами. Хорошо изучены различные барьеры между кровью и органами (мозгом, глазом, печенью, легкими, половыми железами, суставами и т.д.). Они получили название гисто-гематических барьеров. Существование барьеров помогает понять почему некоторые яды, бактерии, вирусы, токсины поражают одни органы и не затрагивают другие. Не совсем понятное сродство (аффинитет), «влечение» отдельных тканей к тем или другим чужеродным веществам, попавшим во внутреннюю среду, в том числе и к фармакологическим препаратам, можно объяснить особенностями их барьерных механизмов. В медицине существует представление о зонах наименьшего сопротивления, в которых чаще всего возникают очаги заболевания. Во многих случаях образование таких зон связано с нарушением проницаемости гисто-гематических барьеров. Так, например, больные диабетом страдают нередко от мучительных болей, известных под названием диабетических невритов. В последние годы было установлено, что эти боли возникают вследствие нарушения гемато-неврального, т.е. расположенного между кровью и нервными стволами, барьера. Из-за высокого содержания сахара в крови он становится проницаемым для некоторых болетворных соединений, содержащихся в крови. По определению Л.С.Штерн гисто-гематические барьеры – это понятие физиологическое, функциональное. Это механизмы, вернее, комплекс аппаратов или механизмов, регулирующих состав непосредственной среды, в которой живут клетки отдельных органов и тканей; другими словами, тот аппарат, который регулирует обмен между общей питательной средой (кровью) и непосредственной питательной средой отдельных органов, т.е. тканевой жидкостью. Барьерные механизмы действуют в обоих направлениях: кровь – ткани и ткани - кровь. Это особенно важно, поскольку принято считать, что барьеры действуют как клапаны, регулируя движение из крови в ткани и как вентили – из тканей в кровь. К гисто-гематическим барьерам могут быть отнесены все без исключения барьерные образования между кровью и органами. Однако нельзя не признать, что существуют специализированные барьеры, имеющие особо важное значение для жизнедеятельности организма: ♦ гемма-энцефалический барьер (между кровью и ЦНС), ♦ гемато-офтальмический барьер (между кровью и водянистой влагой глаза), ♦ гемато-лабиринтный барьер (между кровью и ушной эндолимфой), ♦ барьер между кровью и половыми железами. К гисто-гематическим барьерам относятся также барьеры между кровью и жидкими средами организма: ♦ гемато-ликворный (между кровью и цереброспинальной жидкостью), ♦ гемато-лимфатический (между кровью и лимфой), ♦ гемато-плевральный (между кровью и плевральной жидкостью), ♦ гемато-синовиальный (между кровью и синовиальной жидкостью). Плацентарный барьер (между матерью и плодом), хотя и не относится к гисто-гематическим барьерам, осуществляет чрезвычайно важную функцию защиты развивающегося плода. Жизнедеятельность клеток и органов сама по себе предполагает многообразие, постоянно возникающие и затухающие сдвиги в составе и свойствах их микросреды. Выравнивание этих сдвигов, поддержание устойчивости и постоянства возможны только при наличии безупречно действующих гомеостатических механизмов. Метаболизм клеток, удовлетворение их потребностей в необходимых питательных веществах, своевременное поступление гуморально-гормональной информации о процессах, протекающих в организме, определяются барьерными механизмами. Координация и корреляция функций органов и физиологических систем, равно как и защита их от чужеродных, поступивших в кровь химических соединений или образовавшихся в ней продуктов нарушенного метаболизма, в высокой степени зависят от функционального состояния гисто-гематических барьеров. Отсюда основная, ведущая функция любого гисто-гематического барьера – регулирование состава и свойств непосредственной питательной среды органов и тканей. Эта функция действует постоянно, в то время как защитная, не менее важная и не менее необходимая, проявляется только в случаях, когда в крови появляются чужеродные вещества. Но и защищая клетки и органы от вредных веществ, барьеры тем самым регулируют состав и свойства микросреды органов и тканей. Существование барьеров между тканями и кровью оспаривается многими исследователями. Доказано, что не все вещества, циркулирующие в крови, проникают в ткани. В этом проявляется как защитная, так и регулирующая функция барьеров. Но известно также, что все веществ, поступающие из клеток в тканевую жидкость, выводятся в ток крови. Иначе организм не мог бы существовать. Однако выведение метаболитов происходит с различной скоростью и может изменяться в зависимости от состояния соответствующего барьера. В этом проявляется один из аспектов регулирующей функции барьеров. Важнейшее значение для функции барьеров имеет очищение (клиренс) микросреды органов и тканей от продуктов распада и метаболизма. Гисто-гематические барьеры осуществляют основную функцию в направлении кровь-ткани. Гисто-гематический барьер органа, будь то мозг, печень, сердце, селезенка, желудок, кишка, легкое, определяет его функциональное состояние, деятельность, способность противостоять вредным влияниям. Значение барьера заключается в создании оптимальных условий для жизнедеятельности клеточных и неклеточных элементов, что особо важно для всего организма и его отдельных частей. Осуществляя регуляторную функцию, гисто-гематические барьеры способствуют сохранению органного и клеточного гомеостаза. Барьеры активно отбирают из крови необходимые для жизнедеятельности органов вещества и столь же активно выводят из тканевой жидкости продукты метаболизма. Функциональное состояние барьеров – уравнение со многими неизвестными, одно из которых – проницаемость. Барьер не полупроницаемая мембрана, подчиняющаяся законам химии и физики. Но в то же время проницаемость – одно из свойств барьера, один из бесспорных механизмов его функционирования. Поступление веществ из крови в ткани и из тканей в кровь – сложный процесс, регулируемый многочисленными морфологическими, физиологическими (нервными и гуморальными), физическими, химическими факторами. Переход метаболитов, медиаторов, ферментов, гормонов через гисто-гематические барьеры зависит не только от величины молекул, размеров пор в мембранах, электрического заряда, но в основном от потребностей органа, нервных и гуморальных влияний, скорости кровотока, микроциркуляции, площади открытых и резервных капилляров, наличии или отсутствия функциональных и морфологических нарушений. Важное значение для состояния барьеров имеет наличие в них метаболических структур, т.е. тканевых элементов, способных нейтрализовать, разрушать или связывать содержащиеся в крови биологически активные соединения. Таким образом, гисто-гематические барьеры можно рассматривать как саморегулирующуюся систему, представляющую одно из звеньев комплексного нервно-гуморального регуляторного аппарата, обеспечивающего состояние гомеостаза. Гисто-гематические барьеры осуществляют своевременное поступление в непосредственную питательную среду органов и тканей адекватной гуморальной информации о состоянии регуляторных систем в различных частях организма. Проникая через гисто-гематический барьер в орган, биологически активные вещества оказывают свое действие не только на клетки, но и на специфические химиорецепторы, что ведет к возникновению как местных, так и распространенных (общих) физиологических и биохимических реакций. Большая пластичность гисто-гематических барьеров, их способность менять свое состояние и приспособляемость к постоянно меняющимся условиям внешней и внутренней среды играют важную роль в жизнедеятельности организма. Барьерная функция меняется в зависимости от возраста, пола, нервных, гуморальных и гормональных взаимоотношений в организме, тонуса и реактивности вегетативной нервной системы, многочисленных внешних и внутренних воздействий. Состав крови все же меняется, хотя и в узких пределах. Обмен в клетках и органах усиливается и ослабевает, содержание биологически активных веществ и солей по обе стороны различных барьеров нарастает и снижается, в кровь поступают чужеродные вещества. И барьеры неизбежно перестраивают свои свойства, приспособляясь к потребностям клеток, органов, физиологических систем, целостного организма. Точно так же, как не существует абсолютного, неколеблющегося постоянства внутренней среды, не существует и абсолютно непроницаемых по отношению к тому или другому веществу барьеров. Каждое вещество, свойственное организму или чужеродное, иногда в совершенно незначительном количестве проникает в орган. Иногда это микрограммы и даже нанограммы, иногда миллиграммы. Величины эти меняются в зависимости от потребностей клеток и состояния организма. Гисто-гематические барьеры, охраняя постоянство тканевой жидкости, задерживают одни метаболиты, пропускают другие и способствуют наиболее быстрому удалению третьих. Чутко и быстро отзываясь на изменения состава омывающей их снаружи (кровь) и изнутри (тканевая жидкость) среды, на импульсы, посылаемые нервной системой, они меняют в зависимости от условий свою проницаемость, повышают и понижают ее, регулируя состав и свойства непосредственной среды органов и тканей. Любое резкое колебание в тканевой жидкости ведет к изменению состояния и деятельности ее «подопечных» клеток, к расстройству бесперебойной и координированной работы органов. Нарушение сопротивляемости (резистентности) барьеров по отношению к различным чужеродным веществам и продуктам нарушенного метаболизма, циркулирующим в крови, может привести к возникновению патологического процесса в отдельных органах, а затем во всем организме. Нечувствительность или иммунитет так же, как и тканевое сродство или способность органа захватывать определенные химические вещества, бактерии, вирусы, токсины, зависят в той или иной мере от функционального состояния соответствующего гисто-гематического барьера, поскольку обязательная предпосылка непосредственного воздействия на клеточные элементы – проникновение болезнетворного начала в микросреду органа. Из каких же анатомических элементов формируются барьерные механизмы? Вот что пишет о структуре барьера Л.С.Штерн: «Циркулирующий в крови краситель выходит из кровяного русла через стенки капилляров. Постепенно окрашиваются отдельные слои стенок, а затем появляется краска вокруг сосуда, окружая его в виде рукава, который постепенно расширяется. Капилляры в разных органах имеют свои особенности… Морфологическим субстратом того аппарата, который мы назвали гисто-гематическим барьером, являются в первую очередь стенки капилляров. Активность и функциональные особенности барьера определяются главным образом структурой стенок капилляров». В настоящее время можно считать доказанным, что эндотелий капилляров в разных органах обладает характерными морфологическими особенностями. По форме ядра, строению его оболочки эндотелиальные клетки различных органов значительно отличаются друг от друга. Складывающиеся в онтогенезе чрезвычайно изменчивые особенности эндотелиальных клеток, возможно, и являются морфологической основой избирательной проницаемости гисто-гематических барьеров. Переход веществ из крови в окружающую среду происходит через мельчайшие поры между эндотелиальными клетками и сквозь некоторые истонченные участки самих клеток, названных «окошками», или «фенестрами». Под эндотелиальными клетками, выстилающими просвет сосудов, располагается основная (базальная) мембрана, в составе которой обнаруживаются особые клетки – перициты, значение которых не совсем ясно. Между эндотелиальными клетками и вокруг них лежит основное аморфное вещество, которому многие исследователи придают важное значение в осуществлении барьерных функций. Вплотную к базальной мембране капилляра прилегает слой соединительной ткани. А.А.Богомолец придавал ему особое значение в осуществлении барьерных функций. Он считал, что эта ткань представляет депо, в котором откладываются и задерживаются чуждые и вредные для организма вещества и бактерии. Она защищает органы и ткани от отравления, инфекции, разрушения. Путь из капилляров к клеткам органов лежит через соединительную ткань, и она в свою очередь стоит на страже постоянства внутренней среды. Но природа изобретательна и, как правило, предпочитает двойное, тройное надежное охранение. Вот почему на последнем этапе, если все линии обороны прорваны, организм строит последний барьер – оболочку клетки и даже систему внутриклеточных барьерных образований. В том случае, когда вредное или ненужное для нормальной жизнедеятельности вещество все же проникло в тканевую жидкость, оно нередко не в состоянии пройти в клетку и даже в самой клетке задерживается особыми защитными механизмами, ограждающими наиболее важные ее структурные образования. Проницаемость гисто-гематических барьеров повышается и снижается при действии различных физических и химических факторов на организм, при некоторых физиологических и патологических состояниях (смена сна и бодрствования, голодание, утомление, беременность, послеродовый период, состояние стресса, тревоги, шок, переохлаждение, перегревание, лихорадка, различные инфекционные заболевания, действие ионизирующей радиации и т.д.). Некоторые содержащиеся в крови и тканях или введенные извне биологически активные вещества (ацетилхолин, гистамин, серотонин, брадикинин, различные ферменты, в первую очередь гиалуронидаза) в небольших количествах снижают сопротивляемость гисто-гематических барьеров и тем самым повышают переход вещества из крови в органы и ткани. Противоположное действие оказывают катехоламины, соли кальция. Предложены самые различные методы воздействия на барьеры отдельных органов. Можно считать доказанным, что облучение (общее или местное) разными участками светового спектра (инфракрасным и ультрафиолетовым), воздействие ультракороткими, высокочастотными волнами, рентгеновыми лучами, ультразвуком, электромагнитным полем сверхвысокой частоты, иногда самое обычное прогревание, а также введение в организм некоторых гормонов, лекарственных препаратов, ферментов, психотропных веществ, витаминов меняют функциональное состояние гисто-гематических барьеров. Все эти методы могут быть использованы в медицинской практике для целенаправленной перестройки барьерной функции. Успех физиотерапевтических мероприятий во многих случаях зависит от изменения проницаемости барьеров. Искусственное снижение сопротивляемости того или иного гисто-гематического барьера путем различных физических или фармакологических воздействий может повысить или расширить действие лекарственных препаратов, не проникающих в обычных условиях в непосредственную среду органа, в то время как повышение сопротивляемости служит целям профилактики при инфекциях, интоксикациях, опухолевом росте и т.д. ^ ГЕМАТО-ЭНЦЕФАЛИЧЕСКИЙ БАРЬЕР Для ЦНС постоянство внутренней среды имеет особо важное значение. Нервные клетки, больше чем клетки других органов, чувствительны к изменениям в составе и свойствах среды, в которой они живут и функционируют. Не случайно природа надежно запрятала головной и спинной мозг в прочный костный футляр и построила сложнейший по анатомическому строению защитный механизм для того, чтобы они не подвергались каким-либо неожиданным атакам извне или изнутри. Состав и свойства микросреды отдельных элементов ЦНС регулируется особым защитным приспособлением – гемато-энцефалическим барьером. Со всех сторон мозг окружает цереброспинальная жидкость, состояние которой отличается поразительной устойчивостью и почти не изменяется даже при сравнительно глубоких сдвигах в составе и свойствах крови. Гемато-энцефалический барьер не только сохраняет внутреннюю среду мозга от всевозможных колебаний и изменений. Он принимает активное участие в питании головного и спинного мозга и обеспечивает поступление в ЦНС питательных веществ в том количестве, которое необходимо для ее нормальной жизнедеятельности. Одновременно, наряду с быстрой «телеграфной» передачей от рецепторов по нервам в ЦНС идут более медленные донесения по сосудам о химическом составе крови, о повышении или снижении содержания в ней продуктов обмена биологически активных веществ (метаболитов, гормонов, электролитов), о появлении угрожающих здоровью и жизни химических соединений, об опасности, раздражении, повреждении. Физиологическая информация поступает в мозг не только по нервным путям. Через гемато-энцефалический барьер информация приходит в мозг из общей внутренней среды организма. В настоящее время установлено, что одни вещества свободно переходят из крови в ЦНС, другие – почти полностью задерживаются барьером, третьи - проникают в минимальных количествах и могут быть открыты в мозге и цереброспинальной жидкости в виде следов. Гематоэнцефалический барьер защищает ЦНС от всевозможных чужеродных, ядовитых веществ, проникших в кровь и способных повредить, отравить, разрушить необычайно чувствительные нервные клетки головного и спинного мозга. Барьер как бы стоит на страже мозга, не пропуская из крови различные яды, которые могут оказаться для него смертельными. Такие яды нередко образуются в организме при многих заболеваниях или случайно попадают в ток крови, например при отравлениях. Конечно, наивно думать, что гемато-энцефалический барьер, как и все гисто-гематические барьеры, непреодолимая преграда, плотно закрытая дверь, отделяющая центральную нервную систему от общей внутренней среды. Непроницаемость его относительная и зависит в значительной степени от количества и концентрации находящихся в крови веществ, от состояния организма, от внешних воздействий и ряда других причин, обусловленных раздражениями, поступающими из внешней или внутренней среды. В каких-то незначительных количествах все введенные в кровь вещества проникают в ЦНС и могут быть в ней обнаружены с помощью особо чувствительных методов исследования. Гемато-энцефалический барьер имеет первостепенное значение для деятельности головного и спинного мозга. Даже небольшие изменения в составе цереброспинальной жидкости, колебания в поступлении кислорода и питательных веществ оказывают подчас решающее влияние на их состояние. Барьер оберегает мозг человека и животных от всевозможных случайностей, создает для нервных клеток постоянные и неизменяющиеся условия, не пропускает в нервную систему различные яды, которые могут оказаться для нее губительными. Если бы в животном организме не было гемато-энцефалического барьера, ЦНС стала бы игрушкой неожиданных и случайных изменений в ее внутренней среде. Из сложного комплекса защитных сил организма выпало бы важнейшее звено. Ядовитые продукты, образовавшиеся в процессе обмена веществ и почему-либо не обезвреженные организмом, беспрепятственно проникали бы в мозг и отравляли его клетки. ЦНС была бы легко доступна для бактерий и их токсинов, а также для всех других чужеродных веществ, тем или иным путем попавших в организм. Точная и бесперебойная работа нейронов, умственная деятельность, психика, настроение, здоровье и болезнь нередко зависят от функционального состояния гемато-энцефалического барьера. Способность барьера избирательно пропускать в ЦНС одни вещества и задерживать другие, совершенно поразительная его приспособляемость к требованиям нервных клеток, тончайшее регулирование состава и свойств внутренней среды мозга имеют огромное значение не только для мозга, но для всего организма. Исследования выполненные с помощью электронного микроскопа, показали, что в мозгу практически отсутствуют внеклеточные пространства, хотя и существуют внесосудистые. Также физиологические данные, полученные методом радиоизотопной индикации, позволили выявить в ткани мозга натриевые, хлоридные, серные, инулиновые и иные области, заполненные внеклеточной жидкостью. Большинство исследователей приходит к выводу, что истинное внеклеточное пространство занимает в ЦНС 9-12% ее объема. Возможно, что обработка препаратов мозга для электронной микроскопии приводит к сморщиванию тканей и исчезновению межклеточных щелей. Оказалось, что цереброспинальная жидкость не проникает в толщу мозга. Она не просачивается «сквозь» его ткань, не связана с внеклеточными пространствами (если они и существуют), и введенные в желудочки мозга или ликворные резервуары вещества не доходят до нервных клеток, расположенных глубже чем на 2-3 мм от поверхности мозга. По-видимому, существует еще один барьер – между цереброспинальной жидкостью и мозгом, так называемый ликворо-церебральный барьер. Но в то же время и исследователям и врачам-невропатологам хорошо известно, что при изменении состава цереброспинальной жидкости изменяются реактивность и возбудимость соприкасающихся с ней нервных клеток. Цереброспинальная жидкость влияет на их физиологическое состояние, активность и деятельность. Состояние гемато-энцефалического барьера имеет большое значение при длительном лишении сна. Во время бессонницы барьер перестает охранять мозг, он становится проницаемым для многих токсических веществ, которым в условиях физиологической нормы путь в ЦНС был закрыт. Но достаточно было нескольких часов сна, и все эти явления бесследно исчезали. Гемато-энцефалический барьер восстанавливал свою функцию, состав цереброспинальной жидкости возвращался к норме. Различные вещества, как свойственные организму, так и чужеродные, введенные в ликворные пространства, переходят в кровь с различной скоростью, одни – быстрее, другие – медленнее. При возбуждении ЦНС этот переход ускоряется, при угнетении – замедляется. Барьер между кровью и мозгом, как и все другие гисто-гематические барьеры, действует в двух направлениях: кровь-мозг и мозг-кровь. И, быть может, многие заболевания ЦНС возникают вследствие нарушения «обратной» проницаемости гемато-энцефалического барьера, который начинает задерживать в мозгу накопившиеся в нем продукты клеточного метаболизма или проникшие из крови и заполнившие мозг ядовитые вещества. Гемато-энцефалический барьер не является единым образованием. Скорее он напоминает мозаику из множества взаимосвязанных барьерных механизмов, регулирующих обмен и питание нервных клеток, их ансамблей и отдельных мозговых центров. Особый интерес представляет наличие в головном мозге «безбарьерных» зон, в которые беспрепятственно проникают все введенные в кровь вещества. К этим зонам относится гипофиз и воронка, связывающая его с мозгом, небольшие участки ткани мозга, расположенные на дне четвертого желудочка, на покрышке сильвиева водопровода, соединяющего четвертый желудочек с третьим, и в некоторых других, особо устроенных участках мозговой ткани. Известно также, что в гипоталамической области, высшем центре регуляции и координации нейро-гуморально-гормональных процессов, проницаемость барьера выше, чем в других областях мозга. Такая особенность имеет важное значение для функций, которые выполняют нервные клетки этой области головного мозга. Для точной и бесперебойной их деятельности необходимо, чтобы к ним своевременно поступала информация обо всех сдвигах во внутренней среде. Лишь при этих условиях система гомеостаза может действовать безупречно. Если вещества, содержащиеся в крови, задерживаются барьером, расположенным между кровью и гипоталамусом, реакция нервных клеток запаздывает или вовсе отсутствует. Гуморальные сигналы, беспрепятственно поступающие в незащищенные или менее защищенные барьером участки мозга, позволяют им выполнять функции «триггерных» («пусковых») зон, принимать самостоятельно решение или своевременно сигнализировать в высшие регуляторные центры головного мозга о состоянии внутренней среды организма. При некоторых физиологических и патологических состояниях, сопровождающихся повышением проницаемости гемато-энцефалического барьера, в церебрспинальной жидкости накапливается значительное количество различных химических веществ, влияющих на состояние мозга. В свою очередь возбужденные или заторможенные клетки ЦНС выделяют в окружающую среду все новые и новые продукты своего обмена веществ (частично типа ацетилхолина, норадреналина, серотонина и т.д.). Это способствует в одних случаях распространению возбуждения по всей нервной системе и по определенным ее отделам, в других случаях ее торможению. Тесное взаимодействие между состоянием гемато-энцефалического барьера, трофикой, обменом и питанием мозга доказывает, что в основе его деятельности лежит принцип саморегулирования. Совершенно естественно, что барьер находится под контролем нервных и гуморальных механизмов, координирующих и коррелирующих функций и потребности ЦНС. Вот почему поступление в мозг некоторых совершенно необходимых для его питания веществ, например глюкозы, аминокислот, липидов, электролитов, как бы регламентировано, особенно в тех случаях, когда их содержание в крови выходит за пределы физиологической нормы. Для ЦНС одинаково опасен как недостаток питательных веществ, так и их избыток. Особо важное значение нейроглии для барьерных функций мозга известно давно. Это система разнообразных тканей, окружающих нервные элементы. Около 85% поверхности мозговых капилляров покрыто отростками звездчатых клеток нейроглии – астроцитов. Их присосковые ножки стягивают стенки капилляров и тем самым замедляют переход веществ из крови в ткань мозга. Одновременно они высасывают из капилляров необходимые питательные вещества, например глюкозу, и передают их нейронам. В связи с этим возникло предположение, что вода и соли проходят сквозь клетки нейроглии, которые совершают при этом пульсирующие ритмические движения, облегчающие движение веществ из крови к нейронам. Французский ученый Г.Лабори описал метаболические функции гемато-энцефалического барьера. Оказалось, что элементы, образующие анатомическую основу барьерных механизмов ЦНС, содержат наборы различных ферментов, способных разрушать и инактивировать некоторые вещества, содержащиеся в крови. Так, например, в нейроглии клетки типа А вырабатывают в основном ферменты, обеспечивающие преимущественно обмен пентоз, в то время как клетки типа В осуществляют свой обмен по трикарбоновому циклу, а клетки типа С содержат ферменты обоих видов. Астроциты, играющие наиболее важную роль в реализации барьерных функций, принадлежат к типу А, клетки особой ткани мозга – олигодендроглии – к типу С. Нейроны, самые важные и незаменимые элементы ЦНС, ориентируют свою метаболическую активность по трикарбоновому циклу и могут функционировать только благодаря снабжению через нейроглию. Глия поставляет им гликоген и благодаря своей высокой восстановительной способности освобождает нейроны от окисленных продуктов обмена. При этом глия может менять окислительный потенциал отдельных входящих в ее состав элементов. Это вызывает изменение электрического заряда клеток, что приводит к повышению или снижению проницаемости гематоэнцефалического барьера. По-видимому, барьер становится менее проницаемым, если астроциты слабо поляризованы, т.е. окислительный потенциал их повышен. Многие исследователи высказывают предположение, что вещества, поступающие из крови в ЦНС через структурные образования гемато-энцефалического барьера, подвергаются ферментативной перестройке. В одних случаях это может облегчить их переход в мозг, в других – затруднить, в-третьих – полностью разрушить или нейтрализовать их биологическую активность. Однако природа изобретательна. Она нашла еще один путь для проникновения веществ из крови в ЦНС (отступая от научной терминологии, его можно назвать «контрабандным»). В некоторых случаях лейкоциты крови, начиненные поглощенными ими бактериями (явление фагоцитоза) или химическими веществами, проникая сквозь щели эндотелия капилляров мозга в «забарьерную» зону, переносят инфекционное или ядовитое начало. Установлено, например, что большие подвижные клетки – гепариноциты, нагруженные гепарином, гистамином, серотонином и возможно другими биологически активными веществами, начинают при определенных обстоятельствах проникать в кору головного мозга. Перешагнув барьер, они освобождаются от «груза» и тем самым способствуют поступлению его во внутреннюю среду мозга. * * * Таким образом, гемато-энцефалический барьер – это очень тонко реагирующий физиологический механизм, изменяющий свою проницаемость в зависимости от условий среды и потребностей ЦНС. Она увеличивается при голодании и недостатке кислорода, под влиянием различных гормонов, при удалении некоторых желез внутренней секреции (щитовидной, гипофиза, поджелудочной), при повышении температуры тела до 41-42°С или при снижении ее до 34-35°С. Многие инфекционные заболевания, беременность, лактация, черепно-мозговая травма, облучение, наркоз могут изменить функции гемато-энцефалического барьера и облегчить поступление как чужеродных, так и свойственных организму веществ из крови в мозг. Проницаемость гемато-энцефалического барьера меняется в различные периоды жизни человека и животных. Она очень высока у новорожденных (в первые недели и месяцы жизни) и заметно снижается к старости. У животных, рождающихся с закрытыми глазами (крольчата, щенята, котята), почти все вещества, введенные в кровь, проникают в ЦНС. Нормальная функция барьера устанавливается лишь после прозревания. Можно считать доказанным, что состояние барьера в значительной степени определяется зрелостью нервной системы, как анатомической и физиологической, так и биохимической. Вероятно, этим объясняется слабая активность гемато-энцефалического барьера у детей в раннем возрасте. Хорошо известно, что в детском возрасте гораздо чаще, чем у взрослых, наблюдаются нарушения деятельности ЦНС. Большой интерес представляет еще одно наблюдение. Как известно, серотонин задерживается гемато-энцефалическим барьером. Но у новорожденных задержка отсутствует, так как ферментные системы, образующие в мозге серотонин, еще не созрели. Но как только в ткани мозга начинается образование собственного серотонина, барьер становится для него непроницаемым. Проникает в мозг только предшественник серотонина – триптофан, превращающийся в медиатор уже по другую сторону барьера. Однако искусственно изменить состояние барьера удается не всегда. Во многих случаях это почти неразрешимая задача. Многие вещества, именно те, которые больше всего необходимы для экспериментальных или терапевтических целей, не поступают в нервную систему и при нарушении барьера. В последние годы применяется разработанный метод ионно-гальванизации слизистой оболочки носа (назальный электрофорез). Определенные лекарственные вещества вводятся с помощью гальванического тока в слизистую носа. При таком способе введения они проникают в мозг и цереброспинальную жидкость, обходя гемато-энцефалический барьер и оказывая непосредственное влияние на нервные центры. Однако в ЦНС биологически активные вещества изменяют свое обычное действие. Тироксин, адреналин и некоторые симпатотропные, т.е. вещества, возбуждающие симпатические нервные образования, не вызывают характерных симпатических реакций. Действие их приближается к парасимпатическому, т.е. напоминает эффект, наблюдаемый при раздражении блуждающего нерва. В то же время карбохолин, гистамин и другие парасимпатотропные вещества, проникая в мозг, возбуждают симпатический отдел вегетативной нервной системы. Еще И.М.Сеченов отметил, что нервные центры и нервные стволы реагируют различно, иногда противоположно, на действие одних и тех же химических соединений. Химические соединения при введении их в обход гемато-энцефалического барьера (подзатылочным уколом, в желудочки мозга) распространяются по пространствам, заполненным цереброспинальной жидкостью, и приходят в соприкосновение с различными по значению и химизму поверхностно расположенными нервными образованиями головного мозга и многочисленными, качественно различными химиорецепторами. В зависимости от концентрации вводимых веществ и путей их продвижения могут возникать разнообразные, неспецифические реакции, как двигательные, так и вегетативные. При этом действие их не столько физиологическое, сколько фармакологическое. |
Ваша оценка этого документа будет первой.
Ваша оценка:
Похожие:
База данных защищена авторским правом ©MedZnate 2000-2016
allo, dekanat, ansya, kenam
обратиться к администрации | правообладателям | пользователям
allo, dekanat, ansya, kenam
обратиться к администрации | правообладателям | пользователям