Какво представлява кръвно-мозъчната бариера?

Кръвно-мозъчната бариера присъства във всички гръбначни животни. Тя преминава между централната нервна система и кръвоносната система. След това ще разгледаме по-отблизо термин като "кръвно-мозъчната бариера": какво представлява, какви задачи изпълнява.

Историческа информация

Първото доказателство за съществуването на кръвно-мозъчна бариера е получено от Пол Ерлих през 1885 г. Той откри, че багрилото, инжектирано в кръвния поток на плъх, е попаднало във всички тъкани и органи, с изключение на мозъка. Ерлих предположи, че веществото не се е разпространило в мозъчната тъкан по време на интравенозно приложение, тъй като не е свързано с тях. Това заключение беше погрешно. През 1909 г. ученикът на Ерлих, Голдман, установил, че багрилото на трипановото синьо не прониква в мозъка, когато се прилага интравенозно, но оцветява вентрикуларния съдов сплит. През 1913 г. той демонстрира, че инжектираният контрастен агент в гръбначния стълб на кон или куче се разпределя в тъканите на гръбначния мозък и мозъка, но не засяга периферните органи и системи. Въз основа на резултатите от експериментите, Goldman предполага, че между кръвта и мозъка има пречка, която пречи на проникването на невротоксични съединения.

Човешката физиология

Мозъкът има тегло приблизително равно на 2% от масата на цялото тяло. Консумацията на кислород в централната нервна система е в рамките на 20% от общия обем, постъпващ в тялото. Мозъкът се различава от другите органи с най-малкото количество хранителни съединения. Използвайте само анаеробна гликолиза, за да осигурите енергийните си нужди нервни клетки не може. Когато прекратяване на притока на кръв към мозъка се случи след няколко секунди загуба на съзнание и след 10 минути невроните умират. Човешката физиология е структурирана по такъв начин, че енергийните нужди на мозъчните структури се осигуряват от активния транспорт на хранителни съединения и кислород чрез ВВВ. Кръвоносни съдове CNS имат някои структурни и функционални характеристики. Това ги отличава от кръвните мрежи на други системи и органи. Тези отличителни черти осигуряват храненето, поддържането на хомеостазата и отделянето на отпадъчни продукти.

Кръвно-мозъчна бариера: физиология

Нормалната мозъчна дейност е възможна само при биохимична и електролитна хомеостаза. Колебанията в кръвния калций, рН и други показатели не трябва да влияят на състоянието на нервната тъкан. Той трябва също да бъде защитен от проникването на невротрансмитерите, циркулиращи в кръвта и способни да променят активността на невроните. Чуждите агенти не трябва да влизат в мозъка: патогенни микроорганизми и ксенобиотици. Структурните особености на ВВВ допринасят за факта, че той е и имунологично препятствие, защото е непропусклив за голям брой антитела, микроорганизми и левкоцити. Нарушения в кръвно-мозъчната бариера могат да предизвикат увреждане на ЦНС. Много неврологични патологии са или косвено, или пряко свързани с увреждане на ВВВ.

структура

Каква е структурата на кръвно-мозъчната бариера? Ендотелните клетки действат като основен елемент. Кръвно-мозъчната бариера включва също астроцити и перицити. В мозъчните съдове има тесни контакти между ендотелните клетки. Разстоянието между елементите на ВВВ е по-малко, отколкото в други тъкани на тялото. Ендотелните клетки, астроцитите и перицитите действат като структурна основа на кръвно-мозъчната бариера не само при хората, но и при повечето гръбначни животни.

образуване

До края на ХХ век се смята, че новороденото и ембрионът имат кръвно-мозъчна бариера и нейните функции не са напълно развити. Това доста широко разпространено мнение се дължеше на няколко неуспешни опита. По време на експерименти, ембриони и възрастни животни се инжектират с свързани с протеини багрила или други маркери. Първите такива експерименти са проведени през 1920 година. Маркерите, инжектирани в ембриони, се разпространяват през мозъчната тъкан и течността на гръбначния мозък. При възрастни животни това не се наблюдава. В процеса на провеждане на експерименти бяха направени някои грешки. По-специално, в някои експерименти е използвано твърде много багрило, а в други осмотичното налягане е увеличено. В резултат на това се наблюдава частично увреждане на съдовата стена, в резултат на което маркерът се разпространява през мозъчната тъкан. С правилната формулировка на опита, преминаването през кръвно-мозъчната бариера не се наблюдава. В кръвта на ембриона в голям обем има молекули на такива съединения като трансферин, алфа1-фетопротеин, албумин. Тези вещества не се откриват, но в екстрацелуларното пространство на мозъчната тъкан, в ембрионалния ендотел, е идентифициран Р-гликопротеинов транспортер. Това, от своя страна, показва наличието на кръвно-мозъчната бариера в пренаталния период.

пропускливост

В процеса на развитие на организма се отбелязва подобрението на ВВВ. За поляризирани малки молекули, например, захароза и инулин, пропускливостта на кръвно-мозъчната бариера при новороденото и ембриона е значително по-висока, отколкото при възрастни. Подобен ефект е установен за йони. Преминаването на инсулин и аминокиселини през кръвно-мозъчната бариера се ускорява значително. Това вероятно се дължи на голямата нужда от нарастващ мозък. В същото време ембрионът има бариера между тъканта и гръбначно-мозъчната течност - „контактите на колан” между елементите на епендимата.

Механизми на преминаване през ВВВ

Има два основни начина за преодоляване на бариерата:

• Хематогенно (основно). В този случай веществата преминават с кръвния поток през стените на капилярите.
• Ликьор (по избор). В този случай, проникването на вещества се извършва във връзка с цереброспиналната течност. Ликьорният път действа като междинна връзка между глиалната (нервна) клетка и кръвта.

Най-лесният начин за проникване в кръвно-мозъчната бариера е да проникнат в малки молекули (например кислород) или елементи, които са лесно разтворими в компоненти на липидната мембрана, разположени в глиални клетки (например, етанол). Чрез използването на високо специализирани механизми за преодоляване на кръвно-мозъчната бариера, през нея проникват гъбички, бактерии и вируси. Например, херпесните патогени преминават през нервните клетки на слабия организъм и влизат в централната нервна система.

Използване на свойствата на ВВВ във фармакологията

Разработени са съвременни ефективни лекарства, които отчитат пропускливостта на кръвно-мозъчната бариера. Например, фармацевтичната индустрия произвежда синтетични аналгетици на основата на морфин. Но, за разлика от него, лекарствата не преминават през ВВВ. Поради това, лекарствата ефективно облекчават болката, без да правят пациента морфин-зависим. Има различни антибиотици, които проникват в кръвно-мозъчната бариера. Много от тях се считат за незаменими при лечението на някои инфекциозни патологии. Трябва да се помни, че предозиране на лекарства може да причини сериозни усложнения - парализа и нервна смърт. В тази връзка експертите не силно препоръчват самолечение с антибиотици.

Лекарства, преминаващи през ВВВ

Кръвно-мозъчната бариера се характеризира със селективна пропускливост. Например, някои от биологично активните съединения - катехоламини, например, не преминават ВВВ. Въпреки това, има малки области в близост до хипофизната жлеза, епифиза и редица места на хипоталамуса, където тези вещества могат да проникнат през кръвно-мозъчната бариера. Предписвайки лечение, лекарят взема предвид характеристиките на ВВВ. Например, в практическата гастроентерология, пропускливостта на бариерата се взема предвид при процеса на оценка на интензивността на страничните ефекти на някои лекарства върху храносмилателни органи. В този случай, опитайте се да дадете предпочитание на тези лекарства, които са по-лоши преминават през BBB. Що се отнася до антибиотици, сред добре проникващите през бариерата трябва да се отбележи лекарството "Нифурател". Също така е известен като "McMiror". Ами преодоляване на BBB prokinetics първо поколение. За тях, по-специално, носят такива средства като "Бимарал", "Метоклопрамид". Активното вещество в тях е бромоприд. ВВВ и препарати от следните поколения прокинетици преминават добре. Сред тях са такива лекарства като Мотилак, Мотилиум. В тях активното вещество е домперидон. По-лошо прониква в кръвно-мозъчната бариера такива лекарства като "Itomed" и "Ganaton". В тях активното вещество е итоприд. Най-добрата степен на преминаване през ВВВ се наблюдава при такива лекарства като ампицилин и цефазолин. Също така трябва да се каже, че способността за проникване в кръвно-мозъчната бариера в мастноразтворимите съединения е по-висока от тази на водоразтворимите съединения.