Головна

гематоенцефалічний бар'єр

  1.  Аналіз вхідних і вихідних бар'єрів для даного виду бізнесу.
  2.  Бар'єрні методи контрацепції.
  3.  Бар'єри в спілкуванні
  4.  Бар'єри для входження в галузь
  5.  бар'єри комунікації
  6.  Бар'єри спілкування та комунікації.
  7.  Бар'єри педагогічного спілкування

Були часи, коли гематоенцефалічний бар'єр користувався поганою славою свого роду міфу, в який вірили лише окремі одержимі фізіологи і фармакологи. Вивчення гематоенцефалічний бар'єр почалося з робіт Ерліха (1885 г), який після інтравенозного введення анілінових кольорів не виявив фарбування мозкової паренхіми. Особливо докладні і вичерпні дослідження вітального фарбування тканин ссавців після ін'єкції в судини великого кола кровообігу кислого барвника трипанового синього провів Голдман (1909), учень Ерліха. Барвник широко поширювався по більшості областей і органів, проте головний і спинний мозок, так само як і периферична нервова система різко виділялися на цьому тлі своїм білим кольором. У 1913 році Голдман проводить експерименти з введенням трипанового синього в субарахноїдальний простір кроликів і собак. Макроскопічно і гістологічно тканину центральної нервової системи (ЦНС), що омивається ликвором, фарбувалася в синій колір. Однак, оскільки Ерліх вважав, що відмінність в фарбуванні пов'язано зі спорідненістю нервової тканини до вводиться барвнику і наполегливо заперечував селективну проникність ендотелію судин головного мозку, Голдман не зробив природний висновок, що капіляри ЦНС мають виборчої проникністю. Великий внесок у розвиток концепції гематоенцефалічного бар'єру внесли праці академіка Л. С. Штерн і її учнів.

При розгляді процесів в ЦНС необхідно пам'ятати, що існують практично три основні бар'єри:

1. Гематоенцефалічний (бар'єр кров-мозок)

2. гематолікворного (бар'єр кров-ліквор)

3. Енцефалолікворний (бар'єр мозок-ліквор).

Гематоенцефалічний бар'єр. Гематоенцефалічний бар'єр з одного боку грає роль в захисті головного мозку від екзо або ендогенних токсинів, циркулюючих в крові, а з іншого перешкоджає «вислизання» нейромедіаторів та інших активних сполук з інтерстиціальноїрідини в кров. Однак його найбільш важлива функція, мабуть, полягає в тому, що він створює можливість збереження особливої ??внутрішнього середовища для головного мозку.

Гематоенцефалічний бар'єр локалізована на внутрішній мембрані судин головного мозку. Довгий час мала місце дискусія про наявність в головному мозку міжклітинної простору. Поруч авторів це заперечувалося, і феномен бар'єру пов'язували саме з цим явищем. Ультраструктура бар'єру була виявлена ??за допомогою пероксидази хрону і гідроксиду лантата. Ці розчинені речовини легко проходили через водні канали 5,5 і 2 нм відповідно і їх легко бачити на електронограммах. При введенні в кровотік ці індикатори затримувалися в межендотеліальних проміжках. При введенні в шлуночки мозку пероксидаза легко проникала в епендіму через інтерстиціальну рідину і через переваскулярних гліальний покрив з боку мозку маркер знову затримувався на рівні щільних межендотеліальних контактів, але вже з іншого боку. Таким способом було доведено, що саме ендотелій капілярів є бар'єр для молекул, що мають діаметр близько 1,5 нм. Ендотеліальні клітини пов'язані щільними контактами і не володіють піноцитозного активністю. Ці контакти мають пятислойную структуру (з трьох шарів мембрани кожної клітини зовнішні як би зливаються між собою). Таким чином, ендотеліальні клітини головного мозку перекривають один одного. Крім того капіляр разом зі своєю базальноїмембраною повністю оточений астроцитарної відростками, т. Е астроцити утворюють прокладку між ендотеліальними клітинами і нейронами. Церебральний інтерстиціальний відділ контролюється астроцитами, і їх щільний контакт навколо судин мозку, як зізнається в даний час, є головною структурою гематоенцефалічний бар'єр. Таким чином, основними відмітними особливостями капілярів головного мозку є наявність тісних контактів, суцільний астроцитарної оболонки і нечисленність цитоплазматических везикул в ендотелії. Цим пояснюються основні властивості гематоенцефалічний бар'єр. Роль астроцитарної відростків до кінця не з'ясована, передбачається, що ці відростки можуть «індукувати» освіту і підтримку збереження щільних контактів між ендотеліальними клітинами і пригнічують пиноцитоз. Руйнування астроцитарної відростків при пошкодженні або хвороби може обумовлювати «зворотний перехід» капілярів в стан в якому замкнуті контакти розмикаються і з'являється пиноцитоз.

Гематолікворного бар'єр. Гематолікворного бар'єр (ГЛБ) локалізована на рівні хориоидального епітелію. Хориоидального епітелій являє собою одне ціле з епендимою шлуночків головного мозку. Хориоидального сплетіння здається неозброєним оком бахромою. Кожна бахромка складається з крихітних ворсинчастий відростків. У центрі її розташовується капіляр, оточений невеликою кількістю сполучної тканини. Кровопостачання вельми рясне і за життя сплетення виступають з мозкових шлуночків у вигляді блискучих яскраво-червоних туго заповнених утворень. Капіляри мають феністрірованную структуру. Хориоидального епітелій, мабуть, має набагато більшу порозностью, ніж гематоенцефалічний бар'єр. Є дослідження, які підтверджують, що йому притаманні досить великі канали - 10 нм і більше. Для кращого розуміння ГЛБ необхідно охарактеризувати ліквор. У 1962 році Міллен і Вулем дали чітке визначення ліквору: «Ліквор - це прозора безбарвна рідина, яка заповнює порожнини шлуночків центральної нервової системи, в подпаутинном просторі омиває зовнішню поверхню головного мозку і в центральному каналі спинний мозок». Ліквор утворюється в судинних сплетеннях, епендими і мозкової паренхіми. Загальний обсяг циркулюючого ліквору - 90-200 мл, в середньому 140 мл. Оновлення його відбувається 4-8 разів на добу. Обсяг ліквору пасивно контролюється швидкістю продукції і розробці, рівним 0,35 мл / хв. Швидкість продукції є пропорційною градієнту тиску між артеріями і ликвором, але залежить також від опору фільтрації. Ліквор пасивно реабсорбується в венозний відділ судинної системи головного мозку. Швидкість резорбції залежить від градієнта тиску ліквор / вена і опору розробці. Градієнт тиску між ликвором і венозних відділом судинної системи отримав назву «ефективного тиску ліквору». Збільшення обсягу ліквору може бути результатом збільшення швидкості продукції або зниження швидкості резорбції. Венозна гіпертензія і збільшення опору резорбції (викликане наявністю крові як при субарахноїдальний крововилив або білків запалення як при інфекційних процесах) є найбільш частими причинами як гострого, так і хронічного збільшення обсягу ліквору. При фізіологічних умовах між продукцією і резорбцією ліквору існує динамічна рівновага. Утворений ліквор реабсорбируется за участю багатьох структур: арахноїдальні ворсини, лімфатична система, мозок, судинні сплетення, капілярний ендотелій, арахноідальной мембрана. Ліквор - своєрідна біологічна рідина, яка відрізняється від всіх інших рідин і необхідна для правильного функціонування мозкової тканини.

Основне фізіологічне значення ліквору полягає в наступному:

1. Здійснює функцію механічного захисту головного мозку.

2. Здійснює екскреторну функцію.

3. Служить транспортним засобом для різних речовин.

4. Виконує контрольну функцію по відношенню до мозкового оточенню (підтримує виключно стабільне оточення мозку, яке повинно бути малочутливе до швидких змін складу крові, мати певну концентрацію катіонів, аніонів та рН).

5. Здійснювати функцію специфічного імунобіологічного бар'єру.

Хімічний склад ліквору схожий зі складом сироватки крові: 89-90% становить вода, 10-11% - сухий залишок, який містить органічні і неорганічні речовини, які беруть участь в обмінних процесах мозку. Органічні речовини представлені білками, гликопротеинами, пептидами і т. Д. Проте всі вони знаходяться в дуже низькій концентрації, яка вимагає для визначення високочутливих методів. На сьогодні виявлено понад 300 білкових фракцій, які можуть входити до складу ліквору.

Енцефалолікворний бар'єр. Існування цього бар'єру визнається далеко не всіма дослідниками, оскільки на сьогодні встановлено, що простір, займане ликвором, представляє безпосереднє продовження позаклітинного складу головного мозку, заповненого рідиною. Так як ці дві рідини вільно повідомляються, то все метаболічні запальні і дегенеративні зміни, що відбуваються в центральній нервовій системі, відображаються у відповідних змінах компонентів ліквору і, зокрема, містяться в ньому білків. Відсутність бар'єру для дифузії має перешкоджати виникненню помітних іонних градієнтів між інтерстиціальної рідиною і ликвором. Дійсно, існує багато незалежних один від одного непрямих доказів подібності іонного складу інтерстиціальноїрідини в тканини центральної нервової системи і ліквору в просторах, прилеглих до цієї тканини. Функціональна єдність ліквору і інтерстиціальної рідини головного мозку ставить питання про те, чи визначається склад обох рідин хоріоідальнимі сплетеннями або рівну, а то й більш важливу, роль відіграють процеси, що протікають на межі розділу між кров'ю і інтерстиціальної рідиною мозку, т. Е на рівні гематоенцефалічний бар'єр ? Як великий обсяг інтерстиціального простору, так і прогресивне збільшення ознак секреторною природи рідини в міру взяття проб з ділянок, все більш віддалених від сплетінь, свідчать про те, що саме мозок визначає склад ліквору, а не навпаки. Більшість даних виразно вказує на наявність дуже схожих транспортних процесів на рівні хоріоідальних сплетінь і гематоенцефалічний бар'єр, в результаті яких утворюються дві дуже подібні первинні рідини, склад яких може ще більше зближуватися в подальшому в силу можливості дифузії між ними. У тканині ЦНС лімфатичних судин немає. Частково їх відсутність компенсується близькістю нервової тканини до ліквору. Так, перебіг ліквору над нервовою тканиною створює умови для дифузії і видалення тих продуктів метаболізму, потрапляння яких в кров через гематоенцефалічний бар'єр утруднено. Коль ми говоримо про певну функціональну роль ліквору в транспорті розчинених речовин з ЦНС або навіть між різними її відділами, набуває важливого значення питання про те, наскільки клітини різних ділянок мозку доступні для зрошення ликвором. У зв'язку з цим доречно навести слова Oldendorf (1967): «У головному мозку дорослої людини не існує точки, віддаленої більш ніж на 2 см від епендими або м'якої мозкової оболонки. Більшість ділянок розташовується в межах 1 см, а велика частина сірої речовини мозку, що володіє високою метаболічною активністю, - в межах декількох міліметрів від них ». Це твердження, ймовірно, не бере до уваги переваскулярних простору, які містять ліквор і поширюються глибоко в мозок до рівня розгалуження артерій або вен на капіляри. Оскільки ліквор в переваскулярних просторах повинен зазнавати значних зсувів в зв'язку з артеріальною пульсацією, можна припускати, що ці простори функціонально ще більш скорочують відстані, про які говорив Oldendorf.

Необхідно підкреслити, що главенствуящая роль гематоенцефалічний бар'єр у визначенні складу інтерстиціальноїрідини головного мозку і тим самим в забезпеченні середовища, необхідної для функціонування нейронів, стає все більш явною. Структури, про які ми говорили, характеризуючи три бар'єри в ЦНС, ембріологічно пов'язані між собою, і, мабуть, всі вони відіграють певну роль в утворенні, регуляції або збереженні складу позаклітинних рідин головного мозку і їх можна розглядати як частини єдиної морфофункциональной системи. Таким чином, будь-яка з речовин може проникнути в нейрон двома шляхами: гематогенним і лікворних. Позаклітинна рідина ЦНС - інтерстиціальна рідина і ліквор «ізольовані» від крові ендотелієм судин мозку і хориоидального епітелієм. Крім того, оскільки тверда мозкова оболонка багата кровоносними судинами, існує бар'єр між ликвором в субарахноїдальний простір і цими судинами. Все це є умовою повної ізоляції мозку.

Необхідно відзначити, що є деякі чітко окреслені області, де бар'єр повністю відсутня. Це, так звані, «віконця» в мозок. До них відносяться нейрогипофиз, серединна піднесення гіпоталамуса (сірий бугор), area postrema, парафиз (межколеночний горбок, субфорнікальное тільце), шишковидная заліза і преоптична западина. У всіх цих областях зазвичай непроникаючі барвники та радіоактивно мічені речовини вільно проходять з крові в тканину. Капіляри тут фенестрірованного і, незважаючи на наявність гліальних оболонок, переваскулярних простір порівняно велике. У разі нейрогипофиза, серединного узвишшя і шишкоподібної залози висока проникність, ймовірно, є адаптивним феноменом, що забезпечує можливість попадання продуктів секреції цих нейроендокринних органів в кровотік. З іншого боку, area postrema і субфорнікальное тільце володіють, мабуть, хеморецепторной функцією. Тут відсутність бар'єру дозволяє складовим частинам плазми безпосередньо проникати до хеморецепторів і Осморецептори.

Однак все вищесказане не означає, що кров і мозок повністю ізольовані один від одного і доставка поживних речовин, кисню, так само і як видалення продуктів метаболізму, здійснюється лише через ліквор (як уже говорилося, гематолікворного бар'єр має значно більшу проникністю).

Для розуміння проникності через гематоенцефалічний бар'єр необхідно згадати закони проникнення речовин через напівпроникну мембрану, якою є ендотелій судин головного мозку.

1. Пасивна дифузія - рух розчинів і речовин в напрямку хімічного або електричного градієнта або обох цих градієнтів без витрати енергії. Таким чином переміщується велика частина молекул води та інших мікро- і макромолекул, включаючи невелику кількість молекул білків.

2. Активний транспорт- рух розчинів і розчинених речовин проти градієнта концентрації з витратою енергії. Класичний приклад такого руху К-Na насос за участю активатора К-Na АТФ-ази. При всіх видах активного трансмембранного перенесення речовин енергія забезпечується, головним чином, за рахунок АТФ.

3. Везикулярний транспорт (подібно піноцитозу) - через клітинне рух великих молекул. Частинки речовини поглинаються мембраною і переносяться через клітини у вигляді бульбашок (везикул). Цей вид перенесення, незважаючи на те, що він відбувається повільно, особливо важливий для глобулінів.

4. Спрощена дифузія - рух метаболітів через мембрани за участю специфічних мембранних переносників, зазвичай без витрат енергії. Мембрана клітини містять не тільки двох молекулярний шар ліпідів, але має і невеликі неелектролітние полярні поля, і специфічні молекули переносників. Молекули переносників можуть фіксуватися на полярних полях або вільно переміщатися в ліпідних шарах і, зв'язуючись із заданою молекулою, легко переносити її через мембрану. Зв'язок між молекулою переносника і яку переносять часткою характеризується стерео специфічністю.

Провідне значення в швидкості руху через гематоенцефалічний бар'єр є розчинність в ліпідах. Існує дуже тісний кореляція між коефіцієнтом розчинності речовин і швидкістю їх проникнення. З'єднання з високою жиророзчинних проходять через бар'єр настільки швидко, що їх проникнення обмежується лише швидкістю кровотоку, а не проникністю бар'єру. Така ситуація вже давно визнається беззастережно і безумовно щодо транспорту кисню і вуглекислого газу між кров'ю і не тільки мозком, а всіма органами і тканинами. Інша група речовин - це з'єднання, що володіють високою полярністю, абсолютно не розчинні в жирах і, отже, в мембрані бар'єру. Їх проникнення в ЦНС повністю залежить від властивостей мембрани.

Методом простої дифузії в головний мозок проникає вода, сечовина, гліцерин, манітол. Проведено ряд експериментів, коли вивчалося проникнення води, міченої радіоактивним ізотопом. Виявлено, що вода проникає через бар'єр дуже швидко і швидкість її проникнення визначається не тільки швидкістю кровотоку, але і властивістю ендотеліальної мембрани - поведінка бар'єру по відношенню до води можна порівняти з поведінкою щільного епітелію. Тут доречно згадати, що будова капілярів головного мозку значно відрізняється від будови капілярів в інших регіонах тіла (ендотеліальні клітини пов'язані безперервними щільними з'єднаннями, немає внутрішньоклітинних проломів, каналів або ланцюжків везикул, розмір пір лише 7А), в результаті чого вони непроникні для великих молекул і щодо непроникні для невеликих, але полярних молекул. Все це робить головний мозок надзвичайно чутливим осмометром. Зниження осмоляльності (осмоляльность визначається як молярное число осмотично активних частинок на кілограм розчинника) сироватки призводить до збільшення набряклості мозку, і навпаки, збільшення осмоляльності сироватки знижує вміст води в тканини мозку. Потрібно звернути увагу на те, що навіть невеликі зміни осмоляльности можуть викликати дуже серйозні зміни, тому що градієнт в 5 мосмоль / кг еквівалентний силі переміщення води, що дорівнює 100 мм рт. ст. У нечисленних експериментах продемонстрована виняткова чутливість тканини мозку до затримки води в відповідь на зміну осмоляльності. Як впливають коливання колоїдної-онкотичноготиск (КОД) на накопичення мозком води? Мається на увазі, що колоїдно-активні молекули забезпечують лише крихітну частину загальної осмоляльности і при интактном гематоенцефалічний бар'єр відповідальні за зовсім невелику рушійну силу (в нормі КОД = 20 мм рт. Ст., В той час як КОД интерстиция мозку становить 0,6 мм рт. Ст .) Це можна порівняти з силою, яка може бути викликана зміною осмотичного градієнта в 1 мосмоль / кг на кордоні капіляр / тканина). Таким чином можна передбачити, що зміни КОД надаватимуть незначний вплив на накопичення води мозком.

Особливо широко вивчена проникність ГЕБ для сечовини (містить 1 атом вуглецю), гліцерину, маннитола (містить 6 атомів вуглецю), оскільки вони застосовуються як агенти, що знижують внутрішньочерепний тиск (ВЧД). Проникність прогресивно падає в міру збільшення розміру молекул. Звідси ясно, чому маннитол як і раніше залишається найбільш вживаним диуретиком для зниження ВЧД і релаксації головного мозку (виводячи воду з тих зон головного мозку, де гематоенцефалічний бар'єр залишається відносно інтактним). Маннитол може викликати тимчасове підвищення внутрішньочерепного об'єму крові через судинорозширювальної ефекту гіпероосмоляльності і як наслідок цього, тимчасово підвищувати ВЧД. Цього не відбувається, якщо є виражена внутрішньочерепна гіпертензія і коли маннитол вводиться з невеликою швидкістю. Отже, немає вагомих причин для відмови від маннитола у більшості нейрохірургічних хворих за винятком пацієнтів із застійною серцевою недостатністю, у яких тимчасове підвищення об'єму циркулюючої крові може привести до посилювання основної патології. Застосовуючи підвищену дозу або повторне введення манітолу необхідно пам'ятати, що висока гиперосмолярность може привести до смерті, так як з кожною повторної дозою маннитол накопичується в інтерстиціальному просторі. Якщо інтерстиціальна осмоляльность стане дуже високою, може змінитися у зворотний бік градієнт між мозком і кров'ю і це призведе до збільшення набряку мозку. Доза маннитола між 0,25 і 1,0 г / кг, що призначається у вигляді 10-15 хвилинної інфузії краще, ніж дуже швидке болюсне введення. Гіпертонічні розчини натрію хлориду (наприклад, 3%) ефективні при проведенні протишокової терапії і можуть гальмувати розвиток набряку головного мозку і / або підйому ВЧД. Для лікування внутрішньочерепної гіпертензії гіпертонічні розчини не менше ефективні, ніж маннитол. Проведено ряд робіт, які демонструють, що 7,5% розчин натрію хлориду має однакову ефективність з 20% манітолом з метою зменшення обсягу головного мозку і зниження ВЧД під час нейрохірургічних операцій. Однак у світлі можливих несприятливих ефектів гіпертонічних розчинів натрію хлориду (високий вміст натрію в плазмі), застосування цих розчинів під час внутрішньочерепних втручань не представляє будь-яких переваг перед манітолом.

Методом полегшеної дифузії через гематоенцефалічний бар'єр проникають цукру і деякі амінокислоти. В даний час система транспорту моносахаров через гематоенцефалічний бар'єр вивчена досить добре. При вивченні розподілу різних цукрів між головним мозком і кров'ю встановлено, що в цій системі бере участь тільки один переносник. Різні цукру мають різний ступінь спорідненості до переносники (принцип конкурентного гальмування). В головний мозок проникає п'ять Д-гексоз. Серед них по проникності глюкоза займає друге місце. В принципі інсулін не впливає на кінетику транспорту цукрів через гематоенцефалічний бар'єр. Однак він збільшує приплив глюкози в мозок, що свідчить про його непрямий вплив на утилізацію глюкози мозком, ймовірно за рахунок зміни балансу між іншими цукрами в крові. Дослідження показали, що підвищений рівень глюкози в крові попередній випадків ішемії (як осередкової, так і тотальної), значно погіршує неврологічний результат. Це призвело до того, що у пацієнтів з патологією головного мозку намагаються уникати призначення розчинів глюкози, якщо для цього немає спеціальних показань (ризик гіпоглікемії). І, крім того, використання глюкози у водному розчині (наприклад, 5% розчин) після метаболізму глюкози знижує осмоляльність крові і призводить до формування набряку всіх тканин, включаючи і мозок.

Амінокислоти також надходять за принципом полегшеної дифузії. Для ряду монокарбонових кислот - ацетат лактат і піруват існує специфічний транспорт через бар'єр. Кетонові тіла - бета-оксибутират і ацетоацетат, які в певних умовах є важливим субстратом дихання головного мозку, майже напевно транспортуються цим же переносником. Крім того, існують особливі переносники для деяких попередників нуклеїнових кислот. Існування специфічного транспорту (полегшеної дифузії) через бар'єр свідчить про можливість адаптації кількості певних переносників до мінливих потреб головного мозку.

Можливість активного транспорту через гематоенцефалічний бар'єр часто постулюють по аналогії з іншими клітинними мембранами, але переконливі докази цього поки що немає. Їх важко отримати як тому, що в експерименті немає можливості аналізувати або конкретизувати склад інтерстиціальноїрідини головного мозку так і тому, що в хоріоідальном епітелії і павутинної оболонки існують потужні секреторні механізми (секреція за своєю суттю представляє активний транспорт). Однак, гистохимически в ендотеліальних клітинах головного мозку виявлено ряд ферментів, які зазвичай не містяться в значних кількостях в ендотелії іншої локалізації. Крім того, ендотеліальні клітини головного мозку містять більше мітохондрій, ніж ендотелій іншої локалізації. Все це свідчить, що в цих клітинах є достатні запаси енергії для забезпечення процесів активного транспорту.

Іонний склад і його гомеостаз в рідких середовищах головного мозку. Концентрація катіонів - К, Са і Мg в лікворі утримується на досить стабільному рівні навіть коли мають місце різкі і тривалі зрушення змісту цих іонів в плазмі крові. У разі До і Мg гомеостаз настільки стійкий, що важко вловити хоч якісь коливання їх концентрації в лікворі при підвищенні або зниженні рівня цих іонів в плазмі крові в кілька разів. Контроль змісту Са хоч і надійний, але менш ефективний.

Настільки ж надійно, як і в лікворі здійснюється регуляція вмісту К, Са і Мg в тканинах головного мозку. При цьому ліквор може помітно впливати на склад інтерстиціальноїрідини головного мозку, т. Е гомеостаз іонів в інтерстиціальної рідини в значній мірі вторинний по відношенню до їх гомеостазу під знову Секретируемая лікворі. Цей гомеостаз підтримується тим, що приплив К, Са і Мg в позаклітинне рідина мозку при зміні їх концентрації в плазмі змінюється слабо, тоді як відтік при збільшенні концентрації речовин в даних просторах круто зростає.

Обсяг головного мозку так само є об'єктом регулювання. Хоча при гострих Гіпоосмолярна станах головний мозок набухає, а при гиперосмолярности зморщується, при збереженні такого стану протягом декількох годин або днів його обсяг майже повністю повертається до норми. Гомеостаз включає, по-видимому, відновлення як позаклітинного, так і внутрішньоклітинного простору до вихідних величин. Оскільки гематоенцефалічний бар'єр вільно проникний для води, а рідина мозку зберігає свою ізотонічність по відношенню до плазми крові, цей гомеостаз повинен включати втрату речовин мозком при Гіпоосмолярна станах і надходження його в мозок в гіперосмолярних умовах. Аналізи тканини мозку показують, що регуляція об'єму позаклітинної рідини пов'язана з втратою або надходженням хлориду натрію. Чи відбувається, в кінцевому рахунку, обмін хлоридом натрію між мозком і кров'ю (через гематоенцефалічний бар'єр) або між мозком і лікворм невідомо.

У нормальних умовах рН ліквору людини приблизно на 0,1 одиниці менше, ніж рН плазми артеріальної крові, рСО2 в ній подібно з таким у крові, що відтікає від головного мозку. Зміст буферних підстав ліквору визначається єдиним присутністю в достатній концентрації буферним аніоном - НСО3. Гомеостаз рН ліквору in vivo вельми надійний. Як при гострих, так і при хронічних метаболічних порушеннях кислотно-лужної рівноваги рН ліквору відхиляється від норми хоча і на невелику, але значиму величину незалежно від того дихає людина самостійно або рСО2 підтримується на постійному рівні за допомогою штучного дихання. При гостро викликаних респіраторних порушеннях спочатку рН ліквору чітко змінюється, але через кілька годин спрацьовують компенсаторні зрушення в буферній основності і концентрації бікарбонату. Гомеостаз рН при респіраторному ацидозі у людини не настільки надійний, як при інших порушеннях кислотно-лужної рівноваги. Гомеостаз рН внутрішньоклітинної рідини головного мозку може визначаться механізмами, розташованими як на мембранах клітин мозку, так і всередині цих клітин, так само як факторами, контролюючими рН ліквору і інтерстиціальної рідини. Рівень внутрішньоклітинного рН подібно рН ліквору надійно контролюється.

Отже, гомеостаз рН рідких середовищ головного мозку залежить, з одного боку, від механізмів, що регулюють рН рідких середовищ організму взагалі, а з іншого - від механізмів, специфічно впливають на рідини мозку. Серед перших очевидне нормалізуючий вплив на рідкі середовища головного мозку надає регуляція рСО2 в результаті змін вентиляції легенів і регуляції бікарбонат-аніону в артеріальній крові в результаті діяльності нирок. На рівні головного мозку і ліквору при тенденції до падіння тканинного рН деякого зменшення рСО2 тканин сприятиме збільшення перфузії кров'ю, обумовлене чутливістю гладких м'язів судин мозку до рН інтерстиціальноїрідини. Однак найбільш потужним є специфічні механізми, що впливають на концентрацію бікарбонату в рідких середовищах головного мозку. До них відносяться буферні властивості білків та інших слабоіонізірованних з'єднань в мозку, а також транспортні механізми, що функціонують на рівні бар'єрів між кров'ю і позаклітинними рідинами головного мозку.

Бар'єр по відношенню до фармакологічних речовин, нейромедіатора і метаболитам. Проникнення лікарських засобів і інших фармакологічно активних агентів в головний мозок визначається тими ж механізмами, які лежать в основі всіх інших речовин. У тих випадках, коли специфічні механізми відсутні; головним чинником, що сприяє проникненню речовин в головний мозок, є їх розчинність в ліпідах. Полярність з'єднань, яку їм найбільше надають групи ОН; -СООН І NН2 обмежує їх проникнення через гематоенцефалічний бар'єр. Ступінь полярності убуває в наступному порядку: вторинні аміни, складні ефіри, прості ефіри. Третинні аміни проникають в ЦНС і мають виражений центральною дією, в той час як речовини, що містять четвертинний азот, повністю позбавлені центральної дії.

На проникнення речовин в головний мозок впливають регіонарні відмінності в проникності ендотелію мозкових капілярів і загальної площі його поверхні в розрахунку на одиницю маси мозку. Так, різні сполуки проникають в сіру речовину, де число капілярів вище, зазвичай швидше, ніж у відносно гірше васкуляризированной білу речовину. Області з високою проникністю можуть обумовлювати перехід в головний мозок таких речовин, для яких основна поверхню гематоенцефалічний бар'єр абсолютно непроникна, наприклад поліпептидів і білків.

Адреналін, норадреналін і серотонін через свою полярної структури майже проходять через гематоенцефалічний бар'єр, тоді як їхні попередники - амінокислоти мають цю здатність завдяки, мабуть, наявності спеціального переносника нейтральних амінокислот. Присутність нейромедіаторів і продуктів їх розпаду в лікворі може вказувати на їх видалення з головного мозку за рахунок «дренирующего» дії останнього. Простагландини Е і F2 вельми активно накопичуються в хоріоідальних сплетеннях. Вони, мабуть, також активно транспортуються з позаклітинної рідини головного мозку в кров арахноідальнимі епітелієм і гематоенцефалічний бар'єр.

Щодо транспорту вітамінів або коензимів спостереження нечисленні. Фоліати і вітамін С накопичуються в лікворі, для них місцем активного транспорту служить хориоидального епітелій. Концентрація цих з'єднань в лікворі і головному мозку утримуються на стабільному рівні, незважаючи на їх недолік в організмі, т. Е є гомеостаз.

Проникнення в головний мозок алкалоїдів групи морфіну визначається, головним чином, їх розчинність в ліпідах. Швидке проникнення героїну обумовлено ацетилюванням двох полярних молекул ОН-груп морфіну. У головному мозку героїн гідролізується і знову стає морфіном. Хоріоідальние сплетення акумулюють, що володіють великою полярністю молекули морфіну і можуть їх активно, хоч і повільно, транспортувати в ліквор.

Всі антибіотики і хемотерапевтіческіе препарати, ймовірно, вільно проникають в ліквор, якщо мозкові оболонки вражені гострим або хронічним запальним процесом. Однак, оскільки ліквідація процесу призводить до відновлення проникності бар'єру, то створюється можливість збереження млявої інфекції.

Бар'єри ЦНС створюють очевидні перешкоди для застосування багатьох лікарських засобів. Так, наприклад, при лейкемії ЦНС виявляється тим місцем, де триває зростання метастазів, які в іншому випадку могли б бути повністю ліквідовані за допомогою цитостатиків.

Підвищення проникності гематоенцефалічний бар'єр. Shanker (1968 г.) теоретично сформулював три основні шляхи збільшення проникності лікарських засобів в головний мозок.

1. Перш, ніж вводити ліки в кровотік, можна було б збільшити проникність бар'єра за допомогою ряду хімічних або фізичних факторів. Експериментально показана можливість оборотного підвищення проникності для імуноглобулінів за допомогою осмотичного шоку (спосіб «руйнування» бар'єру за допомогою введення гіпертонічних розчинів). У цьому випадку, мабуть, відбувається порушення щільних контактів. У відповідних умовах таке відкриття контактів може бути транзиторним, змінюваних відновленням як їх бар'єрних, так і нейрофізіологічних властивостей. Тому, можна сподіватися, що це, або подібний метод, може знайти застосування в клініці при хіміотерапії головного мозку. Однак не ясно, чи можна порушувати цілісність бар'єру в тій мірі, яка достатня для проникнення вводяться з лікувальною метою полярних з'єднань без того, щоб не викликати токсичного пошкодження не ендотеліальних клітин.

2. Лікарський препарат можна безпосередньо вводити в ліквор шляхом ін'єкцій в спинномозковий канал, в шлуночки головного мозку або велику цистерну.

3. І, нарешті, третій найбільш привабливий шлях - так зване лікарський «латентірованіе». Лікарська «латентірованіе» - це надання лікарської речовини хімічним шляхом більшої розчинності в ліпідах із забезпеченням можливості відновлення його вихідної активної форми після того, як воно досягне головного мозку. Класичний приклад - ацетилювання морфіну з утворенням героїну. Залишається тільки дивуватися, що після відкриття героїну в цій, настільки перспективній галузі, зроблено так мало.

Взагалі кажучи, гематоенцефалічний бар'єр славиться своєю стійкістю до ряду фізичних і хімічних впливів, але в деяких специфічних і експериментальних умовах його проникність може збільшуватися. В експерименті підвищення проникності можна викликати:

1. вдиханні газової суміші з різким підвищенням СО2

2. викликання повторних судомних нападів хімічним або електричним шляхом.

3. Підвищенням артеріального тиску на 90 мм рт. ст. і вище.

Головним фактором, що визначає прорив бар'єру при гіпертензії, є високий тиск в мозкових судинах. Положення цілком корелює з відомої зв'язком між мозковим кровотоком і артеріальним тиском. Так, відомо, що при широкому діапазоні коливань АТ кровотік в головному мозку залишається відносно постійним. Ця ауторегуляция повинна бути наслідком прогресивного звуження артеріол при збільшенні тиску. Коли тиск перевищить деяку порогову величину, ауторегуляторние механізми порушуються, і при подальшому підвищенні тиску мозковий кровотік дуже різко зростає. Зрив ауторегуляції мозкового кровотоку сильно залежить від вихідної ступеня дилатації судин. Так, якщо парціальний тиск СО2 перевищує 60 мм рт. ст., зрив ауторегуляції настає «рано», вже при АТ 100-120 мм рт. ст., якщо рСО2 в артерії становить 40-60 мм рт. ст. - При АТ близько 150 мм рт. ст., а коли рСО2 нормально або знижений, зрив ауторегуляції настає зовсім «пізно» - при АТ, що дорівнює 180-200 мм рт. ст. Рівень тиску (180-220 мм рт. Ст.), При якому настає зрив механізмів ауторегуляції, близький до порога, при якому бар'єр в експерименті стає проходимо для синьки Еванса. Отже, дані, що стосуються механізму прориву бар'єру при артеріальній гіпертензії, переконливо свідчать про те, що загальним чинником патогенезу таких порушень є висока окружне натяг стінок судин, що залежать, по-перше, від рівня внутрішньосудинного тиску, по-друге, від ступеня дилатації судин. Той же механізм, мабуть, функціонує і в тих випадках, коли прорив бар'єру обумовлений збільшенням Рсо2 в артерії або приступом судом. Однак при цих станах провідну роль грає не внутрішньосудинне тиск, а ступінь дилатації судин.

Розуміння реакції гематоенцефалічний бар'єр на зниження напруги кисню і зменшення кровотоку має особливо важливе значення, оскільки ці стани швидко викликають загибель клітин ЦНС. Більшістю дослідників підтверджено збереження цілісності гематоенцефалічний бар'єр в умовах гіпоксії та ішемії. В цілому резистентність бар'єру до гіпоксії і ішемії можна віднести за рахунок різної чутливості до нестачі кисню ендотеліальних клітин з одного боку, нейронів і гліальних клітин - з іншого. Безсумнівно, що останні мають високу чутливість до гіпоксії і накопичення метаболітів (або до обох цих факторів разом).

Підвищується проникність бар'єра і при пухлинах головного мозку. При них в судинах можуть виникати порушення ендотелію - його фенестрація і навіть утворення великих щілин між ендотеліальними клітинами.

Необхідно підкреслити ще один важливий момент гематоенцефалічний бар'єр, подібно до інших тканинним бар'єрам, має подвійну функцію - регуляторну і захисну. Обов'язковою умовою для реалізації цих функцій є фізіологічно адекватна, або селективна проникність для різних речовин, необхідних клітинам центральної нервової системи. Ці дані дають підставу вважати, що його функція тісно пов'язана з плином обмінних процесів в головному і спинному мозку. Вищесказане знаходиться у відповідності з уявленнями Л. С. Штерн, що розглядає гематоенцефалічний бар'єр не стільки як анатомічну, скільки фізіологічну або функціональну єдину систему. Різноспрямована фільтрація білків через судинну стінку навіть у хворих з тяжкою черепно-мозковою травмою, що закінчилася летальним результатом, вказує на те, що «прориву» гематоенцефалічний бар'єр в гострому періоді травми не наступає. Отже, гематоенцефалічний бар'єр - це високоспеціалізована система, що володіє властивістю виборчої проникності як по на правлінню, так і за характером, яка зберігає цю здатність аж до летального результату.

література:

1. Актуальні проблеми анестезіології та реаніматології Томассіно К. // Освіжаючий курс лекцій (5-ий випуск). - Архангельськ-Тромсе, 1998. - С. 210-215.

2. Бредбері М. Концепція гематоенцефалічного бар'єру (пер. З англ.) - М .: Медицина, - 1983. - 480 с.

3. Росин Я. А. Вчення Л. С. Штерн про гистогематических бар'єри. // Збірник, присвячений 100-річчю від дня народження академіка Л. С. Штерн - Москва, 1981. - С. 22-33.

4. Ейнштейн Е. Білки мозку і спинномозкової рідини в нормі та патології (пер. З англ.) - М .: Світ, 1988. - 278 с.





 Вибрані лекції з анестезіології та реаніматології |  Новокузнецкого ГИДУВа |  авторський колектив |  Новокузнецька ГИДУВа |  Професор Червінський Анатолій Олександрович |  ІНТЕНСИВНОЇ ТЕРАПІЇ ЧЕРЕПНО-мозкова травма |  Фази клінічного перебігу травматичної патології головного мозку |  Клінічні форми черепно-мозкової травми |  Критерії оцінки тяжкості постраждалих при черепно-мозковій травмі |  Клінічна класифікація ускладнень при черепно-мозковій травмі |

© 2016-2022  um.co.ua - учбові матеріали та реферати