Как мозг борется с агрессорами?

Мозг – уникальный орган человеческого тела. С его помощью мы думаем, чувствуем и проявляем индивидуальность. Несмотря на то, что мозг весит не более 1300 грамм, его энергетическая потребность намного превышает потребность остальных органов. Только в уравновешенной среде, состоящей из электролитов и продуктов обмена веществ, мозг безошибочно выполняет свои сложные задания. С нарушениями обмена веществ, обычными для других частей тела, мозг не справится в одиночку. Являясь центральным пунктом управления, мозг должен быть защищён от таких внешних атак, как инфекции. Именно в этом и состоит задача гематоэнцефалического барьера (ГЭБ).

 

Гематоэнцефалический барьер

 

Вместе со спинным мозгом головной мозг образует центральную нервную систему (ЦНС). Они соединяются там, где голова переходит в шею. Головной и спинной мозг являются основными элементами многих структур и задач. От всего остального организма они отделены гематоэнцефалическим барьером. О существовании подобного барьера между кровью и центральной нервной системой ученые догадывались давно, но лишь в 1967 смогли доказать её наличие под микроскопом.

 

ГЭБ – ограждение, обеспечение и устранение отходов

 

Центральная нервная система снабжается кровью не напрямую. Между каждым маленьким кровеносным сосудом и окружающей мозговой тканью находится гематоэнцефалический барьер. У него три задачи: защищать центральную нервную систему от внешних воздействий, снабжая ее в достаточной мере питательными веществами и кислородом, и обеспечивать вывод продуктов обмена веществ. Защиту ЦНС можно сравнить с плацентой, которая во время беременности образует границу между системами кровообращения матери и ребёнка, защищая малыша и обеспечивая его всем необходимым.

 

Что проходит через гематоэнцефалический барьер?

 

Гематоэнцефалический барьер пропускает только очень маленькие молекулы, например, молекулы кислорода. Для бòльших веществ существуют другие системы транспортировки. Они обеспечивают контролируемую транспортировку, например, глюкозы или нейромедиаторов из крови в мозг. Мозг тщательно защищён гематоэнцефалическим барьером от проникновения всех других веществ, например токсинов или возбудителей заболеваний. Тем не менее, некоторые вещества могут преодолеть этот барьер и спровоцировать воспаление мозговой оболочки.

 

Наглядно описать защитную функцию гематоэнцефалического барьера можно на примере желтухи: у человека, больного желтухой, все органы становятся жёлтыми. Особенно отчётливо это проявляется на коже. Не желтеет только ЦНС, потому что жёлтый пигмент не может преодолеть гематоэнцефалический барьер.

 

Как выглядит гематоэнцефалический барьер?

 

Стенки капилляров мозга выстилают эндотелиальные клетки, не имеющие промежутков. Над ними находится тонкая мембрана, окружающая кровеносные сосуды. Далее находится мозговая ткань - ответвления астроцитов, окружающие мембрану. Астроциты не являются нервными клетками, они обеспечивают перемещение веществ от стенки капилляра до плазматической мембраны нейронов. Астроциты располагаются между нервными клетками, отвечающими за способность мыслить.

 

В других органах, например в печени, между отдельными эндотелиальными клетками капилляров есть промежутки. Через них происходит активный обмен веществ крови и ткани, который необходим печени, но не мозгу.

 

Гематоликворный барьер

 

Кроме гематоэнцефалического барьера существует также гематоликворный барьер. Он располагается на границе между кровеносными сосудами и спинно-мозговой жидкостью (ликвором). Циркулируя в желудочках мозга, мозговая жидкость поддерживает трофические и обменные процессы между кровью и мозгом, и выделение продуктов его метаболизма. Гематоликворный барьер несёт защитную функцию и поддерживает баланс ЦНС. Он пропускает только крохотные вещества, необходимые спинно-мозговой жидкости, таким образом влияя на их синтез.

 

Гематоэнцефалический барьер как препятствие

 

Гематоэнцефалический барьер имеет большое значение во время приёма медикаментов. Многие лекарства ни в коем случае не должны попасть в мозг, по причине большого риска побочных эффектов. Тем не менее, при неврологических заболеваниях необходимо, чтобы медикамент проник в мозговую ткань, например при болезни Паркинсона или при опухоли мозга. В этих случаях, лечение зачастую становится неэффективным, так как лекарства не могут преодолеть ГЭБ. Ученые интенсивно занимаются разработкой неврологических медикаментов, которые надёжно преодолевают гематоэнцефалический барьер.

 

Нарушения гематоэнцефалического барьера

 

Определённые заболевания – воспаления, инсульты, опухоли или травмы – приводят к нарушениям гематоэнцефалического барьера. Врачи могут убедиться в этом во время диагностики. Если в вену ввести контрастный препарат, он распределяется по всему организму, не проникая при этом в мозговую ткань. Но на месте повреждения гематоэнцефалического барьера, контрастное вещество проникает в мозговую ткань. Во время диагностики это видно при помощи компьютерной томографии или МРТ. Для врачей проникновение или непроникновение контрастного вещества в мозговую ткань является важным диагностическим показателем того, имеются ли нарушения гематоэнцефалического барьера.

 

Источник: Др. Сузаннэ Шмюллинг