Hematoencefalická bariéra chráni miechu alebo mozog. Placentárna biologická bariéra. Autoregulácia cerebrálneho obehu

Ľudské telo a vyššie živočíchy majú množstvo špecifík fyziologických systémov, poskytujúce prispôsobenie (prispôsobenie) neustále sa meniacim podmienkam existencie. Tento proces úzko súvisí s potrebou udržiavať stálosť základných fyziologických parametrov, vnútorné prostredie telo, fyzické chemické zloženie tkanivový mok medzibunkový priestor.

Medzi homeostatické adaptačné mechanizmy určené na ochranu orgánov a tkanív pred cudzorodé látky a regulujú stálosť zloženia tkaniva medzibunková tekutina, popredné miesto zaujíma hematoencefalická bariéra.

Termín „krvno-mozgová bariéra“ navrhli L.S. Stern a R. Gauthier v roku 1921. Krvo-mozgová bariéra (BBB) ​​patrí k množstvu vnútorných alebo histohematických bariér, ktoré sa priamo ohradzujú. živné médium jednotlivé orgány z univerzálneho vnútorného prostredia – krvi. BBB je komplex fyziologický mechanizmus, ktorý sa nachádza v centrálnom nervovom systéme na hranici medzi krvou a nervovým tkanivom a reguluje prietok krvi do cerebrospinálnej tekutiny a nervové tkanivo látok cirkulujúcich v krvi. BBB sa podieľa na regulácii zloženia cerebrospinálnej tekutiny (CSF) (Agajanyan N.A., Torshin, V.I., 2001).

Hlavné ustanovenia BBB zdôrazňujú nasledovné:

Hematoencefalická bariéra je z veľkej časti nie anatomické vzdelanie, A funkčný koncept, charakterizujúce určitý fyziologický mechanizmus;

Prenikanie látok do mozgu sa neuskutočňuje hlavne cez likérové ​​cesty, ale cez obehový systém na úrovni kapilár - nervová bunka;

Ako každý fyziologický mechanizmus existujúci v tele, hematoencefalická bariéra je pod regulačným vplyvom nervového a humorálneho systému;

Medzi faktormi, ktoré kontrolujú hematoencefalickú bariéru, je na prvom mieste úroveň aktivity a metabolizmus nervového tkaniva.

2. Znaky morfologickej stavby

Mozgové kapiláry sa vyznačujú tým, že endotelové bunky nemajú ani póry, ani fenestry. Susedné bunky sa navzájom prekrývajú dlaždicovým spôsobom. V oblasti bunkových spojení sú koncové dosky. Bazálna membrána má trojvrstvovú štruktúru a obsahuje málo pericytov. Hlavným rozdielom medzi touto štruktúrou je prítomnosť gliových prvkov umiestnených medzi krvnou cievou a neurónom. Procesy astrocytov tvoria akýsi plášť okolo kapiláry, čo zabraňuje prenikaniu látok do mozgového tkaniva a obchádza gliové prvky. Existujú perineuronálne gliocyty, ktoré sú v tesnom kontakte s neurónmi. BBB zahŕňa extracelulárny priestor vyplnený hlavnou amorfnou látkou sacharidovo-proteínovej povahy (mukopolysacharidy a mukoproteíny).

3. Funkcie hematoencefalickej bariéry

Hematoencefalická bariéra reguluje prienik biologicky aktívnych látok, metabolitov, chemických látok, pôsobiaci na citlivé štruktúry mozgu, zabraňuje vstupu cudzorodých látok, mikroorganizmov a toxínov do mozgu.

Hlavnou funkciou charakterizujúcou hematoencefalickú bariéru je priepustnosť bunkovej steny. Požadovaná úroveň fyziologická priepustnosť, primeraná funkčnému stavu organizmu, určuje dynamiku vstupu fyziologicky aktívnych látok do nervových buniek mozgu.

Funkčný diagram hematoencefalickej bariéry zahŕňa spolu s histohematickou bariérou neurogliu a systém likvorových priestorov (Rosin Ya. A. 2000). Histohematická bariéra má dvojakú funkciu: regulačnú a ochrannú. Regulačná funkcia zabezpečuje relatívna stálosť fyzikálne a fyzikálno-chemické vlastnosti, chemické zloženie, fyziologická aktivita medzibunkového prostredia orgánu v závislosti od jeho funkčný stav. Ochranná funkcia Histohematická bariéra má chrániť orgány pred vstupom cudzích alebo toxických látok endo- a exogénneho charakteru.

Vedúcou zložkou morfologického substrátu hematoencefalickej bariéry, ktorá zabezpečuje jej funkcie, je stena mozgovej kapiláry. Na prenikanie látky do mozgových buniek existujú dva mechanizmy: cez mozgovomiechový mok, ktorý slúži ako medzičlánok medzi krvou a nervovou alebo gliovou bunkou, ktorá plní nutričnú funkciu (tzv. dráha mozgovomiechového moku), a cez kapilárnu stenu. V dospelom organizme je hlavná cesta pohybu látok do nervových buniek hematogénna (cez steny kapilár); likérová cesta sa stáva pomocnou, doplnkovou.

Priepustnosť hematoencefalickej bariéry závisí od funkčného stavu organizmu, obsahu mediátorov, hormónov a iónov v krvi. Zvýšenie ich koncentrácie v krvi vedie k zníženiu priepustnosti hematoencefalickej bariéry pre tieto látky.

Zdá sa, že funkčný systém hematoencefalickej bariéry je dôležitý komponent neurohumorálna regulácia. Reverzný princíp sa realizuje najmä cez hematoencefalickú bariéru. chemická väzba v organizme. Takto prebieha mechanizmus homeostatickej regulácie zloženia vnútorného prostredia organizmu.

Reguláciu funkcií hematoencefalickej bariéry vykonávajú vyššie časti centrálneho nervového systému a humorálne faktory. V regulácii hrá významnú úlohu hypotalamo-hypofýzový nadobličkový systém. Pri neurohumorálnej regulácii hematoencefalickej bariéry dôležité mať metabolické procesy najmä v mozgovom tkanive. o rôzne druhy cerebrálna patológia, napríklad úrazy, rôzne zápalové lézie mozgového tkaniva, je potrebné umelo znížiť úroveň permeability hematoencefalickej bariéry. Farmakologické zásahy môžu zvýšiť alebo znížiť penetráciu do mozgu rôzne látky, zavedené zvonka alebo cirkulujúce v krvi (Pokrovsky V.M., Korotko G.F., 2003).

4. Transport látok cez hematoencefalickú bariéru

Hematoencefalická bariéra nielen zastavuje a zabraňuje celý riadok látok z krvi do mozgu, ale plní aj opačnú funkciu – transportuje látky potrebné pre metabolizmus mozgového tkaniva. Hydrofóbne látky a peptidy vstupujú do mozgu buď cez špeciálne transportné systémy, alebo cez kanály v bunkovej membráne. Pre väčšinu ostatných látok je možná pasívna difúzia.

Existuje niekoľko typov transportu látok cez BBB

4.1 Medzibunkový transport

V kapilárach periférnych orgánov a tkanív dochádza k transportu látok najmä cez fenestrácie cievna stena a medzibunkových priestorov. Za normálnych okolností nie sú medzi endotelovými bunkami mozgových ciev takéto medzery. Z tohto dôvodu živiny preniká do mozgu len cez bunkovú stenu. Voda, glycerol a močovina môžu voľne difundovať cez tesné spojenia medzi endotelovými bunkami BBB.

4.2 Priepustnosť rúrok

Malé polárne látky, ako sú molekuly vody, majú ťažkosti s difúziou cez hydrofóbne časti membrány endotelových buniek. Napriek tomu sa ukázalo, že BBB je vysoko priepustný pre vodu.

V bunkovej membráne endotelovej bunky sú špeciálne hydrofilné kanály - aquapory. V endoteli periférne cievy sú tvorené proteínom aquaporin-1 (AQP1), ktorého expresiu inhibujú astrocyty v mozgových cievnych bunkách. Na povrchu membrán buniek v kapilárnej sieti mozgu je prítomný najmä akvaporín-4 (AQP4) a aquaporín-9 (AQP9).

Prostredníctvom akvaporov sa reguluje obsah vody v mozgu. Umožňujú rýchlu difúziu vody tak v smere do mozgu, ako aj v smere cievneho riečiska v závislosti od osmotického gradientu koncentrácií elektrolytov. Pre glycerol, močovinu a množstvo ďalších látok sa na povrchu bunkových membrán vytvárajú vlastné kanály - aquaglyceroporíny. V BBB sú zastúpené najmä proteínom aquaporin-9, ktorý tiež vytvára aquapory.

Proces transportu molekúl cez špecializované kanály je rýchlejší ako aktívny transport pomocou špeciálnych transportných proteínov. Rôzne biologicky aktívne látky môžu súčasne aktivovať alebo inaktivovať transportné kanály umiestnené na bunkových membránach.

4.3 Voľná ​​difúzia

Najjednoduchšou formou dopravy cez BBB je voľná (alebo pasívna) difúzia. Môže sa vyskytnúť ako cez bunkové membrány endotelových buniek, tak aj cez tesné medzibunkové spojenia. Na difúziu látok, hnacia sila je rozdiel v koncentrácii. Difúzia látok je úmerná koncentračnému gradientu v krvnom obehu a mozgovom tkanive. Nevyžaduje výdaj bunkovej energie.

Hematoencefalická bariéra je prítomná u všetkých stavovcov. Prechádza medzi centrálnym nervovým a obehovým systémom. Ďalej sa pozrime bližšie na pojem „krvno-mozgová bariéra“: čo to je, aké úlohy plní.

Historické informácie

Prvý dôkaz o existencii hematoencefalickej bariéry získal Paul Ehrlich v roku 1885. Zistil, že farbivo vstreknuté do krvného obehu potkana sa dostalo do všetkých tkanív a orgánov, s výnimkou mozgu. Ehrlich naznačil, že látka sa pri intravenóznom podaní nerozšírila do mozgového tkaniva, pretože s nimi nesúvisela. Tento záver sa ukázal ako nesprávny. V roku 1909 Ehrlichov študent Goldman zistil, že farbivo trypánovej modrej nepreniká intravenózne podanie do mozgu, ale farbí vaskulárny plexus komôr. V roku 1913 preukázal, že zavedený kontrastná látka V cerebrospinálnej tekutiny kôň alebo pes je distribuovaný v tkanivách miechy a mozgu, ale neovplyvňuje periférne orgány a systémy. Na základe výsledkov experimentov Goldman vyslovil hypotézu, že medzi krvou a mozgom je prekážka, ktorá bráni prenikaniu neurotoxických zlúčenín.

Fyziológia človeka

Mozog váži približne 2% celkovej telesnej hmotnosti. Spotreba kyslíka centrálnym nervovým systémom je do 20% celkového objemu vstupujúceho do tela. Mozog sa líši od ostatných orgánov tým, že má najmenšiu zásobu nutričných zlúčenín. Nervové bunky nie sú schopné pokryť svoje energetické potreby iba pomocou anaeróbnej glykolýzy. Keď sa prietok krvi do mozgu zastaví, v priebehu niekoľkých sekúnd dôjde k strate vedomia a po 10 minútach odumierajú neuróny. Ľudská fyziológia je navrhnutá tak, aby energetické potreby mozgových štruktúr boli splnené prostredníctvom aktívneho transportu nutričných zlúčenín a kyslíka cez BBB. Krvné cievy centrálneho nervového systému majú niektoré štrukturálne a funkčné vlastnosti. To ich odlišuje od obehových sietí iných systémov a orgánov. Údaje charakteristické rysy zabezpečujú výživu, udržiavajú homeostázu a odstraňujú odpadové látky.

Hematoencefalická bariéra: fyziológia

Normálna mozgová aktivita je možná len za podmienok biochemickej a elektrolytovej homeostázy. Kolísanie vápnika v krvi, pH a iných ukazovateľov by nemalo ovplyvniť stav nervového tkaniva. Musí byť chránený aj pred prienikom neurotransmiterov, ktoré cirkulujú v krvi a môžu meniť aktivitu neurónov. Zahraniční agenti by sa nemali dostať do mozgu: patogénne mikroorganizmy a xenobiotiká. Štrukturálne vlastnosti BBB prispievajú k tomu, že je tiež imunologickou prekážkou, pretože je nepreniknuteľná veľká kvantita protilátky, mikroorganizmy a leukocyty. Poruchy hematoencefalickej bariéry môžu vyvolať poškodenie centrálneho nervového systému. Mnohé neurologické patológie nepriamo alebo priamo súvisia s poškodením BBB.

Štruktúra

Aká je štruktúra hematoencefalickej bariéry? Hlavným prvkom sú endotelové bunky. Hematoencefalická bariéra zahŕňa aj astrocyty a pericyty. V mozgových cievach sú medzi endotelovými bunkami tesné spojenia. Medzery medzi prvkami BBB sú menšie ako v iných tkanivách tela. Endotelové bunky, astrocyty a pericyty pôsobia ako štrukturálny základ hematoencefalickej bariéry nielen u ľudí, ale aj u väčšiny stavovcov.

Tvorenie

Až do konca 20. storočia panoval názor, že u novorodencov a embryí nie je úplne vyvinutá hematoencefalická bariéra a jej funkcie. Tento pomerne rozšírený názor bol spôsobený niekoľkými neúspešnými skúsenosťami. Počas experimentov sa embryám a dospelým zvieratám injekčne podávali farbivá naviazané na proteín alebo iné markery. Prvé takéto experimenty sa uskutočnili v roku 1920. Markery vstreknuté do embryí sa šíria po celom mozgovom tkanive a tekutine miecha. Toto nebolo pozorované u dospelých zvierat. Počas experimentov sa urobili niektoré chyby. Najmä v niektorých experimentoch sa použil príliš veľký objem farbiva, v iných sa zvýšil osmotický tlak. V dôsledku toho došlo k čiastočnému poškodeniu cievnej steny, čo spôsobilo rozšírenie markera po celom mozgovom tkanive. o správne umiestnenie Neboli zaznamenané žiadne skúsenosti s prechodom cez hematoencefalickú bariéru. V krvi embrya sú vo veľkých objemoch prítomné molekuly zlúčenín, ako je transferín, alfa1-fetoproteín a albumín. Tieto látky nie sú detegované, avšak P-glykoproteínový transportér bol identifikovaný v medzibunkovom priestore mozgového tkaniva, v embryonálnom endoteli. To zase naznačuje prítomnosť hematoencefalickej bariéry v prenatálnom období.

Priepustnosť

Počas vývoja organizmu je zaznamenané zlepšenie BBB. Pre polarizované malé molekuly, napríklad sacharózu a inulín, je priepustnosť hematoencefalickej bariéry u novorodenca a plodu výrazne vyššia ako u dospelých. Podobný efekt nájdené aj pre ióny. Prechod inzulínu a aminokyselín cez hematoencefalickú bariéru sa výrazne urýchli. To je pravdepodobne spôsobené veľká potreba rastúci mozog. Zároveň má embryo bariéru medzi tkanivom a cerebrospinálnou tekutinou - „kontakty pásu“ medzi prvkami ependýmu.

Mechanizmy prechodu cez BBB

Existujú dva hlavné spôsoby, ako prekonať bariéru:

Pre malé molekuly (napríklad kyslík) alebo prvky, ktoré sú ľahko rozpustné v zložkách lipidovej membrány nachádzajúcich sa v hematoencefalickej bariére, je najjednoduchšie preniknúť cez hematoencefalickú bariéru. gliové bunky(napríklad etanol). Použitím vysoko špecializovaných mechanizmov na prekonanie hematoencefalickej bariéry cez ňu prenikajú huby, baktérie a vírusy. Napríklad patogény herpesu prechádzajú nervovými bunkami slabé telo a vstupujú do centrálneho nervového systému.

Využitie vlastností BBB vo farmakológii

Moderné účinné lieky sú vyvinuté s prihliadnutím na priepustnosť hematoencefalickej bariéry. Napríklad farmaceutický priemysel vyrába syntetické analgetiká na báze morfínu. Ale na rozdiel od neho drogy neprechádzajú cez BBB. Vďaka tomu lieky účinne zmierňujú bolesť bez toho, aby bol pacient závislý od morfínu. Existovať rôzne antibiotiká, prenikajúce cez hematoencefalickú bariéru. Mnohé z nich sa považujú za nevyhnutné pri liečbe niektorých infekčné patológie. Treba mať na pamäti, že predávkovanie liekmi môže vyvolať závažné komplikácie- paralýza a smrť nervov. V tejto súvislosti odborníci dôrazne neodporúčajú samoliečbu antibiotikami.

Lieky prechádzajúce cez BBB

Hematoencefalická bariéra je selektívne priepustná. Takže nejaké tie biologické aktívne zlúčeniny- napríklad katecholamíny neprechádzajú cez BBB. Existujú však malé oblasti v blízkosti hypofýzy, epifýzy a niekoľkých oblastí hypotalamu, kde tieto látky môžu prechádzať hematoencefalickou bariérou. Pri predpisovaní liečby lekár berie do úvahy vlastnosti BBB. Napríklad v praktickej gastroenterológii sa v procese hodnotenia intenzity zohľadňuje priepustnosť bariéry vedľajší účinok niektoré lieky na tráviace orgány. V tomto prípade sa snažia uprednostniť tie lieky, ktoré prechádzajú cez BBB horšie. Pokiaľ ide o antibiotiká, medzi tými, ktoré dobre prenikajú cez bariéru, je potrebné uviesť liek "Nifuratel". Je tiež známy ako "McMirror". Prokinetika prvej generácie dobre prekonávajú BBB. Patria sem najmä lieky ako Bimaral a Metoklopramid. Účinnou látkou v nich je brómprid.

Ďalšia generácia prokinetických liekov tiež prechádza cez jamku BBB. Medzi nimi sú také lieky ako "Motilak", "Motilium". V nich účinná látka- domperidón. Lieky ako Itomed a Ganaton horšie prenikajú cez hematoencefalickú bariéru. V nich účinná látka- itoprid. Najlepší stupeň prechodu cez BBB sa pozoruje pri liekoch, ako sú ampicilín a cefazolín. Treba tiež povedať, že schopnosť prenikať cez hematoencefalickú bariéru je vyššia pre zlúčeniny rozpustné v tukoch ako pre zlúčeniny rozpustné vo vode.

1.Úvod 2

2. Znaky morfologickej stavby 4

3.Funkcie hematoencefalickej bariéry 5

4. Transport látok cez hematoencefalickú bariéru 7

4.1 Medzibunkový transport 7

4.2 Priepustnosť rúrok 7

4.3 Voľná ​​difúzia 8

4.4 Uľahčená difúzia 9

4.5 Aktívna preprava 10

4.6 Vezikulárny transport 11

5. Oblasti mozgu bez hematoencefalickej bariéry 13

6. Poškodenie hematoencefalickej bariéry 14

7. Priepustnosť hematoencefalickej bariéry pre antibakteriálne liečivá 17

8. Bariéra krv-cerebrospinálny mok 18

Literatúra 19

  1. Úvod

Ľudské telo a vyššie živočíchy majú množstvo špecifických fyziologických systémov, ktoré zabezpečujú adaptáciu (prispôsobenie) neustále sa meniacim podmienkam existencie. Tento proces úzko súvisí s potrebou nevyhnutne udržiavať stálosť základných fyziologických parametrov, vnútorného prostredia organizmu a fyzikálno-chemického zloženia tkanivového moku medzibunkového priestoru.

Medzi homeostatickými adaptačnými mechanizmami určenými na ochranu orgánov a tkanív pred cudzorodými látkami a reguláciu stálosti zloženia tkanivovej medzibunkovej tekutiny zaujíma hematoencefalická bariéra popredné miesto.

Termín „krvno-mozgová bariéra“ navrhli L.S. Stern a R. Gauthier v roku 1921. Krvo-mozgová bariéra (BBB) ​​patrí k množstvu vnútorných alebo histohematických bariér, ktoré priamo ohradzujú živné médium jednotlivých orgánov. univerzálne vnútorné prostredie – krv. BBB je komplexný fyziologický mechanizmus umiestnený v centrálnom nervovom systéme na hranici medzi krvou a nervovým tkanivom a reguluje tok látok cirkulujúcich v krvi z krvi do cerebrospinálnej tekutiny a nervového tkaniva. BBB sa podieľa na regulácii zloženia cerebrospinálnej tekutiny (CSF) (Agajanyan N.A., Torshin, V.I., 2001).

Hlavné ustanovenia BBB zdôrazňujú nasledovné:

Hematoencefalická bariéra je z veľkej časti nie anatomické vzdelanie, ale funkčný koncept charakterizujúci určitý fyziologický mechanizmus;

K penetrácii látok do mozgu nedochádza hlavne cez likérové ​​cesty, ale cez obehový systém na úrovni kapilárno-nervových buniek;

Ako každý fyziologický mechanizmus existujúci v tele, hematoencefalická bariéra je pod regulačným vplyvom nervového a humorálneho systému;

Medzi faktormi, ktoré kontrolujú hematoencefalickú bariéru, je na prvom mieste úroveň aktivity a metabolizmus nervového tkaniva.

  1. Vlastnosti morfologickej štruktúry

Mozgové kapiláry sa vyznačujú tým, že endotelové bunky nemajú ani póry, ani fenestry. Susedné bunky sa navzájom prekrývajú dlaždicovým spôsobom. V oblasti bunkových spojení sú koncové dosky. Bazálna membrána má trojvrstvovú štruktúru a obsahuje málo pericytov. Hlavným rozdielom medzi touto štruktúrou je prítomnosť gliových prvkov umiestnených medzi krvnou cievou a neurónom. Procesy astrocytov tvoria akýsi plášť okolo kapiláry, čo zabraňuje prenikaniu látok do mozgového tkaniva a obchádza gliové prvky. Existujú perineuronálne gliocyty, ktoré sú v tesnom kontakte s neurónmi. BBB zahŕňa extracelulárny priestor vyplnený hlavnou amorfnou látkou sacharidovo-proteínovej povahy (mukopolysacharidy a mukoproteíny).

  1. Funkcie hematoencefalickej bariéry

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.

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.

Funkčný diagram hematoencefalickej bariéry zahŕňa spolu s histohematickou bariérou neurogliu a systém likvorových priestorov (Rosin Ya. A. 2000). 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 morfologického substrátu hematoencefalickej bariéry, ktorá zabezpečuje jej funkcie, je stena mozgovej kapiláry. Na prenikanie látky do mozgových buniek existujú dva mechanizmy: cez mozgovomiechový mok, ktorý slúži ako medzičlánok medzi krvou a nervovou alebo gliovou bunkou, ktorá plní nutričnú funkciu (tzv. dráha mozgovomiechového moku), a cez kapilárnu stenu. V dospelom organizme je hlavná cesta pohybu látok do nervových buniek hematogénna (cez steny kapilár); likérová cesta sa stáva pomocnou, doplnkovou.

Priepustnosť hematoencefalickej bariéry závisí od funkčného stavu organizmu, obsahu mediátorov, hormónov a iónov v krvi. Zvýšenie ich koncentrácie v krvi vedie k zníženiu priepustnosti hematoencefalickej bariéry pre tieto látky.

Funkčný systém hematoencefalickej bariéry sa javí ako dôležitá súčasť neurohumorálnej regulácie. Najmä princíp chemickej spätnej väzby v tele sa realizuje cez hematoencefalickú bariéru. Takto prebieha mechanizmus homeostatickej regulácie zloženia vnútorného prostredia organizmu.

Reguláciu funkcií hematoencefalickej bariéry vykonávajú vyššie časti centrálneho nervového systému a humorálne faktory. V regulácii hrá významnú úlohu hypotalamo-hypofýzový nadobličkový systém. Pri neurohumorálnej regulácii hematoencefalickej bariéry sú dôležité metabolické procesy, najmä v mozgovom tkanive. Pri rôznych typoch cerebrálnych patológií, napríklad úrazoch, rôznych zápalových léziách mozgového tkaniva, je potrebné umelo znížiť úroveň permeability hematoencefalickej bariéry. Farmakologické vplyvy môžu zvýšiť alebo znížiť prienik rôznych látok zavedených zvonku alebo cirkulujúcich v krvi do mozgu (Pokrovsky V.M., Korotko G.F., 2003).

  1. Transport látok cez hematoencefalickú bariéru

Hematoencefalická bariéra nielen spomaľuje a zabraňuje prechodu množstva látok z krvi do mozgu, ale plní aj opačnú funkciu – transportuje látky potrebné pre metabolizmus mozgového tkaniva. Hydrofóbne látky a peptidy vstupujú do mozgu buď cez špeciálne transportné systémy, alebo cez kanály v bunkovej membráne. Pre väčšinu ostatných látok je možná pasívna difúzia.

Existuje niekoľko typov transportu látok cez BBB

4.1 Medzibunkový transport

V kapilárach periférnych orgánov a tkanív dochádza k transportu látok najmä cez fenestrácie cievnej steny a medzibunkových priestorov. Za normálnych okolností nie sú medzi endotelovými bunkami mozgových ciev takéto medzery. V tomto ohľade živiny prenikajú do mozgu iba cez bunkovú stenu. Voda, glycerol a močovina môžu voľne difundovať cez tesné spojenia medzi endotelovými bunkami BBB.

4.2 Priepustnosť rúrok

Malé polárne látky, ako sú molekuly vody, majú ťažkosti s difúziou cez hydrofóbne časti membrány endotelových buniek. Napriek tomu sa ukázalo, že BBB je vysoko priepustný pre vodu.

V bunkovej membráne endotelovej bunky sú špeciálne hydrofilné kanály - aquapory. V endoteli periférnych ciev sú tvorené proteínom aquaporin-1 (AQP1), ktorého expresiu inhibujú astrocyty v mozgových cievnych bunkách. Na povrchu membrán buniek v kapilárnej sieti mozgu je prítomný najmä akvaporín-4 (AQP4) a aquaporín-9 (AQP9).

Prostredníctvom akvaporov sa reguluje obsah vody v mozgu. Umožňujú rýchlu difúziu vody tak v smere do mozgu, ako aj v smere cievneho riečiska v závislosti od osmotického gradientu koncentrácií elektrolytov. Pre glycerol, močovinu a množstvo ďalších látok sa na povrchu bunkových membrán vytvárajú vlastné kanály - aquaglyceroporíny. V BBB sú zastúpené najmä proteínom aquaporin-9, ktorý tiež vytvára aquapory.

Proces transportu molekúl cez špecializované kanály je rýchlejší ako aktívny transport pomocou špeciálnych transportných proteínov. Rôzne biologicky aktívne látky môžu súčasne aktivovať alebo inaktivovať transportné kanály umiestnené na bunkových membránach.

4.3 Voľná ​​difúzia

Najjednoduchšou formou dopravy cez BBB je voľná (alebo pasívna) difúzia. Môže sa vyskytnúť ako cez bunkové membrány endotelových buniek, tak aj cez tesné medzibunkové spojenia. Pre difúziu látok je hnacou silou rozdiel v koncentráciách. Difúzia látok je úmerná koncentračnému gradientu v krvnom obehu a mozgovom tkanive. Nevyžaduje výdaj bunkovej energie.

Lipofilné štruktúrne prvky bunkovej membrány, ako aj tesné medzibunkové spojenia, znižujú množstvo látok, ktoré môžu voľne difundovať cez BBB. Priepustnosť BBB priamo závisí od lipofilnosti každej konkrétnej látky.

Priepustnosť BBB závisí aj od molárnej hmotnosti látky. Molekuly s hmotnosťou vyššou ako 500 g/mol nemôžu difundovať cez BBB. Zároveň BBB nie je mechanická bariéra, ktorá voľne prepúšťa menšie molekuly a neumožňuje prechod väčším molekulám. Proces bunkovej difúzie je dynamický a je jednoduchší pre látky s molekulovou hmotnosťou 200 g/mol ako pre látky s molekulovou hmotnosťou 450 g/mol. Čím viac lipofilné a menej látky, tým ľahšie preniká bunková membrána.

V roku 1971 nemecký biofyzik G. Treubl predložil hypotézu o transporte molekúl s nízkou hmotnosťou cez bunkovú membránu. Podľa nej vstupujú do bunky cez malé medzery medzi reťazcami mastných kyselín dvojitej vrstvy membrány. Tieto priestory sú variabilné a ich vznik nevyžaduje bunkovú energiu. Treublého teória bola dokázaná spektroskopicky v roku 1974.

Lipofilita a nízka molekulová hmotnosť nezaručujú priepustnosť BBB pre každú konkrétnu látku. Vysokomolekulárne zlúčeniny (monoklonálne protilátky, rekombinantné proteíny a iné) sú zadržiavané v BBB.

4.4 Uľahčená difúzia

Špeciálnou formou difúzie cez bunkovú membránu je uľahčená difúzia. Množstvo látok potrebných pre mozog, ako je glukóza a mnohé aminokyseliny, sú polárne a príliš veľké na priamu difúziu cez bunkovú membránu. Pre nich sú na povrchu bunkových membrán endotelových buniek umiestnené špeciálne transportné systémy. Napríklad pre glukózu a kyselinu askorbovú je to transportér GLUT-1. Ich počet na povrchu privrátenom k ​​dutine cievy je 4-krát väčší ako na povrchu privrátenom k ​​mozgu.

Okrem glukózových transportérov sa na povrchu endotelu nachádza mnoho proteínových molekúl, ktoré plnia podobnú funkciu pre iné látky. Napríklad MCT-1 a MCT-2 sú zodpovedné za transport laktátu, pyruvátu, kyseliny mevalónovej, butyrátu a acetátu. SLC-7 transportuje arginín, lyzín a ornitín. V myšom genóme bolo identifikovaných 307 génov, ktoré sú zodpovedné za syntézu SLC proteínov, ktoré sú zodpovedné za uľahčenú difúziu rôznych látok cez bunkovú membránu.

Transportéry môžu prepravovať látky v jednom alebo dvoch smeroch. Na rozdiel od aktívneho transportu prebieha uľahčená difúzia pozdĺž koncentračného gradientu a nevyžaduje bunkovú energiu.

4.5 Aktívna doprava

Na rozdiel od pasívneho transportu, ktorý si nevyžaduje výdaj energie a prebieha pozdĺž koncentračného gradientu, aktívny transport zahŕňa prenos látok proti koncentračnému gradientu a vyžaduje veľké výdavky bunkovej energie získanej rozkladom molekúl ATP. Pri aktívnom transporte látok z krvného obehu do mozgového tkaniva hovoria o príleve látok (angl. prílev), v opačnom smere - o odtoku (angl. Efflux).

BBB obsahuje aktívne transportéry enkefalínu, antidiuretického hormónu, -enkefalínu (DPDPE). Prvý identifikovaný BBB Efflux transportér je P-glykoproteín, ktorý je kódovaný génom MDR1.

Následne boli objavené patriace do triedy ABC-transportérov. Proteín súvisiaci s multidrogovou rezistenciou(MRP1), angličtina Proteín na rezistenciu voči rakovine prsníka(BCRP) lokalizované prevažne na povrchu smerujúcom k lúmenu cievy.

Niektoré transportéry Efflux a Influx sú stereoselektívne, to znamená, že transportujú len určitý stereoizomér (enantiomér) konkrétnej látky. Napríklad D-izomér kyseliny asparágovej je prekurzorom N-metyl-D-aspartátu (NMDA), ktorý ovplyvňuje sekréciu rôznych hormónov: luteinizačného hormónu, testosterónu alebo oxytocínu. L-izoméry kyseliny asparágovej a kyseliny glutámovej sú stimulujúce aminokyseliny a ich nadbytok je toxický pre mozgové tkanivo http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%93%D0%AD%D0%91 - citujte_note-153. Efflux transportér ASCT2 (alanínový serínový cysteínový transportér) BBB uvoľňuje L-izomér kyseliny asparágovej do krvného obehu, ktorého akumulácia má toxický účinok. D-izomér potrebný na tvorbu NMDA sa dostáva do mozgu pomocou ďalších transportných proteínov (EAAT, SLC1A3, SLC1A2, SLC1A6).

V epileptogénnom tkanive obsahuje endotel a astrocyty väčšie množstvo proteínu P-glykoproteínu v porovnaní s normálnym mozgovým tkanivom.

Aniónové transportéry (OAT a OATP) sa nachádzajú aj na bunkových membránach endotelových buniek. Veľké množstvo Efflux transportérov odstraňuje množstvo látok z endotelových buniek do krvného obehu.

U mnohých molekúl stále nie je jasné, či sú eliminované aktívnym transportom (s vynaložením bunkovej energie) alebo uľahčenou difúziou.

4.6 Vezikulárny transport

  1. Receptorom sprostredkovaná transcytóza

Receptorom sprostredkovaná transcytóza transportuje veľké molekuly. Na povrchu bunky smerom k lúmenu cievy sú špeciálne receptory na rozpoznávanie a viazanie určitých látok. Po kontakte receptora s cieľovou látkou sa naviažu, úsek membrány sa invaginuje do bunkovej dutiny a vytvorí sa intracelulárny vezikula - vezikula. Potom sa presunie na povrch endotelovej bunky privrátený k nervovému tkanivu, splynie s ním a uvoľní naviazané látky. Do extracelulárneho priestoru mozgu sa tak prenáša proteín transferín s hmotnosťou 75,2 kDa pozostávajúci zo 679 aminokyselín, lipoproteíny s nízkou hustotou, z ktorých sa tvorí cholesterol, inzulín a peptidové hormóny.

  1. Transcytóza sprostredkovaná absorpciou

Jeden z podtypov vezikulárneho transportu. Dochádza k „prilepeniu“ množstva kladne nabitých látok (katiónov) na negatívne nabitú bunkovú membránu s následným vytvorením vezikulárnej vezikuly a jej presunom na opačný povrch bunky. Tento typ dopravy sa tiež nazýva katiónový. Je relatívne rýchlejší ako receptorom sprostredkovaná transcytóza.

  1. Oblasti mozgu bez hematoencefalickej bariéry

BBB je prítomný v kapilárach väčšiny, ale nie všetkých oblastí mozgu. V 6 anatomických štruktúrach mozgu nie je BBB:

    Najzadnejšie pole kosoštvorcovej jamky (spodná časť štvrtej komory) - umiestnené medzi trojuholníkom blúdivý nerv s nezávislou šnúrou, ktorá ju ohraničuje, a tuberkulom tenkého jadra

    Šišinkové telo

    Neurohypofýza

    Pripojená lamina je embryonálnym zvyškom steny telencephalon pokrývajúcej horný povrch talamu. Mediálne sa stenčuje, tvorí stočenú platničku - cievnu stuhu

    Subfornický orgán

    Subkomisurálny orgán

Tento histologický znak má svoje opodstatnenie. Napríklad neurohypofýza uvoľňuje do krvi hormóny, ktoré nemôžu prejsť cez BBB, a neuróny zisťujú prítomnosť toxických látok v krvi a stimulujú centrum zvracania. Ochrannou bariérou mozgového tkaniva susediaceho s týmito formáciami je akumulácia tanycytov. Sú to ependymálne bunky s tesnými spojmi.

  1. Poškodenie hematoencefalickej bariéry

Poškodenie BBB u ľudí sa pozoruje pri mnohých ochoreniach.

    Syndróm nedostatku proteínu GLUT-1

Syndróm nedostatku proteínu GLUT-1 je zriedkavé autozomálne dominantné dedičné ochorenie, pri ktorom dochádza k narušeniu syntézy proteínu GLUT-1, ktorý je zodpovedný za permeabilitu BBB pre glukózu a kyselinu askorbovú. Ochorenie sa prejavuje v ranom detstve. Nedostatok glukózy vstupujúcej do mozgového tkaniva spôsobuje rozvoj mikrocefálie, psychomotorického poškodenia, ataxie a mnohých ďalších neurologických porúch.

    Dedičná malabsorpcia kyseliny listovej

Dedičná malabsorpcia kyseliny listovej je zriedkavé autozomálne recesívne dedičné ochorenie, pri ktorom chýba syntéza proteínov, ktorá zaisťuje permeabilitu BBB pre kyselinu listovú.

    Diabetes

Diabetes mellitus je ochorenie, pri ktorom dochádza k množstvu funkčných a štrukturálnych zmien v rôznych orgánoch a tkanivách tela. Zaznamenané sú aj významné zmeny v BBB, ktoré sa prejavujú vo fyzikálno-chemickej reštrukturalizácii membrány endotelových buniek a tesných spojení medzi nimi.

    Roztrúsená skleróza

Skleróza multiplex je chronické progresívne ochorenie nervového systému, pri ktorom dominuje poškodenie bielkovín myelín mozgového tkaniva. Mozgové cievy zdravých ľudí sú nepreniknuteľné pre krvné bunky, vrátane imunitných buniek. U pacientov so sklerózou multiplex migrujú aktivované T-lymfocyty cez BBB do mozgového parenchýmu a zvyšuje sa hladina prozápalových cytokínov - g-interferónu, TNF-a, IL-1 a iných; B lymfocyty sú aktivované. V dôsledku toho sa začnú syntetizovať protilátky proti myelínovému proteínu, čo vedie k tvorbe ložísk zápalovej demyelinizácie.

    Cievna mozgová príhoda

Ischemická cievna mozgová príhoda - akútna porucha cerebrálny obeh, spôsobené nedostatočným prekrvením oblastí centrál nervový systém. Ischemická cievna mozgová príhoda vedie k uvoľňovaniu oxidantov, proteolytických enzýmov a cytokínov v mozgovom tkanive, čo v konečnom dôsledku spôsobuje rozvoj cytotoxického edému a zmeny permeability BBB. V dôsledku toho sa spúšťa proces transendotelovej migrácie leukocytov do mozgového tkaniva, čo spôsobuje poškodenie zdravých buniek nervového tkaniva.

    Bakteriálna infekcia centrálneho nervového systému

Len niekoľko patogénnych mikroorganizmov vstupujúcich do krvi je schopných preniknúť do BBB. Patria sem meningokoky (lat. Neisseria meningitidis), niektoré typy streptokokov – vrátane pneumokokov (lat. Streptococcus pneumoniae), hemophilus influenzae (lat. Haemophilus influenzae), listéria, E. coli (lat. Escherichia coli) a množstvo ďalších. Všetky môžu spôsobiť zápalové zmeny ako v mozgu – encefalitídu, tak aj na jeho membránach – meningitídu. Presný mechanizmus prenikania týchto patogénov cez BBB nie je úplne objasnený, ale ukázalo sa, že zápalové procesy ovplyvňujú tento mechanizmus. Zápal spôsobený Listeriou teda môže viesť k tomu, že BBB sa stane priepustným pre tieto baktérie. Po pripojení k endotelovým bunkám mozgových kapilár uvoľňuje Listeria množstvo lipopolysacharidov a toxínov, ktoré následne ovplyvňujú BBB a robia ho priepustným pre leukocyty. Leukocyty, ktoré prenikli do mozgového tkaniva, spúšťajú zápalový proces v dôsledku čoho BBB prepúšťa aj baktérie.

Pneumokoky vylučujú enzým zo skupiny hemolyzínu, ktorý vytvára póry v endoteli, cez ktoré preniká bakteriálny agens.

Okrem baktérií môžu cez BBB preniknúť do mozgového tkaniva aj niektoré vírusy. Patria sem cytomegalovírus, vírus ľudskej imunodeficiencie (HIV) a ľudský T-lymfotropný vírus (HTLV-1).

    Nádory mozgu

Intracerebrálne nádory mozgu (glioblastómy, mozgové metastázy atď.) vylučujú množstvo látok, ktoré rozkladajú fungovanie BBB a narúšajú jej selektívnu permeabilitu. Toto poškodenie hematoencefalickej bariéry okolo nádoru môže spôsobiť vazogénny edém mozgu.

  1. Priepustnosť hematoencefalickej bariéry pre antibakteriálne lieky

BBB je selektívne priepustné pre rôzne liečivá, čo sa v medicíne zohľadňuje pri predpisovaní liekov na liečbu ochorení centrálneho nervového systému (CNS). Takéto lieky musia preniknúť do mozgového tkaniva, aby sa zamerali na bunky. Dôležité je aj to, že pri infekčných a zápalových ochoreniach centrálneho nervového systému sa zvyšuje priepustnosť BBB a môžu cez ňu prechádzať tie látky, pre ktoré bežne slúžila ako neprekonateľná bariéra. To platí najmä pre antibakteriálne lieky.

  1. Bariéra krv-cerebrospinálna tekutina

Okrem hematoencefalickej bariéry existuje aj hematoencefalická bariéra, ktorá obmedzuje centrálny nervový systém od krvného obehu. Tvoria ho tesné spojovacie epiteliálne bunky, ktoré lemujú choroidálny plexus mozgových komôr. Bariéra medzi krvou a cerebrospinálnou tekutinou má tiež úlohu pri udržiavaní homeostázy mozgu. Cez ňu prúdia vitamíny, nukleotidy a glukóza z krvi do cerebrospinálnej tekutiny, ktorá obmýva mozog. Celkový príspevok hematoencefalickej bariéry k výmenným procesom medzi mozgom a krvou je malý. Celkový povrch hematoencefalickej bariéry choroidných plexusov komôr mozgu je približne 5000-krát menší v porovnaní s oblasťou hematoencefalickej bariéry.

Okrem hematoencefalickej a hematoencefalickej bariéry v ľudskom tele existujú hematoplacentárne, hemato-testikulárne, hemato-glomerulárne, hemato-retinálne, hemato-tymické a hemato-pulmonárne bariéry.

Literatúra

    Agadzhanyan N. A., Torshin, V. I., Vlasova V. M. Základy fyziológie človeka - Učebnica pre vysokoškolákov študujúcich medicínske a biologické odbory. 2. vydanie, prepracované. - M.: RUDN, 2001. - 408 s.

    Pokrovsky V.M., Korotko G.F., Fyziológia človeka: Učebnica - 2. vyd., prepracované. a dodatočné - M.: Medicína, 2003. - 656 s. - (Text. lit. Pre študentov lekárskych vysokých škôl).

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 nasledovné:

1) k prenikaniu látok do mozgu dochádza najmä nie cez likérové ​​cesty, ale cez obehový systém na úrovni kapilárnej - nervovej bunky;

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 funkčného stavu organizmu, obsahu mediátorov, hormónov a 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 (astrocytické koncové nohy) 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. Dôležité v BBB funkcie pripojené k takzvanej enzýmovej bariére. V stenách mozgových mikrociev, okolitej stróme spojivového tkaniva, ako aj v choroidný plexus boli objavené 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.

Relevantnosť. Existencia hematoencefalickej bariéry (BBB) ​​je nevyhnutná a najdôležitejšia dôležitá podmienka pre normálnu činnosť centrálneho nervového systému (CNS) je preto jednou z kľúčových úloh, ktorých riešenie má nielen zásadný, ale aj aplikačný význam, štúdium mechanizmov fungovania BBB. Je známe, že fyziologická permeabilita BBB ustupuje patologickej pri rôznych typoch patológií CNS (ischémia, cerebrálna hypoxia, trauma a nádory, neurodegeneratívne ochorenia), a zmeny permeability sú selektívne a často spôsobujú neúčinnosť farmakoterapie.

Hematoencefalická bariéra(BBB) ​​​​- vykonáva aktívnu interakciu medzi krvným obehom a centrálnym nervovým systémom, pričom je vysoko organizovaným morfofunkčným systémom lokalizovaným na vnútornej membráne krvných ciev mozgu a zahŕňa [ 1 ] cerebrálne endotelové bunky a [ 2 ] komplex nosných konštrukcií: [ 2.1 ] bazálna membrána, ku ktorej prilieha mozgové tkanivo [ 2.2 ] pericyty a [ 2.3 ] astrocyty (existujú správy, že neurónové axóny, ktoré obsahujú vazoaktívne neurotransmitery a peptidy, môžu tiež tesne hraničiť s endotelovými bunkami, ale tento názor nezdieľajú všetci výskumníci). Až na zriedkavé výnimky je BBB dobre vyvinutá vo všetkých cievach mozgovej mikrovaskulatúry s priemerom menším ako 100 µm. Tieto cievy, ktoré zahŕňajú samotné kapiláry, ako aj pre- a post-kapiláry, sú spojené do konceptu mikrociev.



Poznámka! Len malému počtu mozgových útvarov (asi 1 – 1,5 %) chýba BBB. Medzi takéto formácie patria: choroidálne plexy (hlavné), epifýza, hypofýza a šedý tuberkul. V týchto štruktúrach je však hematoencefalická bariéra, ale inej štruktúry.

prečítaj si aj príspevok: Neuroglia(na webovú stránku)

BBB pôsobí ako bariéra (obmedzujúca transport potenciálne toxických a nebezpečné látky: BBB - vysoko selektívny filter), transportné a metabolické (zabezpečuje transport plynov, živín do mozgu a odstraňovanie metabolitov), ​​imunitné a neurosekrečné funkcie, bez ktorých to nejde normálne fungovanie CNS.

Endoteliocyty. Primárnou a najdôležitejšou štruktúrou BBB sú endoteliocyty cerebrálnych mikrociev (ECM), ktoré sa výrazne líšia od podobných buniek iných orgánov a tkanív tela. Sú to tí, ktorým je dané [ !!! ] hlavná úloha priamej regulácie priepustnosti BBB. Jedinečný štrukturálne charakteristiky ECM sú: [ 1 ] prítomnosť tesných spojení spájajúcich membrány susedných buniek, ako je zipsový zámok, [ 2 ] vysoký obsah mitochondrie, [ 3 ] nízky level pinocytóza a [ 4 ] absencia okienok. Tieto bariérové ​​vlastnosti endotelu určujú veľmi vysokú transendotelovú rezistenciu (od 4000 do 8000 W/cm2 in vivo a až 800 W/cm2 v kokultúrach endotelových buniek s astrocytmi in vitro) a takmer úplnú nepriepustnosť bariérovej endotelovej monovrstvy hydrofilné látky. Živiny potrebné pre centrálny nervový systém (glukóza, aminokyseliny, vitamíny atď.), ako aj všetky bielkoviny, sú transportované cez BBB len aktívne (t. j. pri spotrebe ATP): buď receptorovo sprostredkovanou endocytózou, resp. pomocou konkrétnych transportérov. Hlavné rozdiely medzi endotelovými bunkami BBB a periférnymi cievami sú uvedené v tabuľke:


Okrem týchto funkcií ECM BBB vylučuje látky, ktoré regulujú funkčná činnosť kmeňové bunky centrálneho nervového systému v postnatálnom období: leukemický inhibičný faktor - LIF, mozgový neurotrofický faktor - BDNF, kostný morfogén - BMP, fibroblastový rastový faktor - FGF atď. ECM tvorí aj transendotelový tzv. elektrický odpor- prekážka k polárne látky a ióny.

bazálnej membrány. ECM obklopuje a podporuje extracelulárnu matricu, ktorá ich oddeľuje od periendotelových štruktúr. Ďalším názvom pre túto štruktúru je bazálna membrána (BM). Procesy astrocytov obklopujúcich kapiláry, ako aj pericyty, sú uložené v bazálnej membráne. Extracelulárna matrica je NEcelulárna zložka BBB. Matrica obsahuje laminín, fibronektín, Rôzne druhy kolagény, tenascín a proteoglykány exprimované pericytmi a endotelovými bunkami. BM poskytuje mechanickú podporu bunkám, ktoré ho obklopujú, pričom oddeľuje kapilárne endotelové bunky od buniek mozgového tkaniva. Okrem toho poskytuje substrát pre migráciu buniek a pôsobí aj ako bariéra pre makromolekuly. Bunkovú adhéziu na BM určujú integríny - transmembránové receptory, ktoré spájajú prvky bunkového cytoxeletónu s extracelulárnou matricou. BM, obklopujúca endotelové bunky súvislou vrstvou, je poslednou fyzickou bariérou pre transport veľkých molekulárnych látok v BBB.

Pericytes. Pericyty sú predĺžené bunky umiestnené pozdĺž pozdĺžnej osi kapiláry, ktoré svojimi početnými výbežkami pokrývajú kapiláry a postkapilárne venuly a kontaktujú endotelové bunky, ako aj neurónové axóny. Pericyty prenášajú nervový impulz z neurónu do endotelových buniek, čo vedie k akumulácii alebo strate tekutiny bunkou a v dôsledku toho k zmene priesvitu krvných ciev. V súčasnosti sa pericyty považujú za málo diferencované bunkové elementy zapojené do angiogenézy, endoteliálnej proliferácie a zápalové reakcie. Pôsobia stabilizačne na novovzniknuté cievy a zastavujú ich rast, ovplyvňujú proliferáciu a migráciu endotelových buniek.

Astrocyty. Činnosť všetkých transportných systémov BBB je riadená astrocytmi. Tieto bunky obalujú cievy svojimi zakončeniami a sú v priamom kontakte s endotelovými bunkami, majú významný vplyv na tvorbu tesných spojení medzi endotelovými bunkami a určujú vlastnosti endotelových buniek BBB. V tomto prípade endotelové bunky získavajú schopnosť zvýšiť extrúziu xenobiotík z mozgového tkaniva. Astrocyty, rovnako ako pericyty, sprostredkúvajú regulačné signály z neurónov do vaskulárnych endotelových buniek prostredníctvom vápnikom sprostredkovaných a purinergných interakcií.

Neuróny. Mozgové kapiláry sú inervované norepinefrínom, serotonínom, cholínom a GABAergnými neurónmi. V tomto prípade sú neuróny súčasťou neurovaskulárnej jednotky a majú významný vplyv na funkcie BBB. Indukujú expresiu proteínov spojených s BBB v mozgových endotelových bunkách, regulujú lúmen mozgových ciev a permeabilitu BBB.

Poznámka! Štruktúry uvedené vyššie (1 - 5) tvoria prvé, [ 1 ] fyzické, príp konštrukčný komponent BBB. Po druhé, [ 2 ] biochemická zložka, tvorená transportnými systémami, ktoré sa nachádzajú na luminálnej (smerom k lúmenu cievy) a abluminálnej (vnútornej alebo bazálnej) membráne endotelovej bunky. Dopravné systémy môže uskutočňovať prenos látok z krvného obehu do mozgu (influx) a/alebo spätný prenos z mozgového tkaniva do krvného obehu (eflux).

Prečítajte si tiež:

článok" Moderné reprezentácie o úlohe narušenej rezistencie hematoencefalickej bariéry v patogenéze ochorení CNS. Časť 1: Štruktúra a tvorba hematoencefalickej bariéry" Blinov D.V., GBOU VPO RNIMU im. N.I. Pirogov Ministerstvo zdravotníctva Ruskej federácie, Moskva (časopis „Epilepsia a paroxyzmálne stavy“ č. 3, 2013) [čítať];

článok „Moderné predstavy o úlohe narušenej rezistencie hematoencefalickej bariéry v patogenéze ochorení centrálneho nervového systému. Časť 2: Funkcie a mechanizmy poškodenia hematoencefalickej bariéry“ Blinov D.V., GBOU VPO RNIMU im. N.I. Pirogov Ministerstvo zdravotníctva Ruskej federácie, Moskva (časopis „Epilepsia a paroxyzmálne stavy“ č. 1, 2014) [čítať];

článok „Základné funkcie hematoencefalickej bariéry“ od A.V. Morgun, štát Krasnojarsk lekárska univerzita ich. Prednášal prof. V.F. Voino-Yasenetsky (sibírsky lekársky časopis, č. 2, 2012) [čítať];

článok „Základné a aplikované aspekty štúdia hematoencefalickej bariéry“ od V.P. Čechonin, V.P. Baklaushev, G.M. Yusubalieva, N.E. Volgina, O.I. Gurina; Katedra lekárskych nanobiotechnológií, Ruská národná výskumná lekárska univerzita pomenovaná po. N.I. Pirogov, Moskva; FSBI „Štát vedecké centrum sociálne a súdna psychiatria ich. V.P. Serbsky“ Ministerstva zdravotníctva Ruskej federácie (časopis „Bulletin Ruskej akadémie lekárskych vied“ č. 8, 2012) [čítať];

článok „Priepustnosť hematoencefalickej bariéry je normálna, s narušeným vývojom mozgu a neurodegeneráciou“ N.V. Kuvacheva et al., Krasnojarská štátna lekárska univerzita pomenovaná po. Profesor V.F. Voino-Yasenetsky Ministerstvo zdravotníctva Ruskej federácie, Krasnojarsk (Vestník neurológie a psychiatrie, č. 4, 2013) [čítať]

prečítaj si aj príspevok: Neurovaskulárna jednotka(na webovú stránku)


© Laesus De Liro


Vážení autori vedeckých materiálov, ktoré používam vo svojich správach! Ak to považujete za porušenie „Ruského autorského zákona“ alebo by ste chceli, aby bol váš materiál prezentovaný v inej forme (alebo v inom kontexte), v tomto prípade mi napíšte (na poštovú adresu: [e-mail chránený]) a všetky porušenia a nepresnosti okamžite odstránim. Ale keďže môj blog nemá žiadny komerčný účel (alebo základ) [pre mňa osobne], ale má čisto vzdelávací účel (a spravidla má vždy aktívny odkaz na autora a jeho pojednanie), preto by som ocenil možnosť urobiť nejaké výnimky pre moje príspevky (v rozpore s existujúcimi právnymi normami). S pozdravom, Laesus De Liro.

Príspevky z tohto denníka od značky „neuroanatómia“.

  • ... mozgové cievy majú množstvo unikátnych štrukturálnych a funkčné charakteristiky, čím sa odlišujú od ciev iných orgánov a tkanív. V…

  • Insula (lalok ostrova)

    ... jediný lalok mozgu, ktorý nemá prístup k jeho povrchu. Insula(ostrovček, ostrovček alebo ostrovček Reil) (ďalej len OD) -…

  • Dezorientácia v priestore

    TOPOGRAFICKÁ DEZORIENTÁCIA Topografická dezorientácia [u človeka] je chápaná ako narušenie jeho schopnosti rozoznávať terén a jeho...



Páčil sa vám článok? Zdieľaj to
Vytlačte si tento článok
Hore