Г. Н. Кассиль, профессор
Наш организм строго хранит постоянство своей внутренней среды, устойчивость ее состава, неизменность биологических свойств. Сложная система барьеров оберегает ее от неблагоприятных воздействий окружающего мира. Первый барьер—кожа. Она задерживает большую часть загрязнений, ядов, бактерий, вирусов. К так называемым внешним барьерам, помимо кожи, относятся дыхательный и пищеварительный аппараты, а также печень — сложнейшая биохимическая лаборатория, в которой обезвреживаются ядовитые продукты, «перешагнувшие» сквозь кишечную стенку в кровь. Но внешние барьеры не в состоянии обеспечить то постоянство среды, в котором нуждаются органы и ткани. Эти барьеры охраняют состав крови, а клетки органов и тканей непосредственно с кровью не соприкасаются. Необходимые для питания вещества они получают из тканевой жидкости, которая хотя и образуется кровью, но отделена от нее особыми, внутренними барьерами. По предложению известного советского ученого академика Л. С. Штерн, они получили название гисто-гематических барьеров (от греческих слов hi- stos—ткань и haima—кровь).
Гистогематические барьеры не отвлеченное понятие. Они имеют свою структуру, свою анатомическую основу. Кровеносные сосуды разветвляются в тканях и органах на густую сеть капилляров. И капилляры, пронизывающие тот или иной орган, имеют свои особенности, они как бы специально приспособлены к функциям ткани, которую снабжают кровью. Стенка капилляра—форпост гистогематического барьера. Она задерживает ненужные в каждом конкретном случае составные части крови и беспрепятственно пропускает все необходимые для жизнедеятельности ткани вещества. Через стенку капилляра обратно в кровь поступают продукты клеточного обмена. Вплотную к капилляру прилежит слой соединительной ткани. Исследователи придают ему особое значение в осуществлении барьерных функций. Они рассматривают соединительную ткань как депо, в котором задерживаются и разрушаются вредные для организма вещества и бактерии. Казалось бы, достаточно этих линий обороны.
Но природа позаботилась об особой надежности охранительных систем. И если вредное или ненужное для нормальной жизнедеятельности вещество все же проникает в межклеточную жидкость, оно должно еще преодолеть барьер в виде клеточной оболочки. Но и этого мало: в самой клетке его задерживают внутриклеточные мембраны, ограждающие особо важные ее структурные образования.
Самую же мощную линию обороны организм строит на пути к нейронам—необычайно чувствительным и хрупким клеткам центральной нервной системы. Подобно строгому часовому, их охраняет мозговой, или гематоэнцефалический, барьер (от греческого слова haima—кровь и латинского encephalon—головной мозг). Ни одна клетка в организме не реагирует столь чутко и быстро на самые незначительные изменения в окружающей среде, как нейрон. Он чувствителен подчас к стомиллионным и даже миллиардным долям грамма некоторых химических веществ. И задача гематоэнцефалического барьера—так отрегулировать состав и свойства жидкости, омывающей нервные клетки, чтобы они не приходили в состояние ненужного возбуждения или торможения.
Каковы же основные звенья гематоэнцефалического барьера? Прежде всего капилляры и своеобразное нервное сплетение из клеток и волокон—глия. Это удивительная ткань. Она не только защищает нейроны, но и кормит их с помощью специальных клеток- кормилиц. Барьерные функции осуществляют также оболочки мозга, сосудистые сплетения желудочков и особые химические соединения в клетках стенок капилляров мозга, нейтрализующие действие вредных для него чужеродных веществ.
Естественно, что гемато-энцефалический барьер не однороден на всём своем протяжении. Понять это помогли радиоизотопы. Выяснилось, что гематоэнцефалический барьер напоминает мозаику из множества взаимосвязанных механизмов и имеет различную проницаемость в разных участках центральной нервной системы. Исследования показали, что многие вещества, проникая в одни отделы мозга, например, в гипоталамус, мозжечок, зрительные бугры, в то же время не попадают, скажем, в белое вещество мозга, в кору, продолговатый мозг.
Характерно, что в гипоталамусе—небольшой, но важнейшей по своему назначению области мозга, где осуществляются высшие регуляторные функции организма, защитный барьер более проницаем, чем в других отделах центральной нервной системы. И это имеет огромное значение. Почему?
Представим себе, что в силу каких-то причин увеличилось содержание сахара в крови. Гематоэнцефалический барьер не пропускает в мозг избыток сахара. Но в гипоталамус, точнее в те его группы клеток, которые ведают углеводным обменом, сахар начинает поступать в большем, чем обычно, количестве. И тотчас же включаются механизмы, снижающие уровень сахара в крови. Или другой пример. Одна из желез внутренней секреции начинает усиленно вырабатывать гормоны. Кровь наводнена ими. Но проникают они через гематоэнцефалический барьер прежде всего в гипоталамус. И он немедленно мобилизует силы для нормализации функции железы, нейтрализации избытка гормона в крови. Так проявляется еще одна важная функция гематоэнцефалического барьера—участие в регуляции физиологических процессов.
Избирательная способность мозгового барьера обеспечивает точное, бесперебойное поступление сигналов именно в те участки мозга, куда они адресованы. Это — необходимое условие, позволяющее клеткам мозга ориентироваться даже в самых малейших сдвигах, которые совершаются в организме.
Снабжение мозга питательными веществами осуществляется также через барьер: он задерживает ненужные составные части крови, но беспрепятственно пропускает все необходимые для жизнедеятельности нейронов вещества. Регулируя питание нервных клеток, мозговой барьер способствует одновременно быстрому удалению использованных продуктов клеточного обмена, которые из мозга переходят в кровь. Многочисленные исследования показывают, что не только гемато-энцефалический барьер, но и все гисто- гематические барьеры приспособлены к функциям «своих» органов или тканей и обладают индивидуально выраженными структурными особенностями, различной проницаемостью. Потому-то некоторые яды, бактерии, вирусы, токсины поражают одни органы и не затрагивают другие. Очаги заболевания возникают, как правило, в зонах наименьшего сопротивления. И связано это во многих случаях с нарушением проницаемости защитных барьеров. Больные диабетом, например, нередко страдают от мучительной боли, вызванной диабетическим невритом. В последние годы было установлено, что причина—в прорыве гемато-неврального (между кровью и нервными стволами) барьера. Из-за высокого содержания в крови сахара эта линия защиты организма становится проницаемой для ряда химических соединений, обусловливающих болевые ощущения.
Исследования последних лет доказали, что барьеры не плотно запертые двери. Это тонко реагирующие физиологические механизмы, состояние которых всецело зависит от условий внешней среды и потребностей организма. Миллионы рецепторов—чувствительных приборов, заложенных в тканях,— оповещают центральную нервную систему—этот высший распорядительный орган—обо всех сдвигах во внутренней среде организма. В ответ на эту информацию барьеры, приспосабливаясь к постоянно меняющимся условиям жизни, могут повышать или снижать свою проницаемость, избирательно пропускать или задерживать те или иные вещества. Повышению проницаемости гисто — гемэтических барьеров способствуют, в частности, переохлаждение и перегревание организма, алкоголизм и наркомания, голодание и недостаток витаминов. Недаром эти факторы считают предрасполагающими к заболеваниям. В процессе лечения возникает порой необходимость восстановить или усилить защитную функцию барьера. Нередко врачам приходится решать и прямо противоположную задачу: повысить его проницаемость, чтобы открыть путь лекарственному веществу в больной орган. Особенно сложной становится эта проблема, если инфекционное заболевание поражает центральную нервную систему. Ведь многие лекарственные препараты не в состоянии преодолеть прочный гемато-энцефалический барьер и поразить врага, оккупировавшего нервную ткань. Именно поэтому тяжелые заболевания мозга и его оболочек, например, вирусный энцефалит, менингит, столбняк, с трудом поддаются лечению.
При направленном понижении и повышении проницаемости защитных барьеров мозга возникает новая сложность: открывая доступ одним химическим веществам, полезным в данную минуту организму, мы не в состоянии одновременно закрыть его для других—ненужных и вредных. Вместе с лекарством в мозг могут проникать и всевозможные чужеродные вещества, продукты обмена веществ, от которых мозг обычно надежно защищен. Поэтому-то иногда и приходится вводить то или иное лекарственное вещество, минуя гематоэнцефалический барьер, например, в спинномозговую жидкость или ткань мозга. А как важно научиться управлять в лечебных целях барьерными функциями мозга! Над решением этой задачи работают многие лаборатории и клиники, как у нас, так и за рубежом. В настоящее время хорошо известны химические и биологические соединения, легко проникающие из крови в центральную нервную систему, известны вещества, которые задерживаются мозговым барьером, и следы которых могут быть обнаружены в нервной ткани лишь с помощью тонких, особо чувствительных методов исследования. Широко изучается влияние самых разнообразных воздействий на состояние гематоэнцефалического барьера. За последние годы химики и фармакологи синтезировали немало лечебных препаратов, в том числе и антибиотиков, способных преодолевать защитный барьер мозга. Многое на этом пути уже сделано, но значительно больше предстоит сделать. На главную страницу
Получайте новые статьи прямо себе на почту. Заполните форму. Нажмите кнопку "Получать статьи"
Friend me:
Похожие статьи на эту тему:
