Барьерные системы ЦНС - кратко

Обмен молекулами между кровью и ЦНС происходит через барьерные системы. Эти системы регулируют осмотические (мониторинг ВЧД и внутричерепного объема), эндокринные и иммунологические процессы. Барьерные системы контролируют обмен между четырьмя компартментами (отсеками): кровеносными сосудами (головного и спинного мозга, сосудами мозговых оболочек и хориоидного сплетения), паренхимой (нейроны, клетки глии), внеклеточным пространством (интерстиций) и ЦСЖ (желудочки, субарахноидальное пространство).

Кроме того, они защищают ЦНС от токсинов и различных патогенных факторов.

а) Структура. ГЭБ образован нефенестрированным эндотелием, клетки которого соединяются плотными контактами. Кроме того, в его образовании участвуют астроциты и перициты. Последние имеют значение для дифференцировки и пролиферации эндотелия, а также способны к фагоцитозу. Астроциты регулируют концентрацию ионов во внеклеточной жидкости и метаболизм нейронов, а также могут изменять проницаемость эндотелия. Гематоспинно-мозговой барьер похож на ГЭБ, но имеет некоторые отличия (проницаемость, экспрессия белков плотных контактов, транспортные молекулы). Это объясняет предрасположенность спинного мозга к некоторым неврологическим заболеваниям (оптический нейромиелит и полиомиелит).

Барьер между кровью и ЦСЖ образуется благодаря плотным контактам между эпителиальными клетками хориоидного сплетения и клетками нейротелия паутинной оболочки, так как сосудистый эндотелий здесь лишен плотных контактов.

б) Транспорт веществ через ГЭБ. Прохождение веществ через барьер происходит при помощи различных механизмов: диффузии, облегченного и энергозатратного транспорта, через ионные каналы. Липофильные вещества, в том числе кислород и углекислый газ, легко проникают через клеточные мембраны ГЭБ и гематоликворного барьера. Специальные канальцевые белки (аквапорин-4) улучшают пассаж воды. Облегченный транспорт обеспечивается специальными механизмами (переносчиками) или рецепторами.

Например, облегченному переносу глюкозы способствует белок GLUT1, переносу аминокислот - транспортные системы L, A, ASC, а выведению гидрофобных токсичных соединений - Р-гликопротеин. Для активного транспорта (секреция, ионный транспорт, абсорбция) требуются затраты энергии. Транспорт при помощи пиноцитоза в нормальных условиях не имеет большого значения.

Барьерные системы ЦНС

в) Циркумвентрикулярные органы. Это специфические области на границе полостей желудочков и субарахноидального пространства. Так как эти органы содержат сосуды фенестрированного типа, а типичный ГЭБ отсутствует, то гормоны, образующиеся в мозге, поступают в кровоток, и наоборот, небелковые вещества поступают из крови в мозг. Например, циркулирующие в крови токсины вызывают тошноту и рвоту через зону заднего поля, а циркулирующий холецистокинин регулирует прием пищи.

Сосудистый орган терминальной пластинки осуществляет контроль уровня цитокинов и температуры тела, а субфорникальный орган участвует в регулировании АД и водного баланса посредством секреции ангиотензина II. Эпифиз участвует в циркадианном ритме, который регулируется мелатонином, а срединное (медиальное) возвышение и нейрогипофизв управлении функцией гипофиза.

г) Клиническое значение. Изменения в барьерных системах можно обнаружить при помощи визуализирующих методов (КТ и МРТ), например, благодаря поглощению контрастного средства при опухолях, инфекциях, инфарктах. Различия в распределении воды в паренхиме можно обнаружить при помощи МРТ. Радиоактивно меченые частицы могут пересекать ГЭБ и используются для исследования церебрального метаболизма (ПЭТ, ОФЭКТ). Эффективность лекарственных препаратов, применяемых в неврологии, в значительной степени зависит от их способности проникать через барьерные системы.

- Читать "Регуляция внутричерепного давления - кратко"

Редактор: Искандер Милевски. Дата публикации: 12.3.2020

Ваши замечания и вопросы: