Ученые выяснили, как токсоплазма переходит через гематоэнцефалический барьер

Нанолекарства разрушили барьер головного мозга

Ученые выяснили, как токсоплазма переходит через гематоэнцефалический барьер

Нейробиологи создали проникающие вглубь мозга «наномолекулы».

Исследователи разработали лекарственные нанопрепараты, которые могут преодолевать гематоэнцефалический барьер — главную «охранную систему» головного мозга человека, и селективно воздействовать на пораженные нервные клетки. В своих экспериментах авторы работы показали, что такие препараты, в частности, могут успешно бороться с болезнью Альцгеймера. Впрочем, некоторые эксперты ставят под сомнение эффективность этих препаратов для людей.

Американские нейробиологи создали антитела, которые с легкостью проходят через защитные структуры головного мозга и тем самым повышают эффективность лечения таких патологий, как, к примеру, болезнь Альцгеймера. Данному исследованию были посвящены целых две работы, обе опубликованы в журнале Science Translational Medicine.

Мозговой «Цербер»

Многие препараты, которые сейчас используются в мировой медицинской практике, не оказывают ожидаемого влияния по причине низкой селективности. Иначе говоря, их «доставка» в больные клетки и ткани организма сильно затруднена в связи с определенными особенностями строения и устройства человеческого тела.

Чаще всего лекарство просто-напросто рассредотачивается по организму, попадая и в обычные здоровые ткани.

Другая причина заключается в том, что препарат не может преодолеть защитные механизмы клетки-«мишени»: наиболее ярким примером может служить гематоэнцефалический барьер — высокоселективный фильтр между головным мозгом и кровеносной системой.

Гематоэнцефалический барьер (ГЭБ)

Физиологический барьер между кровеносной системой и центральной нервной системой. ГЭБ имеют все позвоночные, он регулирует проникновение из крови в мозг различных веществ и молекул и обладает крайне высокой селективностью.

Гематоэнцефалический барьер устроен именно таким образом

Ученые из нескольких американских фирм, занимающихся разработкой лекарственных препаратов, создали антитела, которые способны преодолевать препятствия, создаваемые гематоэнцефалическим барьером, и выборочно воздействовать на пораженные области мозга.

Антитела — это особые белки иммунной системы (иммуноглобулины), которые разрушают и нейтрализуют чужеродные агенты, попадающие в тело человека.

На данный момент многие исследователи бьются над тем, чтобы антитела обладали максимальной функциональностью, то есть могли воздействовать не на одну мишень, а сразу на несколько.

«Мы разрабатываем антитела, которые могли бы поражать сразу несколько мишеней, однако не многие из таких антител могут проникать в ткань мозга через гематоэнцефалический барьер.

Наши молекулы слишком большие для него, правда, мы все-таки научились их компактно упаковывать», — объясняет один из разработчиков Райан Уотс (Ryan Watts), нейробиолог из компании Genentech в Сан-Франциско.

С доставкой «нано»

С легкостью проходить через гематоэнцефалический барьер новым антителам позволяет особая «упаковка». Такие «наноантитела» взаимодействуют сразу с двумя белками.

Один из них — бета-секретаза — задействован в развитии болезни Альцгеймера: он участвует в образовании амилоидных структур в коре больших полушарий, которые способствуют развитию нарушений в работе головного мозга.

Второй белок является рецептором, который «протаскивает» антитело в головной мозг.

В своих экспериментах исследователи показали, что после введения таких микроантител в организм мышей образование амилоидных белков, способствующих развитию болезни Альцгеймера, уменьшалось на 47%. Правда, прежде чем добиться столь высоких результатов, ученым пришлось прибегнуть к еще одной хитрости.

Молекулы «на лыжах»

Дело в том, что селективность и сила взаимодействия антитела с мишенью зависит от особого химического свойства иммуноглобулинов — аффинности. Чем выше аффинность, тем больше сила взаимодействия между двумя молекулами. В своей работе исследователи использовали антитела с высокой аффинностью, однако белок-рецептор не смог их «пропустить» к нервным клеткам.

Тогда ученые понизили аффинность антител. Подобный шаг помог не только добраться до заветных нервных клеток, но также повысить область воздействия антител. Так как ммуноглобулины с низкой аффинностью обладают меньшей селективностью, то они могут воздействовать на гораздо большее число клеток.

Именно антитела первыми идут в бой с вирусами

«Представьте себе горнолыжный курорт. Антитела с высокой аффинностью никогда не покидают подъемник. А антитела с низкой — выпрыгивают из подъемника и расползаются по всей горе», — проводят аналогию авторы работы.

Исследователи предполагают, что такие иммуноглобулины, обладающие более низкой аффинностью, могли бы помочь и при лечении других болезней — в частности, рака.

Несмотря на столь оптимистичные результаты исследования, многие ученые все-таки ставят под сомнение использование подобной методики. Так, в частности, некоторые критики указывают на то, что для человека концентрация таких антител должна в несколько раз превышать «мышиную», и не факт, что лекарство сможет оказаться таким же эффективным, как в случае с грызунами.

Пожалуйста, оцените статью:

Источник: http://www.NanoNewsNet.ru/news/2011/nanolekarstva-razrushili-barer-golovnogo-mozga

Какова связь психических нарушений с Toxoplasma gondii, или что живёт любителями домашних кошек

Ученые выяснили, как токсоплазма переходит через гематоэнцефалический барьер

Внимание прессы привлекла публикация на тему прямой связи психических нарушений с широко распространенным одноклеточным паразитом (Toxoplasma gondii) использующим человеческий мозг чтоб в нём укрыться.

Полагают, что более трети населения являются носителями паразита Toxoplasma gondii покоящегося в интерфазе в клетках человеческого мозга и других тканях. Заражение токсоплазмой обычно проходит незамеченным т.к. иммунная система при проверке не дает никаких заметных симптомов.

Однако на протяжении последней пары десятилетий зафиксировано существенное увеличение числа лиц с положительным результатом теста на наличие этих паразитов среди пациентов страдающих расстройством поведения и неврологическими заболеваниями.

Сюда относятся риск шизофрении, суицида, несчастных случаев в дороге и на работе (последние вероятно по причине нарушения реакции). Обзор можно найти в Trends in Parasitology (англ.).

Окончательный хозяин

Представители семейства кошачьих заражаются яйцами паразитов токсоплазмы когда ловят и поедают мышей. Кошачьи вообще выступают конечными хозяевами паразитов, которые поселяются в их кишечнике и в результате половой репродукции производят ооцисты, которые уже распространяются с фекалиями. Сами ооцисты достаточно стойкие и могут выживать в окружающей среде месяцами.

При попадании в кишечник спорозоиды развившиеся в ооцисты заражают теплокровных животных, включая домашних свиней, овец, коров. После первого внедрения клетки начинают размножаться делением и разносятся по всему телу, образуя цисты главным образом в мозге и мышечной ткани.

Жизненный цикл Токсоплазмы. Кошка окончательный хозяин, в кишечнике которой происходит размножение паразита, человек (мозг, мышцы) — промежуточный.

Существует несколько путей заражения человека T.gondii, включая употребление в пищу зараженного не прожаренного мяса, случайное попадание в пищу ооцист в результате контакта с кошками или зараженной почвой, или водой.

Также возможен путь, когда Toxoplasma заражает плод матери через плаценту. Паразиты, сохраняясь в интерфазе, формируют спящие цисты в мозге, что по сути является латентной инфекцией на протяжении всей жизни.

Новое исследование

В недавно опубликованном в США исследовании приняли участие 358 физически здоровых лиц. Нанятые добровольцы сообщали о собственных  затруднениях или нарушениях в психосоциальной сфере, при этом у них не было зафиксировано какой-либо психопатологии.

На основании предыдущих исследований учёные выдвинули гипотезу, согласно которой заражение токсоплазмозом может быть связано с агрессивностью, маниакально-импульсивным поведением у абсолютно здоровых людей, а также встречаться более широко у лиц уже установленным нарушением поведения в виде приступов раздражительности и других эквивалентов (Intermittent Explosive Disorder (IED) или F63.8 по МКБ-Х). Для данного нарушения характерны неадекватные вспышки гнева, раздражения или даже жестокости в ответ на непропорциональные по значимости обстоятельства.

Существуют данные о том, что подобное расстройство связано с маркерами воспаления.

Обнаружение антител к Toxoplasma

Данные собирались персоналом имеющим знания в области клинической психологии, однако не знакомыми с гипотезой лежащей в основе исследования, и доказательства которой они намерены обнаружить или нет.

У добровольцев искали набор признаков и симптомы тревоги, плохого настроения, подавление раздражительности и другие отклонения в поведении.

Анализ опирался на статистико-диагностическом руководстве психических заболеваний V ed. (DSM-5)

Явная агрессия, склонность к неконтролируемым вспышкам, импульсивность — все это оценивалось согласно установленным шкалам. Причинение себе вреда или склонность к суициду оценивалось диагностическим интервью.

Также осуществлялся мониторинг гнева, тревоги или депрессия.

Из исследования были исключены субъекты имеющие в анамнезе употребление психоактивных препаратов, биполярное расстройство, шизофрению (или иные психические заболевания), а также лица с задержкой умственного развития.

Наличие в организме T.gondii оценивалось посредством обнаружения циркулирующих в крови специфических антител к T.gondii (IgG), субъекты распределялись по серопозитивной шкале.

Находки и выводы

Была выделена контрольная группа из 110 человек, которые не имели никаких признаков психических нарушений и считались абсолютно здоровыми. Такое же число лиц имели те или иные перечисленные выше отклонения.

Результаты продемонстрировали, что в целом было выявлено 15,9% серопозитивных к T.gondii лиц.

Серопозитивность росла по шкале от здоровых лиц из контрольной группы к лицам имеющим те или иные психические отклонения в поведении и оказалась наивысшей — 21,8% среди лиц имеющих подтвержденные нарушения в виде неадекватных обстоятельствам приступов раздражительности, вспыльчивости. Последняя группа оказалась существенно более серопозитивной по сравнению с контрольной группой здоровых лиц.

Инфицированные лица с доказанным носительством T.gondii отличались более высоким уровнем агрессии и вспыльчивости.

Инфекция, тем не менее, не является причиной суицида или склонности к нанесению себе увечий, как высказывалось в одном из ранних исследований.

Авторы полагают, что подобная связь не была обнаружена т.к.

группа содержала не достаточное количество испытуемых с подобным анамнезом, либо потому что раздражение у исследуемой группы лиц было направлено скорее вовне, на окружающих нежели на самих себя.

Серопозитивный статус также имел достоверную связь с длительно текущей депрессией или тревожным расстройством в анамнезе, но не со злоупотреблением психоактивных веществ.

Абсцесс мозга вызванный Toxoplasma gondii (источник)

Для объяснения нарушения поведения у лиц зараженных Toxoplasma были предложены различные причины. Заслуживает внимания эффект нарушения передачи сигналов посредством нейропептидов и низкий уровень иммунокомпетентного ответа в мозге, что задерживает или нарушает распознавание инфекции в мозговой ткани.

Заключение

Существовавшее ранее убеждение, что токсоплазма вполне безвредна для человека давно развеяно.

Это исследование добавляет аргументы ко многим другим — то что ранее считалось потенциально дремлющим, на самом деле скрытно влияет и управляет поведением людей, являющихся носителями.

На самом деле любопытно представить, как наши предки в далёком прошлом могли испытывать влияние Toxoplasma на их поведение до такой степени, что отчасти делало их более уязвимыми к хищникам из семейства крупных кошек, и паразиты наконец достигали своих окончательных хозяев.

Источник

Источник: http://proneuroscience.ru/kakova-svyaz-psihicheskih-narusheniy-i-toxoplasma-gondii-ili-chto-zhivyot-lyubitelyami-domashnih-koshek/

Токсоплазмоз и шизофрения: опасность при беременности и последствия для ребенка

Ученые выяснили, как токсоплазма переходит через гематоэнцефалический барьер

Заболевание токсоплазмоз вызывают простейшие микроорганизмы токсоплазмы. Жертвой паразитов чаще всего становятся млекопитающие, а человек в том числе. Основные носители паразитарной инфекции – представители семейства кошачих.

Люди заболевают, если контактируют с фекалиями больного животного, также паразитарная инфекция передается от матери к плоду. Человек инфицируется при контакте с кошками, однако есть данные, что в некоторых странах источник паразитов – это сырое мясо, особенно баранина. Значительным фактором риска является фекальное загрязнение кожи рук.

Уже через несколько недель после инвазии пациент отмечает умеренные, гриппоподобные симптомы, а другие признаки заражения пока отсутствуют. Необходимо знать, что беременные женщины, люди со слабым иммунитетом подвергаются серьезной угрозе, вплоть до летального исхода.

Паразиты провоцируют такие заболевания:

  1. токсоплазмозный энцефалит (воспалительный процесс в головном мозге);
  2. шизофрения;
  3. рассеянный склероз;
  4. бесплодие;
  5. невынашивание беременности после ЭКО.

Чем опасен токсоплазмоз для человека? В первую очередь он вызывает бесплодие, даже если женщина забеременела после ЭКО, последствия бывают  печальными, ведь инфекция может стать причиной выкидыша. Также токсоплазмоз сказывается на жизненно важных внутренних органах: сердце, печень. Нередко паразиты отрицательно воздействуют на глаза, внутреннее ухо.

В ходе научных исследований не так давно было установлено, что последствия заражения паразитами связаны с неврологическими расстройствами, гиперактивностью, суицидальными наклонностями.

Стадии токсоплазмоза, механизм передачи инфекции

Медики выделяют три стадии токсоплазмоза: острая, хроническая, кожная. В острой стадии возникает гриппоподобная симптоматика, например, мышечная боль, увеличенные лимфатические узлы (как на фото).

Если у пациента ослаблена иммунная система, он проходит курс иммунотерапии, перенес хирургическую операцию по пересадке внутренних органов, у него развиваются более тяжелые симптомы заболевания.

Именно у этой категории пациентов выявляют токсоплазмозный энцефалит, некротический ретинохориоидит.

Когда паразитарной инфекцией заражается ребенок в утробе матери, он может родиться со всеми названными пороками, однако это происходит достаточно редко.

Увеличение лимфатических узлов происходит:

  • под подбородком;
  • в области шеи;
  • подмышками;
  • в паховой зоне.

Отечность возникает в любое время после инфицирования, может долго сохраняться и повторяться еще много раз, независимо от предпринятого лечения. Увеличенные лимфатические узлы восстанавливаются в течение нескольких месяцев. Но при этом около четверти пациентов болеют не менее 4 месяцев, 8% из них возвращаются к привычной жизни через подгода, остальные 6% выздоровеют намного позже.

Скрытая фаза отличается активным появлением в тканях мышц и нервов кистозных новообразований. Практически все младенцы, которые инфицировались в утробе матери, не имеют симптомов заболевания, однако признаки токсоплазмоза дадут о себе знать намного позже.

Что касается кожной формы, ее симптомы проявляются заболеваниями:

  1. краснуха;
  2. многоморфная эритема;
  3. макулопапулезные поражения;
  4. крапивница (сыпь).

У новорожденных могут отмечаться точечные макулы, поражения в форме так называемого «ягодного кекса», кровоподтеки (как на фото).

Доктор поставит диагноз токсоплазмоз, если у человека в эпидермисе содержится тахизоитная форма паразитов. Она может быть выявлена на всех уровнях кожных покровов, идентифицировать ее удается благодаря использованию микроскопа, окрашивания тканей специальным препаратом.

Заразиться токсоплазмой можно при контакте с кошками и после употребления зараженного инфекцией сырого мяса:

  • свинина;
  • баранина;
  • оленина.

Тканевые цисты проникают в организм человека через грязные руки, если он не вымыл ножи, посуду или разделочные доски после работы с сырым мясом.

Другой фактор риска – употребление грязных овощей, фруктов, которые находились в контакте с загрязненной почвой, содержащей фекалии больной кошки (как на фото).

У человека повышается риск заболеть паразитарной инфекцией, если он работает в саду, очищает кошачий туалет без перчаток. Токсоплазма способна выживать в любых условиях в окружающей среде не менее одного года.

Шизофрения и последствия заражения токсоплазмозом

Существует достаточное количество доказательств, которые связывают токсоплазмоз с неврологическими расстройствами, прослеживается потенциальная связь между паразитами и шизофренией.

По состоянию на 2013 год как минимум в 38 исследованиях медики обнаружили положительную корреляцию между антителами к токсоплазмозу и заболеванием шизофрения, если была проведена диагностика токсоплазмоза.

В это самое время основная масса таких исследований проверяла тех пациентов, у кого диагноз шизофрения поставлен до появления первых признаков заболевания. В 11 случаях и 19 уровень антител к паразитам оказался в разы выше, нежели у абсолютно здоровых людей.

Если у человека развивается такое заболевание как шизофрения, в его истории болезни наверняка имеет место случай инфицирования токсоплазмой. Паразиты выделяют особые ферменты, которые способны влиять на поведение человека, происходит изменение выработки нейромедиатора дофамина, который:

  1. играет первостепенную роль в моделях настроения;
  2. воздействует на мотивацию, внимание, сон;
  3. влияет на коммуникабельность пациента.

Наши ученые уже давно видят связь между заболеванием шизофрения и нарушением выделения дофамина.

Облегчить симптоматику шизофрении помогает антибиотик Миноциклин, который проникает через гематоэнцефалический барьер. Необходимо отдельно отметить, что шизофрения, вызванная токсоплазмозом, чаще дает смертельные последствия, нежели серонегативная форма патологии.

Токсоплазмоз и бесплодие, ЭКО

На фоне токсоплазмоза развивается также бесплодие, причина тому – повреждение маточных труб, яичников, развитие воспалительного процесса в половых органах женщины. Паразиты живут и размножаются в призматическом эпителии, становятся причиной спаечного процесса (так называемый трубно-перитонеальный фактор).

Патологический процесс поражает преимущественно яичники, вызывает существенное утолщение их оболочки. В результате яйцеклетка не способна выйти из фолликула, что создает условия ановуляторному фактору (когда не наступает овуляция).

Последствия паразитарной инфекции:

  • нарушение механизма репродуктивной функции (трубно-перитонеальная, ановуляторная форма);
  • бесплодие, необходимость проводить ЭКО.

По этой причине крайне важно начать лечение, если есть подозрения на токсоплазмоз. В противном случае у женщины наступают необратимые изменения, а бесплодие в том числе.

Поскольку токсоплазмоз провоцирует не только бесплодие, но также несет угрозу врожденных уродств у плода, невынашивания беременности, мертворождений, каждая женщина при планировании ЭКО должна установить наличие в ее организме антител к паразитам.

Однако бесплодие и прерывание беременности после ЭКО наступает не так часто, поскольку многие женщины имеют иммунитет к токсоплазмозу.

Когда беременная женщина заражается паразитами уже после проведения ЭКО, ей немедленно назначают Спирамицин для исключения передачи инфекции к ребенку.

Если токсоплазмоз подтвержден у плода, рекомендовано лечение Сульфадиазином, Пириметамином, однако нежелательные реакции у препаратов вызывают сомнение в эффективности лечения после ЭКО.

Рассеянный склероз

Рассеянный склероз (он также называется множественный склероз) – это хроническая патология, которая характеризуется признаками диффузного поражения периферической и центральной нервной системы, двигательных и чувствительных проводящих путей.

Склероз принято считать неизлечимым заболеванием, его связь с токсоплазмой ученые нашли еще в середине прошлого века, им удалось выделить паразитов из биологических жидкостей человека:

  1. кровь;
  2. спинномозговая жидкость.

Рассеянный склероз необходимо лечить противотоксоплазмозными препаратами, они дают существенное улучшение состояния в короткие сроки. Однако курс лечения направлен на уничтожение токсоплазмоза в крови, он не в состоянии воздействовать на паразитов в форме цист и псевдоцист. К сожалению, никакое лечение не способно качественно воздействовать на процессы:

  • аутоиммунные;
  • аутоаллергические.

Обычно склероз начинается с различных двигательных расстройств, чаще всего это слабость в ногах, быстрая утомляемость, возникающая при ходьбе, после родов, перенесенных травм, инфекционных заболеваний.

Склероз дает слабость в одной ноге, позже во второй, при этом дискомфортные ощущения активно нарастают. В запущенных случаях склероз вызывает слабость в руках, сухожильные рефлексы, мышечный тонус повышается, имеют место патологические рефлексы, брюшные рефлексы при этом отсутствуют, глубокая чувствительность нарушается.

Намного реже такое заболевание проявляется парестезией, когда человека беспокоят симптомы онемения конечностей, появляется ощущение ползания мурашек, ноги становятся «деревянными», болят руки, позвоночник, нарушается поверхностная чувствительность.

Склероз иногда вызывает шаткость походки.

Лечение и профилактика токсоплазмоза

Если паразитарное заболевание протекает в острой фазе, доктор назначает химиотерапевтические препараты. Это может быть средство Делагил (дважды в сутки по 0,5 г) вместе с сульфаниламидами в аналогичной дозировке, длительность терапии – 10 суток.

Другой медикамент для избавления от токсоплазмоза – это Фансидар, он рекомендован по 1 таблетке через каждые 2 дня (всего 5 таблеток), вместо этого препарат можно применять в форме внутримышечных уколов 1 раз в 2 суток (всего 5 инъекций) по 2.5 мг. Для лечения пациенту необходимо пройти один-два полных курса.

Рекомендованы также антибиотики: Метациклина гидрохлорид (2 раза в день по 0,3 г), Линкомицина гидрохлорид (2 раза в сутки по 0,5 г), Ровамицин.

Избавиться от хронической формы токсоплазмоза в разы сложнее, нежели от острой формы заболевания, поскольку она протекает ярко, химиопрепараты не оказывают на пациента существенного воздействия. По этой причине в схему лечения включают:

  • витамины;
  • Церебролизин;
  • Лидазу;
  • десенсибилизирующие препараты.

Есть достоверные данные о положительном воздействии на пациента Левамизола, он должен быть назначен по 150 мг трое суток подряд. Между циклами делают перерыв 1 неделю, количество циклов – 2-3. Токсоплазмозный энцефалит лечат по этой же схеме.

Основа профилактики инфицирования токсоплазмой употребление в пищу только хорошо обработанного термически мяса, субпродуктов, вымытых овощей, фруктов. Категорически запрещено пробовать на вкус сырой фарш, сало и другие мясные полуфабрикаты. После контакта с сырым мясом следует тщательно мыть руки.

Поскольку заразиться паразитами можно во время работы в саду, огороде, необходимо использовать резиновые перчатки. Если в доме есть животные, важно следить за их здоровьем, периодически давать им противоглистные препараты.

После наступления беременности (естественным путем либо ЭКО) женщина обязана сдать анализ на токсоплазмоз. Когда у нее имеется симптоматика паразитарной инвазии, доктор должен решать вопрос о лечении либо прерывании беременности.

Если у женщины бесплодие, чтобы предупредить проблемы с ЭКО, она (еще в период планирования беременности) должна провериться на паразитов, тем самым предупредить последствия. в этой статье продолжит тему взаимосвязи шизофрении и токсоплазмоза.

Источник: https://parazity.com/boleem/toxoplasmosis/toksoplazmoz-i-shizofreniya.html

Гэб или гематоэнцефалический барьер: его строение и значение

Ученые выяснили, как токсоплазма переходит через гематоэнцефалический барьер

Ни для кого не является секретом, что организм должен поддерживать постоянство своей внутренней среды, или гомеостаз, затрачивая для этого энергию, иначе он не будет отличаться от неживой природы. Так, кожа защищает наш организм от внешнего мира на органном уровне.

Но оказывается, значение имеют и другие барьеры, которые образуются между кровью и некоторыми тканями. Они называются гистогематическими. Эти барьеры необходимы по различным причинам. Иногда нужно механически ограничить проникновение крови к тканям. Примерами таких барьеров служат:

  • гематоартикулярный барьер – между кровью и суставными поверхностями;
  • гематоофтальмический барьер – между кровью и светопроводящими средами глазного яблока.

Все знают, на своем опыте, что, разделывая мясо видно, что поверхность суставов всегда лишена контакта с кровью. В том случае, если кровь изливается в полость сустава (гемартроз), то она способствует его зарастанию, или анкилозу.

Понятно, почему нужен гематоофтальмический барьер: внутри глаза есть прозрачные среды, например, стекловидное тело. Его задача – как можно меньше поглощать проходящий свет.

В том случае, если не будет этого барьера, то кровь будет проникать в стекловидное тело, и мы будем лишены возможности видеть.

Что такое ГЭБ?

Один из самых интересных и загадочных гистогематических барьеров – это гематоэнцефалический барьер, или преграда между капиллярной кровью и нейронами центральной нервной системы. Говоря современным, информационным языком, между капиллярами и веществом головного мозга существует полностью «защищенное соединение».

Смысл гематоэнцефалического барьера (аббревиатура – ГЭБ), состоит в том, что нейроны не вступают в непосредственный контакт с капиллярной сетью, а взаимодействуют с питающими капиллярами через «посредников». Этими посредниками являются астроциты, или клетки нейроглии.

Нейроглия – это вспомогательная ткань центральной нервной системы, которая выполняет множество функций, например опорную, поддерживая нейроны, и трофическую, питая их. В данном случае, астроциты непосредственно забирают из капилляра все, что нужно нейронам, и передают им. Одновременно они контролируют, чтобы в головной мозг не попали вредные и чужеродные вещества.

Таким образом, через гематоэнцефалический барьер не проходят не только различные токсины, но и многие лекарства, и это составляет предмет исследования современной медицины, поскольку с каждым днем количество препаратов, которые регистрируются для лечения заболеваний головного мозга, а также антибактериальных и противовирусных препаратов, все увеличивается.

Немного истории

Известный врач и микробиолог, Пауль Эрлих, стал мировой знаменитостью, благодаря изобретению сальварсана, или препарата № 606, который стал первым, пусть токсичным, но эффективным препаратом для лечения застарелого сифилиса. Это лекарство содержало мышьяк.

Но Эрлих также очень много экспериментировал с красителями.

Он был уверен, что точно так же, как краситель плотно пристает к ткани (индиго, пурпур, кармин), он пристанет и к болезнетворному микроорганизму, стоит только найти такое вещество.

Конечно, он должен не только прочно фиксироваться на микробной клетке, но и быть смертельным для микробов. Несомненно, «подлил масла в огонь» тот факт, что он женился на дочери известного и зажиточного фабриканта – текстильщика.

И Эрлих начал экспериментировать с различными и очень ядовитыми красками: анилиновыми и трипановыми.

Вскрывая лабораторных животных, он убеждался, что краситель проникает во все органы и ткани, но не имеет возможности диффундировать (проникать) в головной мозг, который оставался бледным.

Вначале его выводы были неверными: он предположил, что просто краситель не окрашивает мозг по причине того, что в нем много жира, и он отталкивает краску.

А затем открытия, предшествующие открытию гематоэнцефалического барьера, посыпались, как из рога изобилия, и сама идея стала постепенно оформляться в умах ученых. Наибольшее значение играли следующие эксперименты:

  • если ввести краситель внутривенно, то максимум, что он способен окрасить – это хориоидальные сосудистые сплетения желудочков головного мозга. Дальше ему «путь закрыт»;
  • если принудительно ввести краситель в ликвор, выполнив люмбальную пункцию, то мозг окрашивался. Однако, «наружу» из ликвора краситель не попадал, и остальные ткани оставались бесцветными.

После этого совершенно логично было предположено, что ликвор – это жидкость, которая находится «по ту сторону» преграды, главная задача которой – защитить центральную нервную систему.

Впервые термин ГЭБ появился в 1900 году, сто шестнадцать лет назад. В англоязычной медицинской литературе он именуется «blood-brain barrier», а в русском языке название привилось в виде «гематоэнцефалического барьера».

В дальнейшем этот феномен изучался достаточно подробно. Перед второй мировой войной появились данные о том, что есть гематоэнцефалический и гематоликворный барьер, а также есть гематоневральный вариант, который находится не в ЦНС, а расположен в периферических нервах.

Строение и функции барьера

Именно от бесперебойной работы гематоэнцефалического барьера зависит наша жизнь. Ведь наш головной мозг потребляет пятую часть всего количества кислорода и глюкозы, и при этом его вес составляет не 20% всей массы тела, а около 2%, то есть потребление мозгом питательных веществ и кислорода в 10 раз выше среднего арифметического значения.

В отличие, например, от клеток печени, мозг работает только «на кислороде», и аэробный гликолиз – это единственный возможный вариант существования всех без исключения нейронов.

В том случае, если в течение 10-12 секунд питание нейронов прекращается, то человек теряет сознание, а после остановки кровообращения, находясь в состоянии клинической смерти, шансы на полное восстановление функции мозга существуют только на протяжении 5 -6 минут.

Это время увеличивается при сильном охлаждении организма, но при нормальной температуре тела окончательная гибель мозга происходит через 8-10 минут, поэтому только интенсивная деятельность ГЭБ позволяет нам быть «в форме».

Известно, что многие неврологические заболевания развиваются только вследствие того, что нарушена проницаемость гематоэнцефалического барьера, в сторону его повышения.

Мы не будем подробно вдаваться в гистологию и биохимию структур, составляющих барьер. Отметим только лишь, что строение гематоэнцефалического барьера включает в себя особую структуру капилляров. Известны следующие особенности, приводящие к появлению барьера:

  • плотные контакты между эндотелиальными клетками, выстилающими капилляры изнутри.

В других органах и тканях эндотелий капилляров выполнен «небрежно», и между клетками есть большие промежутки, через которые происходит свободный обмен тканевой жидкостью с периваскулярным пространством. Там, где капилляры формируют гематоэнцефалический барьер, клетки эндотелия расположены очень плотно, и герметичность не нарушается;

  • энергетические станции – митохондрии в капиллярах превышает физиологическую потребность в таковых в других местах, поскольку гематоэнцефалический барьер требует больших затрат энергии;
  • высота клеток эндотелия существенно ниже, чем в сосудах другой локализации, а количество транспортных ферментов в цитоплазме клетки значительно выше. Это позволяет отвести большую роль трансмембранному цитоплазматическому транспорту;
  • эндотелий сосудов в своей глубине содержит плотную, скелетообразующую базальную мембрану, к которой снаружи прилегают отростки астроцитов;

Кроме особенностей эндотелия, снаружи от капилляров существуют особые вспомогательные клетки – перициты. Что такое перицит? Это клетка, которая может снаружи регулировать просвет капилляра, а при необходимости может обладать функциями макрофага, к захвату и уничтожению вредных клеток.

Поэтому, еще не дойдя до нейронов, мы можем отметить две линии защиты гематоэнцефалического барьера: первая – это плотные соединения эндотелиоцитов и активный транспорт, а вторая – это макрофагальная активность перицитов.

Далее гематоэнцефалический барьер включает в себя большое количество астроцитов, которые и составляют наибольшую массу этой гистогематической преграды. Это небольшие клетки, которые окружают нейроны, и, по определению их роли, умеют «почти всё».

Они постоянно обмениваются веществами с эндотелием, контролируют сохранность плотных контактов, активность перицитов и просвет капилляров. Кроме того, головному мозгу нужен холестерин, но он не может проникнуть из крови ни в ликвор, ни пройти сквозь гематоэнцефалический барьер. Поэтому астроциты берут на себя его синтез, помимо основных функций.

Кстати, одним из факторов патогенеза рассеянного склероза является нарушение миелинизации дендритов и аксонов. А для образования миелина нужен холестерин. Поэтому роль дисфункции ГЭБ в развитии демиелинизирующих заболеваний является установленной, и в последнее время изучается.

Там, где нет барьеров

А есть ли такие места в центральной нервной системе, где не существует гематоэнцефалического барьера? Казалось бы, это невозможно: столько трудов было приложено к тому, чтобы создать несколько уровней защиты от внешних вредных веществ.

Но, оказывается, в некоторых местах ГЭБ не составляет единую «стену» защиты, а нем имеются отверстия. Они нужны для тех веществ, которые вырабатываются головным мозгом и отправляются на периферию в качестве команд: это гормоны гипофиза. Поэтому есть свободные участки, как раз в зоне гипофиза, и эпифиза.

Они существуют, чтобы гормоны и нейротрансмиттеры могли свободно проникать в кровь.

Существует и другая зона, свободная от ГЭБ, которая находится в районе ромбовидной ямки или дна 4 желудочка головного мозга. Там находится рвотный центр.

Известно, что рвота может возникать не только вследствие механического раздражения задней стенки глотки, но и при наличии токсинов, попавших в кровь.

Поэтому именно в этой области и существуют особые нейроны, которые постоянно производят «мониторинг» качества крови на наличие вредных веществ.

Как только их концентрация достигнет определенной величины, эти нейроны активируются, вызывая чувство тошноты, а затем и рвоту. Справедливости ради нужно сказать, что не всегда рвота связана с концентрацией вредных веществ.

Иногда, при значительном повышении внутричерепного давления (при гидроцефалии, менингитах) рвотный центр активируется вследствие прямого избыточного давления при развитии синдрома внутричерепной гипертензии.

Поэтому развивается так называемая центральная, или мозговая рвота, которая может наступить внезапно, и без всяких признаков тошноты.

Когда нарушается проницаемость

Гематоэнцефалический барьер и его функции могут страдать при многих заболеваниях. Конечно, классическим примером служат инфекции, при которых токсины и бактериальные антигены могут поражать барьер и повышать его проницаемость. Например, это происходит при менингитах и энцефалитах, когда возбудитель определяется в ликворе и на оболочках головного мозга.

Но в этом есть и положительный момент: после нарушения функции барьера сквозь него могут проникать антибактериальные препараты, которые в норме совсем не могут через него проникнуть, и, благодаря этому факту, антибиотики, проникающие через барьер, позволяют эффективно справиться с инфекцией.

Часто нарушается проницаемость при развитии миелинизации – рассеянном склерозе, остром рассеянном энцефаломиелите. Медленно, но неуклонно разрушение функции барьера происходит при сахарном диабете.

Чем дольше время заболевания, и чем выше уровень гликемии, тем больше нарушается барьерная функция.

При этом не так страшно возникновение гипогликемии, которая, хоть и является испытанием голодом для нейронов, быстро заканчивается и не успевает навредить.

Гипергликемия гораздо страшнее, поскольку она может вызвать поражение нервной системы на различных уровнях, например, полинейропатия по типу «носков» и «перчаток» также может развиться при наличии сахарного диабета.

При ишемическом и геморрагическом инсульте также происходит очаговое нарушение барьера, соответствующее развитию перифокальной зоны некроза. Различные опухоли, которые вызывают отек вещества мозга и его компрессию, также способствуют повышению проницаемости сосудов головного мозга.

В заключение нужно сказать, что такой гистогематический барьер, как ГЭБ, является одним из самых совершенных в организме.

Он имеет несколько уровней защиты, снабжается энергией в 10 раз лучше, чем обычные зоны капиллярного газообмена, и позволяет сохранять гомеостаз центральной нервной системы, что дает ей возможность полностью сосредоточиться на управлении витальными функциями и на высшей нервной деятельности.

Погребной Станислав Леонидович, невролог

Оцените эту статью:

Всего : 139

4 139

Источник: https://mozgius.ru/stroenie/gematoehncefalicheskij-barer.html

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.