Кръвно-мозъчна бариера

Кръво-мозъчната бариера е изключително важна за осигуряването на мозъчна хомеостаза, но много въпроси, свързани с нейното формиране, все още не са напълно разбрани. Но вече е абсолютно ясно, че ВВВ е най-силно изразена по отношение на диференциацията, сложността и плътността на хистохематологичната бариера. Основната му структурна и функционална единица са ендотелните клетки на капилярите на мозъка.

Метаболизмът на мозъка, подобно на никой друг орган, не зависи от веществата, които идват с кръвта. Многобройни кръвоносни съдове, осигуряващи работата на нервната система, се отличават с факта, че процесът на проникване на веществата през стените им е селективен. Ендотелните клетки на капилярите на мозъка са свързани чрез непрекъснати непрекъснати контакти, така че веществата могат да преминават само през самите клетки, но не и между тях. Глиалните клетки, вторият компонент на кръвно-мозъчната бариера, се придържат към външната повърхност на капилярите. В съдовите плексуси на вентрикулите на мозъка, анатомичната основа на бариерата е епителните клетки, също така тясно свързани. В момента, кръвно-мозъчната бариера не се счита като анатомични и морфологично и функционално като образуване способни селективно да премине, а в някои случаи и доставени на нервните клетки с помощта на активни транспортни механизми за различни молекули. По този начин бариерата изпълнява регулаторни и защитни функции

В мозъка има структури, в които е отслабена кръвно-мозъчната бариера. Това преди всичко хипоталамуса, както и редица образувания в долната част 3 и 4 вентрикули - задната кутията (площ пострема), subfornical subkomissuralny и органи, както и епифизата. Цялостта на ВВВ е нарушена от исхемични и възпалителни лезии на мозъка.

Кръво-мозъчната бариера се счита за окончателно образувана, когато свойствата на тези клетки удовлетворяват две условия. Първо, честотата на ендоцитозата в течна фаза (пиноцитоза) в тях трябва да бъде изключително ниска. Второ, специфични плътни контакти трябва да се образуват между клетките, за които е характерно много високо електрическо съпротивление. Тя достига стойности 1000-3000 ома / см ² за капилярна pial и от 2000 до 8000 0 m / cm2 за интрапаренхимно мозъчните капиляри. За сравнение: средната стойност на трансендотелиалното електрическо съпротивление на капилярите на скелетните мускули е само 20 ома / см2.

Пропускливостта на кръвно-мозъчната бариера за повечето вещества се определя до голяма степен от техните свойства, както и от способността на невроните да синтезират тези вещества сами по себе си. Вещества, които могат да преодолеят тази бариера са предимно кислород и въглероден диоксид, и различни метални йони, глюкоза, незаменими аминокиселини и мастни киселини, необходими за нормалната функция на мозъка. Транспортирането на глюкоза и витамини се извършва с помощта на вектори. В същото време D- и L-глюкозата имат различни скорости на проникване през бариерата - в първата е повече от 100 пъти по-висока. Глюкозата играе основна роля както в енергийния метаболизъм на мозъка, така и в синтеза на редица аминокиселини и протеини.

Водещият фактор, определящ функционирането на кръвно-мозъчната бариера, е нивото на метаболизма на нервните клетки.

Невроните получават необходимите вещества не само с помощта на подходящи кръвни капиляри, но и с процесите на меките и арахноидни черупки, върху които циркулира цереброспиналната течност. Цереброспиналната течност се намира в кухината на черепа, във вентрикулите на мозъка и в пространствата между мембраните на мозъка. При хората обемът му е около 100-150 ml. Поради цереброспиналната течност се поддържа осмотичното равновесие на нервните клетки и се отстраняват метаболичните продукти, токсични за нервната тъкан.

Начините на обмен на медиатори и ролята на кръвно-мозъчната бариера в метаболизма (на: Shepherd, 1987) 

Преминаването на веществата през кръвно-мозъчната бариера зависи не само от тяхната пропускливост на съдовата стена (молекулно тегло, зареждане и липофилност на веществото), но и от наличието или липсата на активна транспортна система.

Стереоспецифичният инсулин-независим глюкозен транспортер (GLUT-1), който осигурява трансфера на това вещество през кръвно-мозъчната бариера, е богат на ендотелиални клетки на капилярите на мозъка. Активността на този транспортер може да осигури доставянето на глюкоза в количество 2-3 пъти, което се изисква от мозъка при нормални условия.

Характеристики на транспортните системи на кръвно-мозъчната бариера (след: Pardridge, Oldendorf, 1977)

Преносими връзки	Първичен субстрат	Km, тМ	Vmax nmol / min * g
Хексози	Гликоза	9	1600
Монокарбоксилни киселини	Лактат	1.9	120
Неутрални аминокиселини	Фенилаланин	0.12	30
Основни аминокиселини	Лизин	0.10	6
Убийство	Смесвам	0.22	6
Пурини	Аденин	0027	1
Нуклеозиди	Аденозин	0018	0.7

При деца с нарушение на функционирането на този транспортер се наблюдава значително намаляване на нивото на глюкозата в цереброспиналната течност и нарушение на развитието и функционирането на мозъка.

Монокарбоксилните киселини (L-лактат, ацетат, пируват), както и кетонните тела се транспортират чрез отделни стереоспецифични системи. Въпреки че интензивността на техния транспорт е по-ниска от транспортирането на глюкозата, те са важен метаболитен субстрат при новородени и пост.

Транспортирането на холин в централната нервна система също се медиира от носителя и може да се регулира от скоростта на синтеза на ацетилхолин в нервната система.

Витамините не се синтезират от мозъка и се доставят от кръвта чрез специални транспортни системи. Независимо от факта, че тези системи имат сравнително ниска транспортна активност, при нормални условия те могат да осигурят транспортирането на количеството витамини, необходими за мозъка, но недостигът им в храната може да доведе до неврологични разстройства. Някои плазмени протеини могат да проникнат и в кръвно-мозъчната бариера. Един от начините за тяхното проникване е трансцитозата, медиирана от рецепторите. Така инулинът, трансферинът, вазопресинът и инсулиноподобният растежен фактор проникват в бариерата. Ендотелните клетки на мозъчните капиляри имат специфични рецептори за тези протеини и са способни да осъществят ендоцитоза на протеино-рецепторния комплекс. Важно е, че в резултат на последващи събития комплексът се дезинтегрира, интактният протеин може да бъде освободен от противоположната страна на клетката и рецепторът отново е вграден в мембраната. За поликатионни протеини и лектини, методът на проникване през ВВВ е също трансцитоза, но не е свързана с действието на специфични рецептори.

Много невротрансмитери, присъстващи в кръвта, не могат да проникнат във ВВВ. Следователно, допаминът няма тази способност, докато L-Dopa прониква през ВВВ като използва неутрална аминокиселинна транспортна система. В допълнение, капилярни клетки съдържат ензими, метаболизиращи невротрансмитери (холинестераза, GABA-трансаминаза аминопептидаза и др.), Наркотици и токсични вещества, което осигурява не само за защита на мозъка от кръвта циркулира невротрансмитери, но и на токсини.

Работата включва също транспортни протеини BBB носещи транспортиране на вещества от ендотелни клетки на мозъка капиляри в кръвта, предотвратяване проникването им в мозъка, като б-гликопротеин.

В хода на онтогенирането скоростта на транспортиране на различни вещества чрез ВВВ се променя значително. По този начин скоростта на транспортиране на b-хидроксибутират, триптофан, аденин, холин и глюкоза при новородените е значително по-висока, отколкото при възрастните. Това отразява относително по-голямата нужда на развиващия се мозък в енергийните и макромолекулните субстрати.

[1], [2], [3], [4], [5]