Нейротон. Занимательные истории о нервном импульсе

Несомненно, на направлении его мыслей повлиял тот факт, что он был женат на дочери известного и зажиточного фабриканта – текстильщика. И Эрлих начал экспериментировать с различными, в том числе и очень ядовитыми красками: анилиновыми и трипановыми.

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

Сначала он ошибочно предположил, что краситель не окрашивает мозг вследствие наличия в нём жира, который отталкивает краску.

А затем открытия, предшествующие обнаружению гематоэнцефалического барьера, посыпались как из рога изобилия, и сама идея начала постепенно завоёвывать умы учёных. Наибольшее значение сыграли следующие наблюдения:

1. если ввести краситель внутривенно, то максимум, что он окрасит – это хориоидальные сосудистые сплетения желудочков головного мозга;

2. если же принудительно вводили краситель в ликвор, выполнив люмбальную пункцию, то мозг окрашивался. Однако, «наружу» из ликвора краситель не проникал, и прочие ткани оставались неокрашенными.

После этого совершенно логично было предположено, что есть преграда, чья главная задача – защитить центральную нервную систему.

Впервые термин – гематоэнцефалический барьер (в англоязычной медицинской литературе он именуется «blood-brain barrier»), появился в 1900 году.

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

Сегодня известно, что основу гематоэнцефалического барьера составляют плотные соединения эндотелия. Эндотелиальные клетки выстилают внутреннюю часть капилляров.

Плотное соединение позволяет свободно проходить через стенку капилляров в ткани мозга только небольшим и жирорастворимым молекулам и некоторым газам. Некоторые более крупные молекулы, такие как глюкоза, проникают в мозг с помощью белков-переносчиков, которые открываются только для определённых молекул.

Мы пока не будем подробно вдаваться в гистологию и биохимию структур, составляющих барьер.

От бесперебойной работы гематоэнцефалического барьера зависит наша жизнь. Известно, что многие неврологические заболевания развиваются только вследствие нарушения проницаемости гематоэнцефалического барьера, в сторону его повышения.

А есть ли в центральной нервной системе участки, где гематоэнцефалический барьер не работает? Оказывается, ГЭБ не обеспечивает сплошную изоляцию, кое-где в нём имеются проходы. Они нужны для веществ, которые вырабатываются головным мозгом и отправляются на периферию в качестве команд: это гормоны гипофиза. Поэтому свободные участки оставлены как раз в зоне гипофиза и эпифиза. Эти лазейки необходимы, чтобы гормоны и нейротрансмиттеры могли свободно проникать в кровь.

Существует и другая зона, свободная от ГЭБ, она находится в районе ромбовидной ямки или дна четвёртого желудочка головного мозга. Там расположен рвотный центр. Оказывается, рвота может быть спровоцирована не только механическим раздражением задней стенки глотки, но и при попадании токсинов в кровь. Поэтому именно в этой области мозга имеются особые нейроны, которые непрерывно контролируют кровь на наличие вредных веществ. Как только их концентрация достигает критической величины, эти нейроны активируются, вызывая чувство тошноты, а затем и рвоту.

Когда нарушается проницаемость

При некоторых заболеваниях гематоэнцефалический барьер и его функции могут быть нарушены. Классическим примером могут служить инфекции, при которых токсины и бактериальные антигены способные поражать барьер и повышать его проницаемость. Такое случается при менингитах и энцефалитах, когда возбудитель определяется в ликворе и на оболочках головного мозга.

Но в этом есть и положительный момент: вследствие нарушения функций барьера сквозь него могут проникать антибактериальные препараты, которым в норме этот путь закрыт, благодаря чему антибиотики, проникающие через барьер, позволяют эффективно бороться с инфекцией.

Часто нарушается проницаемость при демиелинизации – рассеянном склерозе, остром рассеянном энцефаломиелите. Происходит нарушение функции барьера при сахарном диабете.

Для преодоления ГЭБ в терапевтических целях оказалось возможным использование ультразвука. Правда механизм этого эффекта пока неизвестен.

В заключение нужно сказать, что ГЭБ является одним из самых эффективных механизмов защиты в организме. Он имеет несколько уровней, а энергией снабжается в 10 раз лучше, чем обычные зоны капиллярного газообмена. Благодаря ГЭБ центральная нервная система сохраняет работоспособность, что даёт ей возможность полностью сосредоточиться на управлении жизненно важными функциями и на высшей нервной деятельности. [18]

«Фантомы»