Вирусы проникающие через гематоэнцефалический барьер

Содержание
  1. Антибиотики проникающие через гематоэнцефалический барьер
  2. 2.Препараты сульфаниламидов пролонгированного действия
  3. Бактериальный менингит
  4. Основные возбудители
  5. Таблица 1. Зависимость этиологии бактериального менингита от возраста пациентов и преморбидного фона
  6. Выбор антимикробных препаратов
  7. Таблица 2. Прохождение антимикробных препаратов через ГЭБ
  8. Таблица 3. Эмпирическая антимикробная терапия бактериального менингита
  9. Таблица 4. Антимикробная терапия бактериальных менингитов установленной этиологии
  10. Таблица 6. Дозы антимикробных препаратов для лечения острого бактериального менингита у детей*
  11. Таблица 7. Дозы антимикробных препаратов для эндолюмбального введения
  12. МЕНИНГИТ КАК СИНДРОМ ХРОНИЧЕСКОГО ИНФЕКЦИОННОГО ПРОЦЕССА
  13. Абсцесс головного мозга
  14. Гематоэнцефалический барьер и лекарства
  15. Для чего нам нужен ГЭБ
  16. Вирусы проникающие через гематоэнцефалический барьер
  17. Исторические сведения
  18. Физиология человека
  19. Гематоэнцефалический барьер: физиология
  20. Структура
  21. Формирование
  22. Проницаемость
  23. Механизмы прохождения сквозь ГЭБ
  24. Использование свойств ГЭБ в фармакологии
  25. Медикаменты, проходящие сквозь ГЭБ
  26. Атака на мозг
  27. Цитокиновый шторм
  28. Двойной удар
  29. Гематоэнцефалический барьер (ГЭБ)
  30. История изучения гематоэнцефалического барьера
  31. Проницаемость гематоэнцефалического барьера
  32. Гэб или гематоэнцефалический барьер: его строение и значение
  33. Что такое ГЭБ?
  34. Немного истории
  35. Строение и функции барьера
  36. Там, где нет барьеров
  37. Когда нарушается проницаемость
  38. Корона в голове: SARS-CoV-2 способен вызывать некроз мозга

Антибиотики проникающие через гематоэнцефалический барьер

Вирусы проникающие через гематоэнцефалический барьер

Проникновение антимикробных средств через гематоэнцефалический барьер

Хорошо проникают только при воспалении

Плохо проникают даже при воспалении

Противотуберкулезные препараты: изониазид, рифампицин, этамбутол и др.

Противогрибковые препараты: флуконазол

Пенициллины: ампициллин, амоксициллин, пенициллин и др.

Цефалоспорины III, IV поколений

Аминогликозиды: амикацин, канамицин

Тетрациклины: доксициклин, тетрациклин

Фторхинолоны: офлоксацин, пефлоксацин

Аминогликозиды: гентамицин, нетилмицин, стрептомицин

Противогрибковые препараты: кетоконазол

Линкозамиды: клиндамицин, линкомицин

Полимиксины: полимиксин В

Противогрибковые препараты: амфотерицин В

При инфекциях ЦНС эффективность лечения принципиально зависит от степени проникновения антимикробного средства через ГЭБ и уровня его концентрации в спинномозговой жидкости. У здоровых людей большинство антимикробных средств плохо проникает через ГЭБ, но при воспалении мозговых оболочек степень прохождения для многих лекарственных средств увеличивается.

2.Препараты сульфаниламидов пролонгированного действия

К препаратам длительного действияотносятся сульфапиридазин (сульфа-метоксипиридазин, спофадазин) и сульфадиметоксин (мадрибон, мадроксин). Они хорошо всасываются из желудочно-кишечного тракта, но медленно выво­дятся. Максимальные концентрации их в плазме крови определяются через 3—6 ч.

Длительное сохранение в организме бактериостатических концентраций пре­паратов, по-видимому, зависит от их эффективной реабсорбции в почках. Может иметь значение и выраженная степень связывания с белками плазмы крови (на­пример, для сульфапиридазина она соответствует примерно 85%).

Таким образом, при использовании препаратов длительного действия в орга­низме создаются стабильные концентрации вещества.

Это является несомнен­ным преимуществом препаратов при антибактериальной терапии.

Однако если возникают побочные явления, продолжительный эффект играет отрицательную роль, так как при вынужденной отмене вещества должно пройти несколько дней, прежде чем закончится его действие.

Следует учитывать также, что концентрация сулфапиридазина и сульфадиметоксина в спинномозговой жидкости невелика (5—10% от концентрации в плазме крови). Этим они отличаются от сульфаниламидов средней продолжительности действия, которые накапливаются вликворе в довольно больших количествах (50-80% от концентрации в плазме).

Назначают сульфапиридазин и сульфадиметоксин 1—2 раза в сутки.

Препаратом сверхдлительного действияявляется сульфален (келфизин, сульфаметоксипиразин), который в бактериостатических концентрациях задержива­ется в организме до 1 нед.

Препараты длительного действия наиболее целесообразно использовать при хронических инфекциях и для профилактики инфекций (например, в послеопе­рационном периоде).

В настоящем разделе рассматриваются основные инфекции ЦНС бактериальной этиологии: менингиты, абсцесс головного мозга, субдуральная эмпиема и эпидуральный абсцесс.

Бактериальный менингит

Бактериальный менингит — воспаление мозговых оболочек, острое или хроническое, проявляющееся характерными клиническими симптомами и плеоцитозом СМЖ.

Основные возбудители

Заболеваемость бактериальным менингитом составляет в среднем около 3 случаев на 100 тыс. населения. В более чем 80% случаев бактериальные менингиты вызываются N.meningitidis, S.pneumoniae и H.influenzae.

В России N.meningitidis является причиной около 60% случаев бактериальных менингитов, S.pneumoniae — 30% и H.influenzae — 10%. Необходимо отметить, что в развитых странах после внедрения широкомасштабной вакцинации против H.influenzae типа B, заболеваемость бактериальным менингитом данной этиологии снизилась более чем на 90%.

Кроме того, бактериальный менингит может вызываться другими микроорганизмами (листериями, стрептококками группы B, энтеробактериями, S.aureus, и др.).

Возбудителями бактериального менингита могут быть спирохеты: при болезни Лайма у 10-15% пациентов в первые 2 нед после инфицирования имеется менингеальный синдром. В целом этиология во многом определяется возрастом и преморбидным фоном пациентов (табл. 2).

Таблица 1. Зависимость этиологии бактериального менингита от возраста пациентов и преморбидного фона

Бактериальный менингит может возникать в стационаре после нейрохирургических или оториноларингологических операций, в этом случае в этиологии важную роль играет грамотрицательная (до 40%) и грамположительная флора (до 30%). Нозокомиальная флора, как правило, характеризуется высокой резистентностью и летальность при такой этиологии достигает 23-28%.

Выбор антимикробных препаратов

Успех лечения острого бактериального менингита зависит от целого ряда факторов и, в первую очередь, от своевременности и правильности назначения АМП. При выборе антибиотиков нужно помнить, что не все они хорошо проникают через ГЭБ (табл. 2).

Таблица 2. Прохождение антимикробных препаратов через ГЭБ

Антимикробная терапия должна быть начата немедленно после постановки предварительного диагноза. Важно, чтобы люмбальная пункция и забор материала (СМЖ, кровь) для микробиологического исследования выполнялись до введения антибиотиков.

Выбор АМП проводится по результатам обследования, в том числе предварительной идентификации возбудителя после окраски мазков СМЖ по Граму и серологических экспресс-тестов.

Если быстрые методы диагностики не позволяют предварительно идентифицировать возбудителя, или по каким-либо причинам происходит задержка с выполнением люмбальной пункции, то антибактериальная терапия назначается эмпирически. Выбор АМП в данной ситуации диктуется необходимостью перекрыть весь спектр наиболее вероятных возбудителей (табл. 3).

Таблица 3. Эмпирическая антимикробная терапия бактериального менингита

Антимикробная терапия может быть изменена при выделении возбудителя и получении результатов чувствительности (табл. 4).

Таблица 4. Антимикробная терапия бактериальных менингитов установленной этиологии

При лечении используются максимальные дозы антибиотиков, что особенно важно при применении АМП, плохо проникающих через ГЭБ, поэтому необходимо строго придерживаться принятых рекомендаций (табл. 5). Особое внимание необходимо при назначении антибиотиков детям (табл. 6).

Таблица 6. Дозы антимикробных препаратов для лечения острого бактериального менингита у детей*

* A.R. Tunkel, W.M. Scheld. Acute meningitis. In: Principles and practice of infectious diseases, 5 th Edition. Edited by: G.L. Mandell, J.E. Bennett, R. Dolin. Churchill Livingstone, 2000; p. 980

Основным путем введения АМП является в/в. По показаниям (вторичный бактериальный менингит на фоне сепсиса, особенно полимикробного, гнойные осложнения черепно-мозговых травм и операций и др.) можно сочетать в/в и эндолюмбальное введение (табл. 7).

Эндолюмбально вводятся только АМП, плохо проникающие в СМЖ (аминогликозиды, ванкомицин). Препараты могут быть использваны в виде моно- или комбинированной терапии.

Показанием для смены АМП является отсутствие положительной клинико-лабораторной динамики состояния пациента или появление признаков нежелательного действия препарата.

Таблица 7. Дозы антимикробных препаратов для эндолюмбального введения

Помимо соблюдения разовых и суточных доз АМП, при бактериальном менингите важна длительность их назначения.

Для лечения менингита, вызыванного спирохетами, используются препараты, имеющие соответствующий спектр активности (табл. 4).

МЕНИНГИТ КАК СИНДРОМ ХРОНИЧЕСКОГО ИНФЕКЦИОННОГО ПРОЦЕССА

В ряде инфекций, характеризующихся хроническим течением, возможно распространение процесса на оболочки мозга. В этом случае может возникать менингеальный синдром и изменяется состав СМЖ.

С точки зрения осложнений хронических инфекций наибольшую опасность представляет туберкулезный менингит. Несвоевременно начатое лечение этого менингита часто приводит к неблагоприятному исходу. Появление диагностических систем на основе ПЦР существенно сократило продолжительность обследования и значительно повысило эффективность лечения.

Читать еще:  Линкомицин группа антибиотиков

Поражение мозговых оболочек может наблюдаться и при других инфекциях: бруцеллезе, цистицеркозе, сифилисе, боррелиозе, кокцидиоидозе, гистоплазмозе, криптококкозе и др.

Абсцесс головного мозга

Абсцесс головного мозга — ограниченное капсулой скопление мозгового детрита, лейкоцитов, гноя и бактерий.

Гематоэнцефалический барьер и лекарства

Как защитный барьер мозга фильтрует вещества, и как врачи обходят его, чтобы доставить нужные препараты

Нормальная деятельность головного мозга возможна лишь в условиях биохимического и электролитного гомеостаза (равновесия). Поэтому жизненно необходимо, чтобы мозг был надежно защищен от попадания веществ, способных изменить работу центральной нервной системы. Для этого и существует гематоэнцефалический барьер, или сокращенно ГЭБ.

Для чего нам нужен ГЭБ

ГЭБ — это полупроницаемая мембрана, которая отделяет мозг от кровеносного русла. Этот барьер состоит из эндотелиальных клеток, астроцитов и перицитов. Мембрана имеет особо «плотное» расположение капилляров, что и является основой барьера, предохраняющего мозг от проникновения большинства веществ, циркулирующих в крови.

ГЭБ сохраняет специфическую внеклеточную среду вокруг нейронов, поддерживая концентрацию аминокислот, аскорбиновой и фолиевой кислот даже при снижении их концентрации в сыворотке крови.

Источник: https://neuro-service.ru/raznoe/antibiotiki-pronikayushhie-cherez-gematoentsefalicheskij-barer.html

Вирусы проникающие через гематоэнцефалический барьер

Вирусы проникающие через гематоэнцефалический барьер

Гематоэнцефалический барьер присутствует у всех позвоночных. Он проходит между центральной нервной и кровеносной системами. Далее рассмотрим подробнее такой термин, как “гематоэнцефалический барьер”: что это такое, какие задачи он выполняет.

Исторические сведения

Первые свидетельства о том, что существует гематоэнцефалический барьер, были получены Паулем Эрлихом в 1885 году. Он выяснил, что краситель, введенный в кровоток крысы, попал во все ткани и органы, за исключением головного мозга.

Эрлих высказал предположение, что вещество не распространилось на мозговые ткани в процессе внутривенного введения из-за того, что не имело с ними родства. Этот вывод оказался неверным.

В 1909 году ученик Эрлиха, Гольдман, определил, что краситель синий трипановый не проникает при внутривенном введении в мозг, но окрашивает сплетение сосудов желудочков.

В 1913 году он продемонстрировал, что введенное контрастное вещество в спинномозговую жидкость лошади либо собаки распределяется по тканям спинного и головного мозга, но не затрагивает при этом периферические органы и системы. Основываясь на результатах опытов, Гольдман выдвинул предположение о том, что между кровью и мозгом существует препятствие, предотвращающее проникновение нейротоксических соединений.

Физиология человека

Головной мозг имеет вес, примерно равный 2% от массы всего тела. Потребление кислорода ЦНС находится в пределах 20% от общего объема, поступающего в организм. От прочих органов головной мозг отличается наименьшим запасом питательных соединений.

При помощи только анаэробного гликолиза обеспечивать свои энергетические потребности нервные клетки не в состоянии. При прекращении поступления крови в мозг через несколько секунд происходит потеря сознания, а спустя 10 минут гибнут нейроны.

Физиология человека устроена таким образом, что энергетические потребности мозговых структур обеспечиваются благодаря активному транспорту питательных соединений и кислорода сквозь ГЭБ. Кровеносные сосуды ЦНС обладают некоторыми структурно-функциональными особенностями.

Это отличает их от кровеносных сетей прочих систем и органов. Данные отличительные черты обеспечивают питание, поддержание гомеостаза и выведение продуктов жизнедеятельности.

Гематоэнцефалический барьер: физиология

Нормальная деятельность мозга возможна только в условиях биохимического и электролитного гомеостаза. Колебания содержания кальция в крови, рН и прочих показателей не должны оказывать влияние на состояние ткани нервов. Она также должна быть защищена от проникновения нейромедиаторов, циркулирующих в крови и способных изменить активность нейронов.

В мозг не должны попадать чужеродные агенты: патогенные микроорганизмы и ксенобиотики. Особенности строения ГЭБ способствуют тому, что он является и иммунологическим препятствием, поскольку непроницаем для большого количества антител, микроорганизмов и лейкоцитов. Нарушения в гематоэнцефалическом барьере могут спровоцировать поражения ЦНС.

Множество неврологических патологий косвенно либо напрямую связано с повреждением ГЭБ.

Структура

Каково строение гематоэнцефалического барьера? В качестве основного элемента выступают эндотелиальные клетки. Гематоэнцефалический барьер включает в себя также астроциты и перициты.

В церебральных сосудах присутствуют плотные контакты между эндотелиальными клетками. Промежутки между элементами ГЭБ меньше, чем в прочих тканях организма.

Эндотелиальные клетки, астроциты и перициты выступают в качестве структурной основы гематоэнцефалического барьера не только у людей, но и у большинства позвоночных.

Формирование

До конца ХХ века существовало мнение, что у новорожденных и эмбриона гематоэнцефалический барьер и его функции не развиты в полной мере. Такое достаточно широко распространенное мнение было обусловлено несколькими неудачными опытами.

В ходе экспериментов эмбрионам и взрослым животным вводились красители, связанные с белками, или прочие маркеры. Первые такие опыты были проведены в 1920 году. Вводимые эмбрионам маркеры распространялись по ткани головного и жидкости спинного мозга. У взрослых животных этого не наблюдалось.

В процессе проведения экспериментов были допущены некоторые ошибки. В частности, в одних опытах использовался слишком большой объем красителя, в других – было повышено осмотическое давление. В результате этого происходило частичное повреждение в сосудистой стенке, вследствие чего маркер распространялся по ткани мозга.

При правильной постановке опыта прохождения сквозь гематоэнцефалический барьер не отмечалось. В крови эмбриона в большом объеме присутствуют молекулы таких соединений, как трансферрин, альфа1-фетопротеин, альбумин.

Эти вещества не обнаруживаются, однако в межклеточном пространстве мозговой ткани, в эмбриональном эндотелии, выявлен транспортер Р-гликопротеин. Это, в свою очередь, свидетельствует о присутствии гематоэнцефалического барьера в пренатальном периоде.

Проницаемость

В процессе развития организма отмечается совершенствование ГЭБ. Для поляризованных небольших молекул, к примеру, сахарозы и инулина, проницаемость гематоэнцефалического барьера у новорожденного и эмбриона существенно выше, чем у взрослых.

Аналогичный эффект обнаружен и для ионов. Прохождение инсулина и аминокислот сквозь гематоэнцефалический барьер значительно ускорено. Это, вероятно, связано с большой потребностью растущего мозга.

Вместе с этим у эмбриона присутствует барьер между тканью и ликвором – “ремневые контакты” между элементами эпендимы.

Механизмы прохождения сквозь ГЭБ

Основных путей преодоления барьера существует два:

  • Гематогенный (главный). В этом случае вещества проходят с током крови сквозь капиллярные стенки.
  • Ликворный (дополнительный). В этом случае проникновение веществ осуществляется совместно с цереброспинальной жидкостью. Ликворный путь выступает в качестве промежуточного звена между глиальной (нервной) клеткой и кровью.

Легче всего сквозь гематоэнцефалический барьер проникнуть молекулам небольшого размера (кислороду, например) либо элементам, легко растворимым в липидных мембранных компонентах, располагающихся в глиальных клетках (этанол, к примеру).

За счет использования высокоспециализированных механизмов для преодоления гематоэнцефалического барьера через него проникают грибки, бактерии, вирусы.

К примеру, возбудители герпеса проходят через нервные клетки слабого организма и попадают в ЦНС.

Использование свойств ГЭБ в фармакологии

Современные эффективные медикаменты разрабатываются с учетом проницаемости гематоэнцефалического барьера. К примеру, фармпромышленность выпускает синтетические анальгетики на основе морфина. Но в отличие от него препараты не проходят сквозь ГЭБ. Благодаря этому медикаменты эффективно избавляют от боли, не делая при этом пациента морфинозависимым.

Существуют различные антибиотики, проникающие через гематоэнцефалический барьер. Многие из них считаются незаменимыми при лечении тех или иных инфекционных патологий. При этом необходимо помнить, что передозировка препаратами может спровоцировать серьезные осложнения – паралич и гибель нервов.

В связи с этим специалисты крайне не рекомендуют самолечение антибиотиками.

Медикаменты, проходящие сквозь ГЭБ

Гематоэнцефалический барьер отличается избирательной проницаемостью. Так, некоторые из биологически активных соединений – катехоламины, к примеру, – не проходят ГЭБ.

Тем не менее существуют небольшие области рядом с гипофизом, эпифизом и рядом участков гипоталамуса, где данные вещества могут проникнуть через гематоэнцефалический барьер. Назначая лечение, врач учитывает особенности ГЭБ.

К примеру, в практической гастроэнтерологии проницаемость барьера принимается во внимание в процессе оценки интенсивности побочного действия определенных медикаментов на органы пищеварения. В этом случае предпочтение стараются отдавать тем лекарствам, которые хуже проходят сквозь ГЭБ.

Что касается антибиотиков, то среди хорошо проникающих через барьер следует отметить препарат “Нифурател”. Он известен также под названием “Макмирор”. Хорошо преодолевают ГЭБ прокинетики первого поколения. К ним, в частности, относят такие средства, как “Бимарал”, “Метоклопрамид”. Активным веществом в них выступает бромоприд.

Российские ученые предупреждают: патоген, вызывающий уханьскую пневмонию, способен проникать через гематоэнцефалический барьер и напрямую разрушать ткани головного мозга.

Уже появились описания клинических случаев, когда COVID-19 вызывал у заразившихся некротическую энцефалопатию — критическое поражение главного органа центральной нервной системы. При этом коронавирус может вызывать неврологические осложнения, совсем не повреждая легкие.

О нарушениях работы мозга, свидетельствует, в частности, такой симптом, как потеря обоняния. Также патоген способен оказывать негативное воздействие на сердечно-сосудистую систему.

Атака на мозг

— В нескольких статьях отмечено, что у некоторых пациентов не было нарушений работы легких, но наблюдалось рассеянное сознание или эпилептические признаки. Вместе с уже отмечавшейся ранее потерей вкуса и обоняния такие симптомы могут указывать на инфицирование коронавирусом тканей мозга, — считает эксперт.

В конце марта врачи из Детройта описали случай некротической энцефалопатии у сотрудницы одной из американских авиакомпаний. Женщина в возрасте около 50 лет была госпитализирована с лихорадкой и кашлем. Помимо этого, у нее наблюдалось спутанное сознание.

Медики провели ряд тестов на грипп, ветряную оспу и лихорадку западного Нила, но все они оказались отрицательными. Мазок, взятый из носоглотки, подтвердил диагноз CОVID-19. Однако из-за нетипичных для коронавируса симптомов женщине было решено сделать КТ и МРТ.

На полученных изображениях стали видны очаговые поражения в различных областях головного мозга, в частности, были повреждены височные доли, функции которых связаны с восприятием, анализом и синтезом речи, а также со способностью чувствовать вкусы и запахи.

Врачи диагностировали у пациентки острую некротическую энцефалопатию — редкое заболевание, которое развивается на фоне вирусных инфекций, чаще всего гриппа.

Цитокиновый шторм

— В избытке эти вещества способны повреждать стенки сосудов и вызвать кровоизлияния в мозг, что и приводит к развитию тех или иных неврологических симптомов (в зависимости от пораженного отдела), — сообщил эксперт. — Также не исключено, что вирус может проникать сквозь гематоэнцефалический барьер непосредственно в мозговую ткань.

Электронно-микроскопическое изображение размножения коронавируса

Двойной удар

— Пока случаи непосредственного влияния на мозг фиксируются редко и это нельзя назвать распространенной причиной летальных исходов. А вот дыхательная недостаточность фиксируется у каждого второго пациента.

У каждого третьего положение усугубляет сочетание дыхательной и сердечной недостаточности, и в 10% случаев смерть вызывает сердечная недостаточность, — рассказал эксперт.

— Таким образом, осложнения сердечно-сосудистых заболеваний занимают второе место среди причин летальности инфицированных коронавирусной инфекцией.

Что же касается воздействия на мозг, то пока это всё же довольно редкий симптом, который еще необходимо изучить.

Как защитный барьер мозга фильтрует вещества, и как врачи обходят его, чтобы доставить нужные препараты

Нормальная деятельность головного мозга возможна лишь в условиях биохимического и электролитного гомеостаза (равновесия). Поэтому жизненно необходимо, чтобы мозг был надежно защищен от попадания веществ, способных изменить работу центральной нервной системы. Для этого и существует гематоэнцефалический барьер, или сокращенно ГЭБ.

ГЭБ сохраняет специфическую внеклеточную среду вокруг нейронов, поддерживая концентрацию аминокислот, аскорбиновой и фолиевой кислот даже при снижении их концентрации в сыворотке крови.

Источник: https://virus-infekciya.ru/virusnye/virusy-pronikayuschie-cherez-gematoencefalicheskij-barer.html

Гематоэнцефалический барьер (ГЭБ)

Вирусы проникающие через гематоэнцефалический барьер

Гомеостаз ликворной системы и, в частности, ликвора поддерживается клеточными системами, которые образуют соответствующие барьеры.

Гематоэнцефалический барьер (ГЭБ) отождествляют с эндотелиальными клетками мозговых капилляров, а гематоликворный барьер (ГЛБ) — с эпителиальными клетками сосудистых сплетений и арахноидальных мембран. Многие авторы предпочитают термин «гематоэнцефалический барьер», включая в него гематоликворный.

Использование понятия «барьер» всегда требует уточнения состава обмена (вода, электролиты, микромолекулы, аминокислоты и др.).

История изучения гематоэнцефалического барьера

Paul Ehrlich

Изучение ГЭБ началось с работ Ehrlich, который в 1885 году ввел в вену краситель и не наблюдал окрашивание тканей мозга. Затем в 1909 году Goldman наблюдал появление красителя (трипанового синего) после его интратекального введения.

Stern и Cautier в 1921 году ввели термины «гематоэнцефалический барьер» и «гематоликворный барьер». В последнее время этой проблеме посвящается большое количество работ.

Fichman в 1980 году дает морфологическую, физиологическую и биохимическую характеристику ГЭБ.

  1. Морфологическая характеристика:
    1. Наличие здоровых контактов между капиллярными эндотелиальными клетками.
    2. Наличие здоровых контактов между клетками и арахноидальными мембранами.
    3. Глиальные отростки, окружающие капилляры.
    4. Небольшое число пиноцитозных везикул в эндотелиальных клетках.
    5. Многочисленные митохондрии в эндотелиальных клетках.
  2. Физиологическая и биохимическая характеристика:
    1. Характеристика проницаемости эндотелиальных клеток: ограничено проникновение макромолекул и полярных (липидно нерастворимых) веществ, в то время как проникновение липиднорастворимых веществ относительно неограниченно.
    2. Различия осмотического давления наблюдаются только короткое время, то есть осмотическое давление мозга и ликвора варьирует непосредственно с изменениями в плазменном осмотическом давлении.
    3. Существует двусторонний активный транспорт через мембраны и эндотелиальные клетки для ионов, органических кислот, щелочей, которые стабилизируют состав ликвора и экстрацеллюлярной мозговой жидкости.

Проницаемость гематоэнцефалического барьера

Не для всех видов молекул гематоэнцефалический барьер проницаем одинаково. Это доказано при интравенозном введении металлофермента пероксидазы хрена (М 43000), сахарозы (М 360), инсулина (М 5000) и альбумина (М 69000). Межклеточные уплотненные контакты не пропускают пероксидазы хрена.

Проницаемость перечисленных выше веществ почти обратно пропорциональна их молекулярной массе. Относительно высокое содержание альбумина по сравнению с гамма-глобулином в ликворе можно объяснить действием диффузии и везикулярного транспорта. Если эти белки переносятся только путем везикулярного транспорта, то масса молекулы не должна была бы иметь значения.

Поэтому Раппопорт допускает существование двух видов транспорта белковых молекул:

  • пиноцитоз для молекул размером 25 нм;
  • диффузия и ультрафильтрация через клеточные поры для молекул размером 11 нм, то есть мелкомолекулярных белков.

Таким образом, проницаемость плазматического вещества в ликвор зависит от:

  • перечисленных выше особенностей ГЭБ по Fishman;
  • липидорастворимости, то есть является молекула полярной или нет;
  • ионизированности вещества;
  • молекулярной массы молекулы;
  • гидродинамического радиуса молекулы (радиус Stokes-Enstein);
  • способности образования комплексов с другими протеинами, гликопротеинами, липидами, неорганическими веществами и др.;
  • концентрация плазмы и плазмоликворного градиента.

Низкая концентрация белков в ликворе обусловлена свойством гематоэнцефалического барьера не пропускать некоторые макромолекулы. Таким образом, ГЭБ в отношении белков действует как сито. Однако концентрация некоторых белков (преальбумина, трансферрина и др.) выше той, которую следовало бы ожидать, принимая во внимание массу молекул и концентрацию плазмы.

Гематоэнцефалический барьер отражает время эквилибрирования отдельных соединений между двумя сравниваемыми жидкостями: кровь и ликвор. Алкоголь и вода свободно проникают через ГЭБ, соответственно 97 и 93 %.

Двуокись углерода и кислород вследствие хорошей растворимости в липидах, быстро проникают через гематоэнцефалический барьер, в то время как растворимые в воде полярные соединения (например, ионы бикарбонатов) с трудом проходят через него, если отсутствуют специальные для них транспортные системы.

Соединение части ионов кальция и магния с альбуминами плазмы объясняет, почему в ликвор проникают только ионизированные соединения и значительно ограничено проникновение связанных с белками фракций.

Состояние гематоэнцефалического барьера имеет значение для проникновения и задержания данного лекарства. Множество факторов (степень ионизации, pH среды, размер и пространственная конфигурация молекул и т.д.) в значительной степени определяют его проходимость.

Растворимый в липидах эфир, хлороформ и алкоголь быстро проникают через ГЭБ, тогда как ионизированные полярные лекарства почти не проникают. Лекарства, которые являются кислотами или щелочами, обнаруживаются в плазме в ионизированной и неионизированной форме в различных пропорциях. Процентное содержание каждой из этих форм зависит от pH крови и константы диссоциации лекарства.

При pH крови 7,40 и ликвора 7,32 гематоэнцефалический барьер легко пропускает слабые щелочи. Очень высокая концентрация последних в ликворе увеличивает содержание слабых кислот в крови. Например, пенициллин плохо проникает в ликвор даже в высоких терапевтических дозах из-за плохой растворимости в липидах.

После соединения с альбумином плазмы пенициллин активно транспортируется через сплетения. Это в известной степени действительно и для метотрексата, долго действующих барбитуратов и других препаратов.

В заключение можно сказать, что гематоэнцефалический барьер (ГЭБ) и ликвор являются системой, которая поддерживает гомеостаз в ЦНС. Облегчает проникновение в нее необходимых веществ, и задерживает токсины ненужных метаболитов.

Источник: http://NewVrach.ru/gematoencefalicheskij-barer-geb.html

Гэб или гематоэнцефалический барьер: его строение и значение

Вирусы проникающие 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 : 175

4.48 175

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

Корона в голове: SARS-CoV-2 способен вызывать некроз мозга

Вирусы проникающие через гематоэнцефалический барьер

Российские ученые предупреждают: патоген, вызывающий уханьскую пневмонию, способен проникать через гематоэнцефалический барьер и напрямую разрушать ткани головного мозга.

Уже появились описания клинических случаев, когда COVID-19 вызывал у заразившихся некротическую энцефалопатию — критическое поражение главного органа центральной нервной системы. При этом коронавирус может вызывать неврологические осложнения, совсем не повреждая легкие.

О нарушениях работы мозга, свидетельствует, в частности, такой симптом, как потеря обоняния. Также патоген способен оказывать негативное воздействие на сердечно-сосудистую систему.

Советы доктора
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: