Гематоэнцефалический барьер

Введение

Гематоэнцефалический барьер (ГЭБ) окружает большинство кровеносных сосудов в мозге.

• Это структура, которая образуется, главным образом, благодаря образованию плотных соединений между эндотелиальными клетками (т.е. клетками, выстилающими стены кровеносных сосудов).
• Существуют также другие клетки и белки, которые способствуют созданию комплекса гематоэнцефалического барьера, например, процессы, называемые астроцитарными конечностями, которые растягиваются от астроцитов до окружающих кровеносных сосудов и поддерживают эндотелиальные клетки гематоэнцефалического барьера^[1].
• 

Открытие до сегодняшнего дня

Гематоэнцефалический барьер был обнаружен в конце 19 века, когда немецкий врач Пауль Эрлих ввел краситель в кровоток мыши. Неожиданно краситель проник во все ткани, кроме мозга и спинного мозга, показывая, что существует барьер между мозгом и кровью. Только в 1960-х годах исследователи смогли использовать микроскопы, достаточно мощные для определения физического слоя гематоэнцефалического барьера.

• Теперь мы знаем, что важная структура гематоэнцефалического барьера, предлагающая барьер, это "эндотелиальная плотная связь". Эндотелиальные клетки выстилают внутреннюю часть всех кровеносных сосудов. В капиллярах, образующих гематоэнцефалический барьер, эндотелиальные клетки вставлены крайне близко друг к другу, образуя так называемые плотные соединения. Эти соединения позволяют лишь небольшим молекулам, жирорастворимым молекулам и некоторым газам свободно проходить через стенку капилляра и в ткань мозга. Некоторые более крупные молекулы, например, глюкоза, могут проникать с помощью транспортных белков (специальных "дверей", которые открываются только для определенных молекул).

• Окружающие эндотелиальные клетки кровеносного сосуда представляют собой другие компоненты гематоэнцефалического барьера (астроциты, перициты, нейроны и внеклеточный матрикс), которые непосредственно не участвуют в阻止ении переводить вещества из крови в мозг, но которые общаются с клетками, формирующими барьер, для изменения того, как избирателен гематоэнцефалический барьер.^{[2] [3]}

Роль астроцитов

Изображение3: Гематоэнцефалический барьер и астроцитарные глиальные клетки

Проекции астроцитов вытягиваются к стенкам кровеносных сосудов, которые являются частью гематоэнцефалического барьера, и часто полностью окружают эти сосуды. Эти проекции, называемые астроцитарными конечностями, по-видимому, играют критическую роль в образовании гематоэнцефалического барьера. Например, считается, что они участвуют в сигналах, которые побуждают эндотелиальные клетки формировать плотные соединения, необходимые для создания гематоэнцефалического барьера. Они также, по-видимому, выполняют множество функций, связанных с поддержанием гематоэнцефалического барьера и, возможно, временным открытием барьера для проихождения важных веществ в особых обстоятельствах^[1].

Цель ГЭБ

Цель гематоэнцефалического барьера

• Защита от циркулирующих токсинов или патогенов, которые могут вызывать инфекции мозга
• Обеспечение поступления жизненно важных питательных веществ в мозг.
• Помощь в поддержании относительно постоянных уровней гормонов, питательных веществ и воды в мозге (колебания которых могут нарушить тонко настроенную среду)^[2].

Проблемы, связанные с ГЭБ

• Гематоэнцефалический барьер является важным защитным слоем между периферической циркуляцией крови и мозгом, в некоторых ситуациях он может вызывать проблемы из-за того, что доступ к мозгу настолько ограничен. Например, при инфекции мозга доставка антимикробных агентов в мозг очень затруднена, к тому же он мешает проходу антител из тела в мозг.
• Один из распространенных способов, как это происходит, это бактериальная инфекция, как в случае менингококковой болезни. Менингококк может связываться с эндотелиальной стенкой, вызывая небольшие открытия плотных соединений. В результате гематоэнцефалический барьер становится более пористым, позволяя бактериям и другим токсинам проникать в ткань мозга, что может привести к воспалению и иногда смерти^[2].
• Считается также, что функция гематоэнцефалического барьера может снижаться при других заболеваниях, например, разрушение гематоэнцефалического барьера является одним из признаков рассеянного склероза (РС). Не совсем понятно, является ли разрушение ГЭБ первоначальным событием РС, приводящим к образованию поражений РС, или это просто следствие клеточной инфильтрации в центральной нервной системе (ЦНС).^[4]

Ссылки