Болезни Военный билет Призыв

Гистогематические барьеры. Гистогематические барьеры, их функции

Подобно тому, как кровь обладает относительным постоянством состава и свойств, также и нормальное состояние внутренней, непосредственной среды каждой клетки и органа характеризуется таким же относительным постоянством, что является одним из существенных условий нормальной жизнедеятельности. На основе многочисленных экспериментальных исследований академик Л.С. Штерн установила, что регуляция и защита такого постоянства внутренней среды каждого органа и клетки определяется сложными физиологическими механизмами, которые она назвала гистогематическими барьерами. Изучению проблемы гистогематических барьеров Л.С. Штерн посвятила значительный период своей жизни. Столетие со дня ее рождения исполнилось 26 августа 1978 г. Одной из главных функций этих барьеров является регуляция проницаемости для разных физиологически необходимых веществ. Наряду с этим гистогематические барьеры защищают внутреннюю среду клеток и органов от поступления в них веществ, чуждых для их функций.

Очень давно Л.С. привлекало изучение физиологии центральной нервной системы. В исследованиях как бы частного вопроса, механизма действия кураре на мозг, возникло новое направление в изучении физиологии мозга – учение о гематоэнцефалическом барьере. Первая публикация по физиологии гематоэнцефалического барьера в 1921 г. положила начало глубокому изучению этой проблемы. Развитие исследований по физиологии гематоэнцефалического барьера выдвинуло новое направление – физиологию гистогематических барьеров. Их характеристика была впервые доложена в 1929 г. XIII Международному физиологическому конгрессу в Бостоне.

Барьерные функции – особые физиологические механизмы (барьеры), защищающие организм от воздействия окружающей среды, препятствующие проникновению в него бактерий, вирусов и вредных веществ, а также сохранению постоянства состава и свойств крови, лимфы, тканевой жидкости.

Условно различают внешние и внутренние барьеры. К внешним относят кожу, органы дыхания, пищеварения, а также почки. Кожа предохраняет организм от воздействия физических и химических изменений окружающей среды, участвует в терморегуляции, препятствует проникновению в организм бактерий, токсинов, ядов и способствует выведению из него некоторых продуктов обмена веществ, главным образом с потом. В дыхательной системе воздух очищается от пыли и вредных веществ, находящихся в атмосфере, главным образом за счет деятельности эпителия, выстилающего слизистую оболочку полости носа и бронхов. Поступающие в пищеварительную систему пищевые вещества преобразуются в желудке и кишечнике, становясь пригодными для усвоения. Важную барьерную функцию выполняет печень: она обезвреживает чужеродные для организма ядовитые соединения, поступившие с пищей или образовавшиеся в кишечнике. Почки регулируют постоянство состава крови, освобождают ее от конечных продуктов обмена веществ. К внешним барьерам относят также слизистые оболочки полости рта, глаз, половых органов.

Внутренние барьеры, находящиеся между кровью и тканями, называются гистогематическими. Основную барьерную функцию осуществляют стенки кровеносных капилляров. Защитные функции выполняют также соединительная ткань, образования лимфатической системы, некоторые специальные клетки органов и тканей. Существуют специализированные барьерные образования между кровью и ц. н. с. (гематоэнцефалический барьер), между кровью и тканями глаза (гематоофтальмический барьер), между кровью и половыми железами; защиту развивающегося плода обеспечивает плацентарный барьер между организмом матери и плодом. Б.ф. выполняют также оболочки клеток и внутриклеточные барьеры, в задачу которых входит защита важных элементов клетки.

Особенно велика роль барьеров в защите организма от возбудителей различных заболеваний и вырабатываемых ими токсинов. Бактерии, вирусы, ядовитые вещества, циркулируя в крови, могут явиться причиной патологического процесса, что нередко связано со снижением сопротивляемости барьеров.

Функции гистогематических барьеров меняются в зависимости от возраста, нервных и гормональных влияний, состояния ц. н. с. под влиянием бессонницы, голодания, наркоза, при некоторых заболеваниях. Иногда с лечебной целью прибегают к искусственному повышению или снижению сопротивляемости барьеров. При лечении некоторых заболеваний головного мозга лекарственные средства вводят в обход гематоэнцефалического барьера непосредственно в цереброспинальную жидкость.

Пластичность внешних и внутренних барьеров, их приспособляемость к меняющимся условиям среды важны для нормального существования организма, предохранения его от заболеваний, интоксикаций и т.д. Большую роль в развитии учения о Б. ф. сыграли работы советских учёных (Л. С. Штерн, А. А. Богомольца, Б. Н. Могильницкого, А. И. Смирновой-Замковой и др.).

Г исто-гематические барь еры (ГГБ) — гемато-паренхиматозные, тканевые, гистиоцитарные барьеры, механизмы, регулирующие обмен между общей внутренней средой организма - кровью и непосредственно питательной средой органов и тканей - тканевой, или внеклеточной, жидкостью. Анатомическая основа ГГБ - эндотелий капилляров и прекапилляров. ГГБ выполняют также защитную функцию, препятствуя переходу из крови в ткани и из тканей в кровь вредных и чужеродных веществ. В нормальных условиях все вещества внутренней среды, одни быстрее, другие медленнее, выводятся из нее. Наряду с этим вещества из крови поступают избирательно благодаря наличию избирательной селективной проницаемости. Таким образом, ГГБ действует как клапан в направлении кровь — ткань (не все вещества из крови переходят в ткань) и как вентиль в направлении ткань — кровь (все вещества из ткани переходят в кровь). Этим объясняется как неравномерное распределение многих веществ в организме, так и отсутствие эффекта при лечении некоторыми лекарственными препаратами. Приспособляемость ГГБ к условиям внешней и внутренней среды является одним из важнейших условий поддержания постоянства внутренней среды (гомеостаза), устойчивости физиологических функций, предохранения от инфекций, интоксикаций и т.п.

В основе функций всех ГГБ находится их проницаемость.

Проницаемость биологических мембран — важнейшее свойство биологических мембран (БМ), заключающееся в их способности пропускать в клетку и из неё различные метаболиты (аминокислоты, сахара, ионы и т.п.). П. б. м. имеет большое значение для осморегуляции и поддержания постоянства состава клетки, её физико-химический гомеостаз; играет важную роль в генерации и проведении нервного импульса, в энергообеспечении клетки, сенсорных механизмах и др. процессах жизнедеятельности. П. б. м. обусловлена особенностями строения БМ, являющихся осмотическим барьером между клеткой и средой, и служит характерным примером единства и взаимосвязи между структурой и функцией на молекулярном уровне.

БМ проницаемы лишь для небольшого числа низкомолекулярных жирорастворимых веществ (глицерин, спирты, мочевина и др.). Такая проницаемость (простая диффузия) играет сравнительно малую роль в процессах переноса веществ через мембраны. Более важные процессы переноса (транслокации) веществ через БМ происходят с участием специфических систем транспорта. Предполагают, что эти системы содержат мембранные переносчики (белки или липопротеиды) и, возможно, ряд др. компонентов, осуществляющих связанные с транспортом функции (например, рецепторные). Переносчик (или их система) связывает переносимое вещество (субстрат) и может перемещаться в мембране. Если переносчики неподвижно фиксированы в БМ, то считают, что в БМ существуют специфические для переносимого вещества поры или каналы. Если переносчик связывается с субстратом путём невалентных взаимодействий (ионными, гидрофобными и др. силами), то такой процесс называется вторичной транслокацией; различают 3 её типа: облегчённая диффузия (унипорт), котранспорт (симпорт) и противотранспорт (антипорт). Механизм облегчённой диффузии не зависит от переноса др. веществ в клетку или из клетки. Этим способом переносится, например, глюкоза в эритроциты. Котранспорт — совместный транспорт двух (или более) веществ в одном направлении. Так, транспорт глюкозы и аминокислот через слизистые оболочки тонкого кишечника сопряжён с транспортом ионов Na +. Механизм противотранспорта подразумевает сопряжение переноса вещества в одном направлении с потоком др. вещества в противоположном направлении. Этим способом осуществляется противоположно направленный перенос ионов Na + и К + в нервных клетках (см. Мембранная теория возбуждения).Процессы сопряжённого транспорта (симпорт и антипорт) имеют большое значение в тех случаях, когда переносимое вещество движется против градиента концентрации (из области меньшей в область большей концентрации). Такой активный транспорт, в отличие от пассивного транспорта (по концентрационному градиенту), требует затрат энергии. Энергообеспечение активного транспорта достигается за счёт сопряжения вторичной транслокации с ферментативными реакциями разрыва или образования химических связей. При этом энергия химического превращения расходуется на поддержание осмотического потенциала или асимметрии по обе стороны мембраны.

Транспорт веществ через БМ, связанный с разрывом или образованием валентных связей, называется первичной транслокацией. Типичный пример такого процесса — работа «натриевого насоса», сопряжённая с химической реакцией гидролиза богатого энергией аденозинтрифосфата (АТФ), катализируемого ферментом аденозинтрифосфатазой. Гидролиз АТФ сопровождается переносом ионов Na + из клетки и поступлением в клетку ионов К +; предполагают, что переносчиком ионов К + является свободный фермент, а ионов Na + — фосфорилированный фермент, образующийся в ходе гидролиза АТФ. До сих пор не удалось выделить переносчиков из БМ клеток животных. У бактерий четко доказано (главным образом генетическими методами) существование переносчиков — т. н. пермеаз, некоторые из них (например, М-белок — переносчик лактозы у кишечной палочки) выделены в чистом виде. Имеются данные, показывающие, что активный транспорт сахаров и аминокислот у бактерий сопряжён с окислением D-молочной комитеты. У некоторых бактерий обнаружено большое число «связывающих белков», которые, возможно, являются рецепторными компонентами соответствующих транспортных систем.

П. б. м. регулируется гормонами и др., биологически активными веществами. Так, некоторые стероидные гормоны, инсулин и др. увеличивают проницаемость мембран эритроцитов, мышечных и жировых клеток. П. б. м. возбудимых клеток (например, нервных) зависит от особых веществ -медиаторов (ацетилхолин и др.). На П. б. м. для ионов сильно влияют антибиотики (валиномицин, грамицидин, нонактин), а также некоторые синтетические полиэфиры. В исследованиях П. б. м. — одной из важнейших проблем молекулярной биологии — большое значение имеют модельные мембраны: липидные монослои, искусственные двухслойные мембраны, многослойные замкнутые мембраны (липосомы) и т.п. Для изучения П. б. м. широко применяются электро-химические, физические и химические методы.

Нормальная физиология: конспект лекций Светлана Сергеевна Фирсова

12. Гистогематический барьер и его физиологическая роль

Гистогематический барьер – это барьер между кровью и тканью. Впервые были обнаружены советскими физиологами в 1929 г. Морфологическим субстратом гистогематического барьера является стенка капилляров, состоящая из:

1) фибриновой пленки;

2) эндотелия на базальной мембране;

3) слоя перицитов;

4) адвентиции.

В организме они выполняют две функции – защитную и регуляторную.

Защитная функция связана с защитой ткани от поступающих веществ (чужеродных клеток, антител, эндогенных веществ и др.).

Регуляторная функция заключается в обеспечении постоянного состава и свойств внутренней среды организма, проведении и передаче молекул гуморальной регуляции, удалении от клеток продуктов метаболизма.

Гистогематический барьер может быть между тканью и кровью и между кровью и жидкостью.

Основным фактором, влияющим на проницаемость гистогематического барьера, является проницаемость. Проницаемость – способность клеточной мембраны сосудистой стенки пропускать различные вещества. Она зависит от:

1) морфофункциональных особенностей;

2) деятельности ферментных систем;

3) механизмов нервной и гуморальной регуляции.

В плазме крови находятся ферменты, которые способны изменять проницаемость сосудистой стенки. В норме их активность невелика, но при патологии или под действием факторов повышается активность ферментов, что приводит к повышению проницаемости. Этими ферментами являются гиалуронидаза и плазмин. Нервная регуляция осуществляется по бессинаптическому принципу, так как медиатор с током жидкости поступает в стенки капилляров. Симпатический отдел вегетативной нервной системы уменьшает проницаемость, а парасимпатический – увеличивает.

Гуморальная регуляция осуществляется веществами, делящимися на две группы – повышающие проницаемость и понижающие проницаемость.

Повышающее влияние оказывают медиатор ацетилхолин, кинины, простагландины, гистамин, серотонин, метаболиты, обеспечивающие сдвиг pH в кислую среду.

Понижающее действие способны оказывать гепарин, норадреналин, ионы Ca.

Гистогематические барьеры являются основой для механизмов транскапиллярного обмена.

Таким образом, на работу гистогематических барьеров большое влияние оказывают строение сосудистой стенки капилляров, а также физиологические и физико-химические факторы.

Из книги Мужчина и женщина: искусство любви автора Диля Еникеева

Барьер общения Нелюбимый всегда одинок… Жорж Санд Если ребенок уже с детских лет не уверен в себе, боязлив, нерешителен, застенчив, а властная, деспотичная мать растит сына одна, командует им и полностью подавляет его, то в подростковом возрасте имеющиеся особенности

Из книги НИЧЕГО ОБЫЧНОГО автора Дэн Миллмэн

Из книги Как я вылечил болезни глаз. Уникальные советы, оригинальные методики автора П. В. Аркадьев

Пришлось преодолеть психологический барьер Моя жена уже давно увлекается лечением с помощью урины. А мне даже от одного запаха плохо становилось. Женщинам почему-то легче себя заставить. А мужик, даже если и знает, что ему это на пользу, все равно с трудом на всякие новые

Из книги Психиатрия. Руководство для врачей автора Борис Дмитриевич Цыганков

ФИЗИОЛОГИЧЕСКАЯ КОНЦЕПЦИЯ Учение о физиологии мозга базируется на классических работах отечественных физиологов (И. М. Сеченов, 1886; В. М. Бехтерев, 1891; И. П. Павлов, 1923; П. К. Анохин, 1975, и др.), а также многих зарубежных исследователей (Ч. Шеррингтон, 1897; У. Пенфилд, 1959, и др.).

Из книги Питание и долголетие автора Жорес Медведев

Физиологическая роль холестерина Холестерин – это достаточно сложное жироподобное органическое соединение с общей формулой С27Н46О, относящееся к группе стеринов. Он появился в процессе эволюции вместе с первыми одноклеточными животными сотни миллионов лет назад как

Из книги Расскажите сыну, как... Откровенно о сокровенном автора Офелия Мартиросовна Стельникова

Физиологическая беременность Оплодотворение и имплантацияБеременность начинается с момента слияния яйцеклетки и сперматозоида, или оплодотворения, которое, как правило, происходит в области свободного конца маточной трубы. Оплодотворенная яйцеклетка начинает

Из книги Естественные технологии биологических систем автора Александр Михайлович Уголев

Из книги Корпорация «Еда». Вся правда о том, что едим автора Михаил Гаврилов

Защитный барьер слизистой ЖКТ Слизистая ЖКТ - это слой защитных клеток, которые являются барьером между внутренними органами и внешней средой и осуществляют всасывание питательных веществ. Слизистая ЖКТ включает слой желудочного эпителия, который закрывает желудок и

Из книги Экологичное питание: натуральное, природное, живое! автора Любава Живая

Физиологическая причина пищемании Большинство людей не способны переваривать пищу должным образом. Это связано с различными заболеваниями желудочно-кишечного тракта. Они могут быть хроническими, когда человек о них знает. Бывают вообще не «заболевания», а напряжение

Из книги Питание для мозга. Эффективная пошаговая методика для усиления эффективности работы мозга и укрепления памяти автора Нил Барнард

Глава 5 Постройте свой витаминный барьер Держаться подальше от токсичных металлов и «плохих» жиров – звучит не так уж и сложно. Однако мы только начали. На этом важные шаги по укреплению своего здоровья далеко не заканчиваются.Некоторые витамины – элементы питания,

Из книги Эксперимент в хирургии автора Владимир Васильевич Кованов

КАК ПРЕОДОЛЕТЬ ТКАНЕВЫЙ БАРЬЕР? В начале своего развития восстановительная хирургия шла по пути использования собственных тканей организма (аутотрансплантации), так как было замечено, что пересадка тканей от одного организма другому (гомотрансплантация) часто не дает

Из книги Нормальная физиология автора Николай Александрович Агаджанян

Гематоэнцефалический барьер Термин «гематоэнцефалический барьер» (от гр. haima – кровь, encephalon – мозг) был предложен Л. С. Штерн и Р. Готье в 1921 г. Гематоэнцефалический барьер (ГЭБ) принадлежит к числу внутренних, или гистогематических, барьеров (гематоофтальмического,

Из книги Скрытые возможности нашего мозга автора Михаил Г. Вейсман

Уникальная система самозащиты или причина неизлечимости заболеваний? или Что такое гематоэнцефалический барьер головного мозга? Мешать нейронам полноценно функционировать способны не только вирусы или инфекция. Они-то всем тканям, а не одним нейронам наносят

Из книги Самый полезный напиток на Земле. Сухое красное вино. Правда, которую от нас скрывают! автора Владимир Самарин

Из книги Гипотония автора Анастасия Геннадьевна Красичкова

Физиологическая гипотония Физиологической гипотонией называются случаи, когда пониженное артериальное давление является нормой и не вызывает ухудшения самочувствия либо появляется изредка и в слабой форме. Многие узнают о наличии у них гипотонии случайно, во время

Из книги Хроническая усталость и как ее победить. Секреты здорового сна автора Александр Анатолиевич Андреев

Сон – не просто физиологическая потребность Мы уже говорили о том, что в старину сон рассматривался не только как естественная потребность организма, но и как неизведанное и даже небезопасное состояние.Насколько серьезно люди воспринимали сон в XVII столетии,

Активный транспорт отличается от пассивного тем, что идет против градиентов концентрации вещества, используя энергию АТФ, образующуюся за счет клеточного метаболизма. Благодаря активному транспорту могут преодолеваться силы не только концентрационного, но и электрического градиента. Например, при активном транспорте Na+ из клетки наружу преодолевается не только концентрационный градиент (снаружи содержание Na+ в 10-15 раз больше), но и сопротивление электрического заряда (снаружи клеточная мембрана у абсолютного большинства клеток заряжена положительно, и это создает противодействие выходу положительно заряженного Na+ из клетки).

Активный транспорт Na+ обеспечивается белком Na+, независимой АТФазой. В биохимии окончание "аза" добавляется к названию белка в том случае, если он обладает ферментативными свойствами. Таким образом, название Na+, ^-зависимая АТФаза означает, что это вещество - белок, который расщепляет аденозинтрифосфорную кислоту только при обязательном наличии взаимодействия с ионами Na+ и К+. Энергия, освобождаемая в результате расщепления АТФ, идет на вынос из клетки трех ионов натрия и транспорт внутрь клетки Двух ионов калия.

Имеются также белки, осуществляющие активный транспорт ионов водорода, кальция и хлора. В волокнах скелетных мышц Са - зависимая АТФаза встроена в мембраны саркоплазматического ретикулума, который образует внутриклеточные емкости (цистерны, продольные трубочки), накапливающие Са. Кальциевый насос за счет энергии расщепления АТФ переносит ионы Са из саркоплазмы в цистерны ретикулума и может создавать в них концентрацию Са, приближающуюся к 10~3 М, т.е. в 10 000 раз большую, чем в саркоплазме волокна.

Вторично-активный транспорт характеризуется тем, что перенос вещества через мембрану идет за счет градиента концентрации другого вещества, для которого имеется механизм активного транспорта. Чаще всего вторично-активный транспорт происходит за счет использования градиента натрия, т.е. Na+ идет через мембрану в сторону его меньшей концентрации и тянет за собой другое вещество. При этом обычно используется встроенный в мембрану специфический белок-переносчик.

Например, транспорт аминокислот и глюкозы из первичной мочи в кровь, осуществляемый в начальном участке почечных канальцев, происходит благодаря тому, что белок-переносчик мембраны канальцевого эпителия связывается с аминокислотой и ионом натрия и только тогда изменяет свое положение в мембране таким образом, что переносит аминокислоту и натрий в цитоплазму. Для наличия такого транспорта необходимо, чтобы снаружи клетки концентрация натрия была гораздо больше, чем внутри.

Для понимания механизмов гуморальных регуляций в организме необходимо знание не только структуры и проницаемости клеточных мембран для различных веществ, но и структуры и проницаемости более сложных образований, находящихся между кровью и тканями различных органов.

4. Гистогематические барьеры (ГГБ): назначение и функции

Гистогематические барьеры - это совокупность морфологических, физиологических и физико-химических механизмов, функционирующих как единое целое и регулирующих взаимодействия крови и органов. Гистогематические барьеры участвуют в создании гомеостаза организма и отдельных органов. Благодаря наличию ГГБ каждый орган живет в своей особой среде, которая может значительно отличаться от плазмы крови по составу отдельных ингредиентов. Особенно мощные барьеры существуют между кровью и мозгом, кровью и тканью половых желез, кровью и камерной влагой глаза. Непосредственный контакт с кровью имеет слой барьера, образованный эндотелием кровеносных капилляров, далее идет базальная мембрана с перицитами (средний слой) и затем - адвентициальные клетки органов и тканей (наружный слой). Гистогематические барьеры, изменяя свою проницаемость для различных веществ, могут ограничивать или же облегчать их доставку к органу. Для ряда токсичных веществ они непроницаемы. В этом проявляется их защитная функция.

Гематоэнцефалический барьер (ГЭБ) - это совокупность морфологических структур, физиологических и физико-химических механизмов, функционирующих как единое целое и регулирующих взаимодействие крови и ткани мозга. Морфологической основой ГЭБ является эндотелий и базальная мембрана мозговых капилляров, интерстициальные элементы и гликокаликс, нейроглия, своеобразные клетки которой (астроциты) охватывают своими ножками всю поверхность капилляра. В барьерные механизмы входят также транспортные системы эндотелия капиллярных стенок, включающие пино- и экзоцитоз, эндоплазматическую сеть, образование каналов, ферментные системы, модифицирующие или разрушающие поступающие вещества, а также белки, выполняющие функцию переносчиков.

В структуре мембран эндотелия капилляров мозга, так же как и в ряде других органов, обнаружены белки аквапорины, создающие каналы, избирательно пропускающие молекулы воды.

Капилляры мозга отличаются от капилляров других органов тем, что эндотелиальные клетки образуют непрерывную стенку. В местах контакта наружные слои эндотелиальных клеток сливаются, образуя так называемые плотные контакты.

Среди функций ГЭБ выделяют защитную и регулирующую. Он защищает мозг от действия чужеродных и токсичных веществ, участвует в транспорте веществ между кровью и мозгом и создает тем самым гомеостаз межклеточной жидкости мозга и ликвора.

Гематоэнцефалический барьер обладает избирательной проницаемостью для различных веществ. Некоторые биологически активные вещества (например, катехоламины) практически не проходят через этот барьер. Исключение составляют лишь небольшие участки барьера на границе с гипофизом, эпифизом и некоторыми участками гипоталамуса, где проницаемость ГЭБ для всех веществ высокая.

В этих областях обнаружены пронизывающие эндотелий щели или каналы, по которым проникают вещества из крови во внеклеточную жидкость мозговой ткани или в сами нейроны.

Высокая проницаемость ГЭБ в этих областях позволяет биологически активным веществам достигать тех нейронов гипоталамуса и железистых клеток, на которых замыкается регуляторный контур нейроэндокринных систем организма.

Характерной чертой функционирования ГЭБ является регуляция проницаемости для веществ адекватно сложившимся условиям. Регуляция идет за счет:

1) изменения площади открытых капилляров,

2) изменения скорости кровотока,

3) изменения состояния клеточных мембран и межклеточного вещества, активности клеточных ферментных систем, пино- и экзоцитоза.

Считается, что ГЭБ, создавая значительное препятствие для проникновения веществ из крови в мозг, вместе с тем хорошо пропускает эти вещества в обратном направлении из мозга в кровь.

Проницаемость ГЭБ для различных веществ сильно различается. Жирорастворимые вещества, как правило, проникают через ГЭБ легче, чем водорастворимые. Относительно легко проникают кислород, углекислый газ, никотин, этиловый спирт, героин, жирорастворимые антибиотики (хлорамфеникол и др.).

Нерастворимые в липидах глюкоза и некоторые незаменимые аминокислоты не могут проходить в мозг путем простой диффузии. Они узнаются и транспортируются специальными переносчиками. Транспортная система настолько специфична, что различает стереоизомеры D - и L-глюкозы. D-глюкоза транспортируется, а L-глюкоза - нет. Этот транспорт обеспечивается встроенными в мембрану белками-переносчиками. Транспорт нечувствителен к инсулину, но подавляется цитохолазином В.

Гистогематический барьер (от греческого ἱστός - «ткань» и αἷμα - «кровь»), внутренний барьер , гистиоцитарный барьер - общее название физиологических механизмов, функционирующих между кровью и тканевой жидкостью, регулирующих обменные процессы между кровью и тканями, тем самым обеспечивая постоянство состава и физико-химических свойств тканевой жидкости, а также задерживающих переход в неё чужеродных веществ из крови и промежуточных продуктов обмена.

Морфологическим субстратом гистогематического барьера является стенка капилляров, состоящая из:

1) фибриновой пленки;

2) эндотелия на базальной мембране;

3) слоя перицитов;

4) адвентиции.

В организме они выполняют две функции – защитную и регуляторную.

Защитная функция связана с защитой ткани от поступающих веществ (чужеродных клеток, антител, эндогенных веществ и др.).

Регуляторная функция заключается в обеспечении постоянного состава и свойств внутренней среды организма, проведении и передаче молекул гуморальной регуляции, удалении от клеток продуктов метаболизма.

Гистогематический барьер может быть между тканью и кровью и между кровью и жидкостью.

Основным фактором, влияющим на проницаемость гистогематического барьера, является проницаемость. Проницаемость – способность клеточной мембраны сосудистой стенки пропускать различные вещества. Она зависит от:

1) морфофункциональных особенностей;

2) деятельности ферментных систем;

3) механизмов нервной и гуморальной регуляции.

В плазме крови находятся ферменты, которые способны изменять проницаемость сосудистой стенки. В норме их активность невелика, но при патологии или под действием факторов повышается активность ферментов, что приводит к повышению проницаемости. Этими ферментами являются гиалуронидаза и плазмин. Нервная регуляция осуществляется по бессинаптическому принципу, так как медиатор с током жидкости поступает в стенки капилляров. Симпатический отдел вегетативной нервной системы уменьшает проницаемость, а парасимпатический – увеличивает.

Гуморальная регуляция осуществляется веществами, делящимися на две группы – повышающие проницаемость и понижающие проницаемость.

Повышающее влияние оказывают медиатор ацетилхолин, кинины, простагландины, гистамин, серотонин, метаболиты, обеспечивающие сдвиг pH в кислую среду.

Понижающее действие способны оказывать гепарин, норадреналин, ионы Ca.

Гистогематические барьеры являются основой для механизмов транскапиллярного обмена.

Таким образом, на работу гистогематических барьеров большое влияние оказывают строение сосудистой стенки капилляров, а также физиологические и физико-химические факторы.

Гистогематический барьер обеспечивает относительную неизменность состава, физические, химические и биологические свойства интерстициальной жидкости, создавая адекватную среду для выполнения специфических функций клеточных элементов.

Различают гематоэнцефалический, гематоофтальмический, гематолабиринтный барьер, барьер кровь–половые железы, гематоликворный, гематолимфатический, гематоплевральный, гематосиновиальный и др.

Основными структурными элементами гистогематического барьера являются кровеносные капилляры с особенностями строения их эндотелиальных клеток, структурные особенности основного вещества (гликозаминогликаны), базальная мембрана сосудов, в мозге - периваскулярные ножки астроглии, пролегающие к капиллярам.

Гистогематические барьеры рассматриваются как саморегулирующиеся системы подверженые нервным и гуморальным влияниям, предназначенные для нормального течения метаболических процессов в органах и тканях.

    Гематогепатический барьер (от греческого αἷμα - «кровь» и ἧπαρ - «печень») - определяет относительное постоянство состава и свойств внутренней среды печени. Обладает двойственной функцией - регуляторной и защитной; первая функция - регулирует проникновение в печень биогенных физиологически активных веществ; вторая - защита от проникновения в печень чуждых для ее функции веществ.

    Гематолабиринтный барьер - специализированное барьерное образование, селективная проницаемость которого является существенным фактором нормальной функции звукового и пространственного анализаторов. Определяет проникновение в лабиринт как физиологически активных биогенных, так и различных лекарственных веществ.

    Гематолиенальный барьер lien - «селезёнка») находится между кровью и тканевой жидкостью селезёнки; обладает регуляторной и защитной функциями.

    Гематоликворный барьер (от греческого αἷμα - «кровь» и латинского liquor - «жидкость») - один из гистогематических барьеров, представляющий собой защитный барьер между цереброспинальной жидкостью и кровью. Выполняет защитную функцию - у здоровых лиц из крови в цереброспинальную жидкость не проходят вещества, содержащие йод, азотную кислоту, салициловую кислоту, метиленовый синий, коллоиды, иммунные тела, антибиотики. Легко проходят алкоголь, хлороформ, стрихнин, морфина гидрохлорид, столбнячный токсин. Регуляторная функция гематоликворного барьера проявляется в изменении проницаемости барьера для некоторых биологически активных веществ, имеющихся в крови. Такая избирательная проницаемость может служить методом регуляции функционального состояния мозга.

    Гематоофтальмический барьер (от греческого αἷμα - «кровь» и ὀφθαλμός - «глаз») является физиологическим механизмом, выполняющим барьерную функцию в отношении прозрачных сред глаза. Регулирует относительное постоянство состава внутриглазной жидкости, влияет на метаболизм роговой оболочки глаза, хрусталика и других тканей глаза. В образовании внутриглазной жидкости важнейшая роль принадлежит эндотелию капилляров и эпителию цилиарного тела - они являются главными анатомическими субстратами барьера, через которые совершается обмен между кровью и внутриглазной жидкостью.

    Гематопульмональный барьер (от греческого αἷμα - «кровь» и латинского pulmo - «лёгкое») регулирует и защищает относительное постоянство состава и свойств внутренней среды лёгких. Физиологически адекватная проницаемость лёгких является существенным фактором их нормальной функции. Чуждые организму вещества накапливаются в лёгких чрезвычайно медленно. Наряду с этим антибиотики при электрофоретической ингаляции в значительном количестве скапливаются в органах дыхания. Это касается специфических антибиотиков, используемых при лечении легочных заболеваний.

    Гематоренальный барьер (от греческого αἷμα - «кровь» и латинского ren - «почка») находится между кровью и сосудистой системой почки; обладает регуляторной и защитной функциями. Участвует в регуляции обмена воды и электролитов.

    Гематотестикулярный барьер (от греческого αἷμα - «кровь» и латинского testiculus - «яичко») - морфологически в структуру гематотестикулярного барьера включаются внешняя стенка сосудов, собственная оболочка извитых канальцев, сустентоциты (клетки Сертоли), белковая оболочка и интерстициальная ткань. Обладает высокой резистентностью, которую многие авторы сравнивают с таковой у гематоэнцефалического барьера.

    Гематоэнцефалический барьер (от греческого αἷμα - «кровь» и ἐγκέφαλος - «головной мозг») или мозговой барьер - гистогематический барьер между кровью и цереброспинальной жидкостью. Обладает двойной функцией - регуляторной и защитной. Функции барьера находятся в зависимости от сосудистых сплетений мозга, проницаемости менингеальных оболочек, мезодермальных структур и ультраструктурных элементов в виде мембранных механизмов. Переход веществ из крови в мозг происходит по двум путям: непосредственно в мозг и через цереброспинальную жидкость. Проницаемость гематоэнцефалического барьера для физиологически активных биогенных веществ определяется регуляторной функцией. Проникновение чужеродных мозгу веществ связано с нарушением защитной функции гематоэнцефалического барьера, что ведет в ряде случаев к развитию патологических процессов.

    Печёночный барьер - общее название осуществляющихся в печени физиологических и биохимических процессов, направленных на обезвреживание ядовитых веществ, образующихся в результате обмена или поступающих извне.

Спинной мозг, спинномозговые узлы: микроскопическое строение, тканевые компоненты, источники развития, функции. Собственный аппарат спинного мозга: компоненты рефлекторной дуги. Снаружи покрыт мягкой мозговой оболочкой, которая содержит кровеносные сосуды, внедряющиеся в вещество мозга.

Представляет собой две симметричные половины, отграниченных друг от друга спереди глубокой серединной щелью, а сзади - соединительнотканной перегородкой. В центре находится центральный канал спинного мозга, который находится в сером веществе, выстлан эпендимой, содержит спинномозговую жидкость, находящуюся в постоянном движении. Половины серого вещества соединяются передней и задней спайкой серого вещества.

Внутренняя часть спинного мозга темнее - это его серое вещество. По периферии его располагается более светлое белое вещество. Серое вещество на поперечном сечении мозга видно в виде бабочки. Выступы серого вещества принято называть рогами. Различают передние, или вентральные, задние, или дорсальные, и боковые, или латеральные, рога. Серое вещество спинного мозга состоит из мультиполярных нейронов, безмиелиновых и тонких миелиновых волокон и нейроглии.

Серое вещество спинного мозга состоит из тел нейронов, безмиелиновых и тонких миелиновых волокон и нейроглии. Основной составной частью серого вещества, отличающей его от белого, являются мультиполярные нейроны трех типов.

Первый тип нейронов является филогенетически более древним и характеризуется немногочисленными длинными, прямыми и слабо ветвящимися дендритами (изодендритический тип). Второй тип нейронов имеет большое число сильно ветвящихся дендритов, которые переплетаются, образуя «клубки» (идиодендритический тип).

Третий тип нейронов по степени развития дендритов занимает промежуточное положение между первым и вторым типами.

В процессе развития спинного мозга из нервной трубки образуются нейроны, группирующиеся в 10 слоях, или в пластинах. Для человека характерна следующая архитектоникауказанных пластин: I-V пластины соответствуют задним рогам, VI-VII пластины - промежуточной зоне, VIII-IX пластины - передним рогам, X пластина - зона околоцентрального канала. Серое вещество мозга состоит из мультиполярных нейронов.

Нейроны серого вещества делятся на:

1) внутренние. Полностью (с отростками) располагаются в пределах серого вещества. Являются вставочными и находятся в основном в задних и боковых рогах. Бывают:

а) Ассоциативные. Располагаются в пределах одной половины.

б) Комиссуральные. Их отростки уходят в другую половину серого вещества.

2) пучковые нейроны. Располагаются в задних рогах и в боковых рогах. Образуют ядра или располагаются

диффузно. Их аксоны заходят в белое вещество и образуют пучки нервных волокон восходящего направления. Являются вставочными.

3) корешковые нейроны. Находятся в латеральных ядрах (ядрах боковых рогов), в передних рогах. Их аксоны

выходят за пределы спинного мозга и образуют передние корешки спинного мозга. В поверхностной части задних рогов располагается губчатый слой, где содержится большой число мелких вставочных нейронов.

Белое вещество спинного мозга представляет собой совокупность продольно ориентированных преимущественно миелиновых волокон.

Белое вещество содержит восходящие (чувствительные) пути, которые располагаются в задних канатиках и в периферической части боковых рогов. Они разделены глиально-соединительнотканными перегородками. В белом веществе различают передний, боковой и задний канатики. Нисходящие нервные пути (двигательные) находятся в передних канатиках и во внутренней части боковых канатиков.

Пучки нервных волокон, осуществляющие связь между различными отделами нервной системы, называются проводящими путями спинного мозга.

В средней части заднего рога спинного мозга располагается собственное ядро заднего рога . Оно состоит из пучковых клеток, аксоны которых, переходя через переднюю белую спайку на противоположную сторону спинного мозга в боковой канатик белого вещества, образуют вентральный спиномозжечковый и спиноталамический пути и направляются в мозжечок и зрительный бугор. Клетки ядра обеспечивают экстероцептивную чувствительность.

В задних рогах диффузно расположены вставочные нейроны. Это мелкие клетки, аксоны которых заканчиваются в пределах серого вещества спинного мозга той же (ассоциативные клетки) или противоположной (комиссуральные клетки) стороны.

Дорсальное ядро, или грудное ядро Кларка , состоит из крупных клеток с разветвленными дендритами. У основания задних рогов. Их аксоны пересекают серое вещество, входят в боковой канатик белого вещества той же стороны и в составе tr. spinocerebellaris posterior и tr. spinothalamicus posterior поднимаются к мозжечку и таламусу. Клетки данного ядра обеспечивают проприоцептивную чувствительность.

Медиальное промежуточное ядро содержит крупные пучковые нейроны, находится в промежуточной зоне, нейриты клеток его присоединяются к вентральному спиномозжечковому пути той же стороны, латеральное промежуточное ядро расположено в боковых рогах и представляет собой группу ассоциативных клеток симпатической рефлекторной дуги. Аксоны этих клеток выходят из спинного мозга вместе с соматическими двигательными волокнами в составе передних корешков и обособляются от них в виде белых соединительных ветвей симпатического ствола. Их аксоны идут в белое вещество этой же половины и образуют tr. spinocerebellaris anterior. Обеспечивает висцеральную чувствительность.

Самые крупные нейроны спинного мозга находятся в передних рогах, они также образуют ядра из тел нервных клеток, корешки которых, образуют основную массу волокон передних корешков.

В составе смешанных спинномозговых нервов они поступают на периферию и завершаются моторными окончаниями в скелетной мускулатуре.

Латеральное промежуточное ядро относится к вегетативной нервной системе. В грудном и верхнепоясничном отделах является симпатическим ядром, а в сакральном – ядром парасимпатической нервной системы. В нем содержится вставочный нейрон, который является первым нейроном эфферентного звена рефлекторной дуги. Это корешковый нейрон. Его аксоны выходят в составе передних корешков спинного мозга.

В передних рогах находятся крупные двигательные ядра, которые содержат двигательные корешковые нейроны, имеющие короткие дендриты и длинный аксон. Аксон выходит в составе передних корешков спинного мозга, а в дальнейшем идут в составе периферического смешанного нерва, представляет двигательные нервные волокна и закачивается на периферии нервно-мышечным синапсом на скелетных мышечных волокнах. Являются эффекторными. Образует третье эффекторное звено соматической рефлекторной дуги.

В передних рогах выделяют медиальную группу ядер. Она развита в грудном отделе и обеспечивает иннервацию мышц туловища.

Латеральная группа ядер находится в шейном и поясничном отделах и иннервирует верхние и нижние конечности.

В сером веществе спинного мозга находится большое количество диффузных пучковых нейронов (в задних

рогах). Их аксоны идут в белое вещество и сразу же делятся на две ветви, которые отходят вверх и вниз. Ветви через 2-3 сегмента спинного мозга обратно возвращаются в серое вещество и образуют синапсы на двигательных нейронах передних рогов. Данные клетки образуют собственный аппарат спинного мозга , который обеспечивает связь между соседними 4-5 сегментами спинного мозга, за счет чего обеспечивается ответная реакция группы мышц (эволюционно выработанная защитная реакция).

Регенерация . Очень плохо регенерирует серое вещество. Регенерация белого вещества возможна, но процесс очень длительный.

Гистогематические барьеры (ГГБ): назначение и функции

Гистогематические барьеры - это совокупность морфологических, физиологических и физико-химических механизмов, функционирующих как единое целое и регулирующих взаимодействия крови и органов. Гистогематические барьеры участвуют в создании гомеостаза организма и отдельных органов. Благодаря наличию ГГБ каждый орган живет в своей особой среде, которая может значительно отличаться от плазмы крови по составу отдельных ингредиентов. Особенно мощные барьеры существуют между кровью и мозгом, кровью и тканью половых желез, кровью и камерной влагой глаза. Физиология и патология гистогематических барьеров / Под ред. Л.С.Штерн.- М., 1968.- С. 67. Непосредственный контакт с кровью имеет слой барьера, образованный эндотелием кровеносных капилляров, далее идет базальная мембрана с перицитами (средний слой) и затем - адвентициальные клетки органов и тканей (наружный слой). Гистогематические барьеры, изменяя свою проницаемость для различных веществ, могут ограничивать или же облегчать их доставку к органу. Для ряда токсичных веществ они непроницаемы. В этом проявляется их защитная функция. Физиологии человека: Учебное пособие / Под ред. В.М. Смирнова.- М.: Медицина, 2001.- С. 132.

Гематоэнцефалический барьер (ГЭБ) - это совокупность морфологических структур, физиологических и физико-химических механизмов, функционирующих как единое целое и регулирующих взаимодействие крови и ткани мозга. Морфологической основой ГЭБ является эндотелий и базальная мембрана мозговых капилляров, интерстициальные элементы и гликокаликс, нейроглия, своеобразные клетки которой (астроциты) охватывают своими ножками всю поверхность капилляра. В барьерные механизмы входят также транспортные системы эндотелия капиллярных стенок, включающие пино- и экзоцитоз, эндоплазматическую сеть, образование каналов, ферментные системы, модифицирующие или разрушающие поступающие вещества, а также белки, выполняющие функцию переносчиков.

В структуре мембран эндотелия капилляров мозга, так же как и в ряде других органов, обнаружены белки аквапорины, создающие каналы, избирательно пропускающие молекулы воды.

Капилляры мозга отличаются от капилляров других органов тем, что эндотелиальные клетки образуют непрерывную стенку. В местах контакта наружные слои эндотелиальных клеток сливаются, образуя так называемые плотные контакты.

Среди функций ГЭБ выделяют защитную и регулирующую. Он защищает мозг от действия чужеродных и токсичных веществ, участвует в транспорте веществ между кровью и мозгом и создает тем самым гомеостаз межклеточной жидкости мозга и ликвора.

Гематоэнцефалический барьер обладает избирательной проницаемостью для различных веществ. Некоторые биологически активные вещества (например, катехоламины) практически не проходят через этот барьер. Исключение составляют лишь небольшие участки барьера на границе с гипофизом, эпифизом и некоторыми участками гипоталамуса, где проницаемость ГЭБ для всех веществ высокая.

В этих областях обнаружены пронизывающие эндотелий щели или каналы, по которым проникают вещества из крови во внеклеточную жидкость мозговой ткани или в сами нейроны. Физиология человека. В 3-х томах. / Под ред. Р. Шмидта и Г. Тевса.- М.: Мир, 1996.- С. 333.

Высокая проницаемость ГЭБ в этих областях позволяет биологически активным веществам достигать тех нейронов гипоталамуса и железистых клеток, на которых замыкается регуляторный контур нейроэндокринных систем организма.

Характерной чертой функционирования ГЭБ является регуляция проницаемости для веществ адекватно сложившимся условиям. Регуляция идет за счет:

1) изменения площади открытых капилляров,

2) изменения скорости кровотока,

3) изменения состояния клеточных мембран и межклеточного вещества, активности клеточных ферментных систем, пино- и экзоцитоза.

Считается, что ГЭБ, создавая значительное препятствие для проникновения веществ из крови в мозг, вместе с тем хорошо пропускает эти вещества в обратном направлении из мозга в кровь.

Проницаемость ГЭБ для различных веществ сильно различается. Жирорастворимые вещества, как правило, проникают через ГЭБ легче, чем водорастворимые. Относительно легко проникают кислород, углекислый газ, никотин, этиловый спирт, героин, жирорастворимые антибиотики (хлорамфеникол и др.).

Нерастворимые в липидах глюкоза и некоторые незаменимые аминокислоты не могут проходить в мозг путем простой диффузии. Они узнаются и транспортируются специальными переносчиками. Транспортная система настолько специфична, что различает стереоизомеры D - и L-глюкозы. D-глюкоза транспортируется, а L-глюкоза - нет. Этот транспорт обеспечивается встроенными в мембрану белками-переносчиками. Транспорт нечувствителен к инсулину, но подавляется цитохолазином В.

Аналогичным образом транспортируются большие нейтральные аминокислоты (например, фенилаланин).

Есть и активный транспорт. Например, за счет активного транспорта против градиентов концентрации переносятся ионы Na + , К + , аминокислота глицин, выполняющая функцию тормозного медиатора. Барьерные функции // http://info-med.su/content/view/447/30/

Приведенные материалы характеризуют способы проникновения биологически важных веществ через биологические барьеры. Они необходимы для понимания гуморальных регуляций в организме.