Domanda51. Barriera ematoencefalica e sue funzioni

Il corpo umano e gli animali superiori hanno un numero di specifici sistemi fisiologici, fornendo adattamento (adattamento) alle condizioni di esistenza in costante cambiamento. Questo processo è strettamente correlato alla necessità di mantenere la costanza dei parametri fisiologici essenziali, ambiente interno corpo, fisico Composizione chimica fluido tissutale dello spazio intercellulare.

Tra i meccanismi adattativi omeostatici progettati per proteggere organi e tessuti da sostanze estranee e regolare la costanza della composizione del fluido intercellulare tissutale, la barriera ematoencefalica occupa un posto di primo piano.

Il termine “barriera ematoencefalica” è stato proposto da L.Stern e R. Gauthier nel 1921. La barriera ematoencefalica (BBB) appartiene al numero di barriere interne o istoematiche che delimitano direttamente mezzo nutritivo singoli organi dall’ambiente interno universale – il sangue. Il BBB è un complesso meccanismo fisiologico, situato nel sistema nervoso centrale al confine tra sangue e tessuto nervoso, e regola il flusso delle sostanze circolanti nel sangue dal sangue al liquido cerebrospinale e al tessuto nervoso. La BBB è coinvolta nella regolazione della composizione del liquido cerebrospinale (CSF) (Agajanyan N.A., Torshin, V.I., 2001).

Le principali disposizioni del BBB sottolineano quanto segue:

La barriera emato-encefalica è in gran parte Non educazione anatomica , UN concetto funzionale, caratterizzando un certo meccanismo fisiologico;

La penetrazione delle sostanze nel cervello viene effettuata principalmente non attraverso le vie del liquore, ma attraverso sistema circolatorio a livello capillare - una cellula nervosa;

Come ogni meccanismo fisiologico esistente nel corpo, la barriera ematoencefalica è sotto l'influenza regolatrice dei sistemi nervoso e umorale;

Tra i fattori che controllano la barriera ematoencefalica, il principale è il livello di attività e il metabolismo tessuto nervoso.

2. Caratteristiche della struttura morfologica

I capillari cerebrali si distinguono per il fatto che le cellule endoteliali non hanno né pori né finestre. Le celle vicine si sovrappongono l'una all'altra in modo piastrellato. Nell'area delle giunzioni cellulari ci sono le piastre terminali. La membrana basale ha una struttura a tre strati e contiene pochi periciti. La principale differenza tra questa struttura è la presenza di elementi gliali situati tra il vaso sanguigno e il neurone. I processi degli astrociti formano una sorta di guaina attorno al capillare, questo impedisce la penetrazione di sostanze nel tessuto cerebrale, aggirando gli elementi gliali. Ci sono gliociti perineuronali che sono in stretto contatto con i neuroni. La BBB comprende uno spazio extracellulare riempito dalle principali sostanze amorfe di natura carboidrato-proteica (mucopolisaccaridi e mucoproteine).

3. Funzioni della barriera ematoencefalica

La barriera ematoencefalica regola biologicamente il passaggio dal sangue al cervello sostanze attive, metaboliti, sostanze chimiche, influenzando le strutture sensibili del cervello, impedisce l'ingresso di sostanze estranee, microrganismi e tossine nel cervello.

La funzione principale che caratterizza la barriera ematoencefalica è la permeabilità della parete cellulare. Il livello richiesto di permeabilità fisiologica, adeguato allo stato funzionale del corpo, determina la dinamica dell'ingresso di sostanze fisiologicamente attive nelle cellule nervose del cervello.

Lo schema funzionale della barriera ematoencefalica comprende, oltre alla barriera istoematica, la neuroglia e il sistema degli spazi del liquido cerebrospinale (Rosin Ya. A. 2000). La barriera istoematica ha una duplice funzione: regolatrice e protettiva. Funzione normativa garantisce una relativa costanza fisica e fisico proprietà chimiche, composizione chimica, attività fisiologica dell'ambiente intercellulare di un organo a seconda della sua stato funzionale. La funzione protettiva della barriera istoematologica è quella di proteggere gli organi dall'ingresso di corpi estranei o sostanze tossiche natura endogena ed esogena.

Il componente principale del substrato morfologico della barriera ematoencefalica, che ne garantisce le funzioni, è la parete dei capillari cerebrali. Esistono due meccanismi per la penetrazione della sostanza nelle cellule cerebrali: attraverso il liquido cerebrospinale, che funge da collegamento intermedio tra il sangue e la cellula nervosa o gliale, che svolge una funzione nutritiva (la cosiddetta via del liquido cerebrospinale), e attraverso la parete capillare. In un organismo adulto, la principale via di movimento delle sostanze nelle cellule nervose è ematogena (attraverso le pareti dei capillari); la via del liquore diventa ausiliaria, aggiuntiva.

La permeabilità della barriera ematoencefalica dipende dallo stato funzionale del corpo, dal contenuto di mediatori, ormoni e ioni nel sangue. Un aumento della loro concentrazione nel sangue porta ad una diminuzione della permeabilità della barriera ematoencefalica per queste sostanze.

Un sistema di barriera emato-encefalica funzionale sembra essere una componente importante regolazione neuroumorale. In particolare, il principio del feedback chimico nel corpo si realizza attraverso la barriera ematoencefalica. È così che viene eseguito il meccanismo di regolazione omeostatica della composizione dell'ambiente interno del corpo.

La regolazione delle funzioni della barriera ematoencefalica viene effettuata dalle parti superiori del sistema nervoso centrale e da fattori umorali. Il sistema ipotalamo-ipofisi-surrene svolge un ruolo significativo nella regolazione. Sono importanti nella regolazione neuroumorale della barriera ematoencefalica processi metabolici, in particolare nel tessuto cerebrale. A vari tipi patologia cerebrale, ad esempio lesioni, varie lesioni infiammatorie del tessuto cerebrale, è necessario ridurre artificialmente il livello di permeabilità della barriera ematoencefalica. Gli interventi farmacologici possono aumentare o diminuire la penetrazione nel cervello varie sostanze, introdotto esternamente o circolante nel sangue (Pokrovsky V.M., Korotko G.F., 2003).

4. Trasporto di sostanze attraverso la barriera ematoencefalica

La barriera emato-encefalica non solo ritarda e impedisce il passaggio di una serie di sostanze dal sangue al cervello, ma svolge anche la funzione opposta: trasporta le sostanze necessarie per il metabolismo del tessuto cerebrale. Le sostanze idrofobe e i peptidi entrano nel cervello attraverso speciali sistemi di trasporto o attraverso canali nella membrana cellulare. Per la maggior parte delle altre sostanze è possibile la diffusione passiva.

Esistono diversi tipi di trasporto di sostanze attraverso la BBB

4.1 Trasporto intercellulare

Nei capillari organi periferici e dei tessuti, il trasporto delle sostanze avviene principalmente attraverso le finestrature parete vascolare e spazi intercellulari. Normalmente non esistono tali spazi tra le cellule endoteliali dei vasi cerebrali. A causa di ciò nutrienti penetra nel cervello solo attraverso la parete cellulare. Acqua, glicerolo e urea possono diffondersi liberamente attraverso le giunzioni strette tra le cellule endoteliali della BEE.

4.2 Permeabilità tubolare

Piccole sostanze polari, come le molecole d'acqua, hanno difficoltà a diffondersi attraverso le porzioni idrofobiche della membrana cellulare endoteliale. Nonostante ciò, è stato dimostrato che il BBB è altamente permeabile all’acqua.

Nella membrana cellulare della cellula endoteliale sono presenti speciali canali idrofili: gli acquapori. Nell'endotelio vasi periferici sono formati dalla proteina acquaporina-1 (AQP1), la cui espressione è inibita dagli astrociti nelle cellule vascolari cerebrali. Sulla superficie delle membrane cellulari rete capillare cervello sono rappresentati principalmente dall'acquaporina-4 (AQP4) e dall'acquaporina-9 (AQP9).

Attraverso gli acquapori viene regolato il contenuto di acqua nel cervello. Consentono una rapida diffusione dell'acqua sia verso il cervello che verso letto vascolare a seconda del gradiente osmotico delle concentrazioni di elettroliti. Per glicerina, urea e una serie di altre sostanze sulla superficie membrane cellulari si formano i propri canali: acquagliceroporine. Nella BBB sono rappresentati principalmente dalla proteina acquaporina-9, che forma anche acquapori.

Il processo di trasporto delle molecole attraverso canali specializzati è più veloce del trasporto attivo con l'aiuto di speciali proteine trasportatrici. Allo stesso tempo, diverse sostanze biologicamente attive possono attivare o disattivare i canali di trasporto situati sulle membrane cellulari.

4.3 Diffusione libera

La forma più semplice di trasporto attraverso la BBB è la diffusione libera (o passiva). Può verificarsi sia attraverso le membrane cellulari delle cellule endoteliali che attraverso strette giunzioni intercellulari. Per la diffusione di sostanze, forza motriceè la differenza di concentrazione. La diffusione delle sostanze è proporzionale al gradiente di concentrazione nel flusso sanguigno e nel tessuto cerebrale. Non richiede il dispendio di energia cellulare.

Barriera istoematica -è un insieme di strutture morfologiche, meccanismi fisiologici e fisico-chimici che funzionano nel loro insieme e regolano il flusso di sostanze tra il sangue e gli organi.

Le barriere istoematiche sono coinvolte nel mantenimento dell'omeostasi del corpo e dei singoli organi. A causa della presenza di barriere istoematiche, ogni organo vive nel proprio ambiente speciale, che può differire notevolmente dalla composizione dei singoli ingredienti. Esistono barriere particolarmente potenti tra il cervello, il sangue e i tessuti delle gonadi, il sangue e l'umidità nelle camere dell'occhio e il sangue della madre e del feto.

Barriere istoematiche vari organi hanno entrambe le differenze e un numero di caratteristiche comuni edifici. Il contatto diretto con il sangue in tutti gli organi ha uno strato barriera formato dall'endotelio capillari sanguigni. Inoltre, le strutture dell'HGB sono la membrana basale (strato intermedio) e le cellule avventizie di organi e tessuti (strato esterno). Le barriere istoematiche, modificando la loro permeabilità a varie sostanze, possono limitarne o facilitarne il passaggio all'organo. Sono impenetrabili a numerose sostanze tossiche, il che dimostra la loro funzione protettiva.

I meccanismi più importanti che garantiscono il funzionamento delle barriere istoematiche verranno ulteriormente discussi utilizzando l'esempio della barriera ematoencefalica, della cui presenza e proprietà il medico deve tenere conto soprattutto spesso quando utilizza medicinali e vari effetti sul corpo.

Barriera ematoencefalica

Barriera ematoencefalicaè un insieme di strutture morfologiche, meccanismi fisiologici e fisico-chimici che funzionano nel loro insieme e regolano il flusso di sostanze tra il sangue e il tessuto cerebrale.

La base morfologica della barriera ematoencefalica è l'endotelio e la membrana basale dei capillari cerebrali, gli elementi interstiziali e il glicocalice, gli astrociti della neuroglia, che coprono l'intera superficie dei capillari con le loro gambe. I sistemi di trasporto dell'endotelio delle pareti dei capillari partecipano al movimento delle sostanze attraverso la barriera ematoencefalica, compreso il trasporto vescicolare delle sostanze (pino- ed esocitosi), il trasporto attraverso canali con o senza la partecipazione di proteine trasportatrici, sistemi enzimatici che modificare o distruggere le sostanze in entrata. È già stato menzionato che nel tessuto nervoso operano sistemi specializzati di trasporto dell'acqua utilizzando le proteine acquaporine AQP1 e AQP4. Questi ultimi formano canali d'acqua che regolano la formazione del liquido cerebrospinale e lo scambio di acqua tra sangue e tessuto cerebrale.

I capillari cerebrali differiscono dai capillari di altri organi in quanto le cellule endoteliali formano una parete continua. Nei punti di contatto gli strati esterni delle cellule endoteliali si fondono formando le cosiddette “giunzioni strette”.

La barriera ematoencefalica svolge funzioni protettive e regolatrici per il cervello. Protegge il cervello dall'azione di numerose sostanze formate in altri tessuti, sostanze estranee e tossiche, è coinvolto nel trasporto di sostanze dal sangue al cervello ed è un importante partecipante ai meccanismi di omeostasi del fluido intercellulare di il cervello e il liquido cerebrospinale.

La barriera ematoencefalica è selettivamente permeabile a varie sostanze. Alcune sostanze biologicamente attive, come le catecolamine, praticamente non attraversano questa barriera. Le uniche eccezioni sono piccole aree della barriera al confine con la ghiandola pituitaria, la ghiandola pineale e alcune aree dove la permeabilità della barriera ematoencefalica per molte sostanze è elevata. In queste aree si trovano canali e spazi interendoteliali che penetrano nell'endotelio, attraverso i quali le sostanze penetrano dal sangue nel fluido extracellulare del tessuto cerebrale o nel cervello stesso. L'elevata permeabilità della barriera ematoencefalica in queste aree consente alle sostanze biologicamente attive (citochine) di raggiungere quei neuroni ipotalamici e cellule ghiandolari su cui è chiuso il circuito regolatore dei sistemi neuroendocrini dell'organismo.

Una caratteristica del funzionamento della barriera ematoencefalica è la possibilità di modificare la sua permeabilità per un numero di sostanze condizioni diverse. Pertanto la barriera ematoencefalica è in grado, regolando la permeabilità, di modificare il rapporto tra sangue e cervello. La regolazione viene effettuata modificando il numero di capillari aperti, la velocità del flusso sanguigno, i cambiamenti nella permeabilità delle membrane cellulari, lo stato della sostanza intercellulare, l'attività dei sistemi enzimatici cellulari, la pino- e l'esocitosi. La permeabilità della BBB può essere significativamente compromessa in condizioni di ischemia del tessuto cerebrale, infezione, sviluppo di processi infiammatori nel sistema nervoso e suo danno traumatico.

Si ritiene che la barriera ematoencefalica, pur creando un ostacolo significativo alla penetrazione di molte sostanze dal sangue al cervello, allo stesso tempo consenta alle stesse sostanze formate nel cervello di passare bene nella direzione opposta - dal cervello al sangue.

La permeabilità della barriera ematoencefalica alle diverse sostanze varia notevolmente. Sostanze liposolubili, di regola, penetrano nel BBB più facilmente di quelli solubili in acqua. L'ossigeno penetra facilmente diossido di carbonio, nicotina, etanolo, eroina, antibiotici liposolubili ( cloramfenicolo e così via.)

Glucosio insolubile nei lipidi e alcuni aminoacidi essenziali non possono passare al cervello per semplice diffusione. I carboidrati vengono riconosciuti e trasportati da trasportatori speciali GLUT1 e GLUT3. Questo sistema di trasporto così specifico che distingue tra stereoisomeri di D- e L-glucosio: il D-glucosio viene trasportato, ma l'L-glucosio no. Il trasporto del glucosio nel tessuto cerebrale è insensibile all’insulina ma è inibito dalla citocalasina B.

I trasportatori sono coinvolti nel trasporto di amminoacidi neutri (ad esempio la fenilalanina). I meccanismi di trasporto attivo vengono utilizzati per trasportare una serie di sostanze. Ad esempio, a causa del trasporto attivo, gli ioni Na+, K+ e l'amminoacido glicina, che agisce come mediatore inibitorio, vengono trasferiti contro gradienti di concentrazione.

Pertanto, il trasferimento di sostanze mediante vari meccanismi avviene non solo attraverso le membrane plasmatiche, ma anche attraverso le strutture delle barriere biologiche. Lo studio di questi meccanismi è necessario per comprendere l'essenza dei processi regolatori nel corpo.

Una persona è occupata da lesioni. E solo una piccola parte delle lesioni è causata direttamente da malattie del sistema nervoso centrale.

Per alcune sue caratteristiche il sistema nervoso è molto interessante dal punto di vista scientifico. Il fatto è che l'anatomia è estremamente difficile da capire. Le fibre nervose che ne costituiscono la base hanno una struttura propria, diversa dagli altri tessuti del corpo umano.

Una delle caratteristiche principali è la bassissima capacità di rigenerarsi. Questo non vuol dire che i nervi danneggiati non vengano ripristinati, ma il loro recupero avviene molto lentamente e richiede la presenza di certe condizioni.

Un'altra caratteristica sistema nervoso, in generale, e il sistema nervoso centrale in particolare, è la barriera ematoencefalica (BBB).

Non è un segreto che la testa e midollo spinale si trovano in un liquido speciale, simile nella composizione ma diverso nel contenuto di varie frazioni di proteine e microelementi. Il liquido cerebrospinale (o liquido cerebrospinale) è formato da sangue e linfa sotto l'influenza di uno speciale "filtro", il cui ruolo è svolto dalla barriera emato-encefalica.

Cellule speciali con contatti interendoteliali impediscono la penetrazione in questo fluido. Oggi gli scienziati non hanno ancora capito come viene regolata la capacità di filtraggio della barriera, ma è noto con certezza che la sua portata cambia con i cambiamenti nell'attività metabolica del cervello. Inoltre, la barriera ematoencefalica presenta differenze diversi dipartimenti cervello, che determina abilità diverse per filtrare i liquidi (sangue e linfa).

Gli studi hanno dimostrato che alcune sostanze penetrano nella BBB principalmente da vasi sanguigni, un'altra parte proviene dal sistema e il resto può provenire da entrambi gli ambienti alla stessa velocità. Sistema di autoregolamentazione della composizione proprio, unico e finora inesplorato liquido cerebrospinale assicura l'apporto di sostanze nelle quantità necessarie al sistema nervoso centrale. Ciò avviene con la regolazione del volume della parte liquida, della quantità e della composizione delle proteine, nonché della composizione degli ioni in ingresso (questi ultimi sono rappresentati da potassio e sodio).

Perché è necessaria la barriera ematoencefalica?

Innanzitutto la sua azione è mirata a creare un ambiente relativamente isolato per il sistema nervoso centrale, ma svolge anche una funzione protettiva, impedendo a batteri e virus di entrare nel liquido cerebrospinale dal flusso sanguigno o linfatico. È importante capire che in caso di interruzioni nel funzionamento della BBB, le conseguenze saranno molto gravi. Pertanto, i batteri che penetrano nel liquido cerebrospinale portano a meningite, encefalite e altri. processi infiammatori meningi e tessuto cerebrale.

Numerosi studi condotti da specialisti hanno dimostrato la capacità di influenzare portata barriera emato-encefalica vari farmaci. Inoltre, precedentemente utilizzato medicinali cominciò a identificare questa caratteristica. Oggi i medici sanno bene quali farmaci e come influenzano la BBB. Inoltre, abbiamo imparato a utilizzare queste proprietà a beneficio degli esseri umani.

Pertanto, la barriera ematoencefalica svolge una serie di funzioni molto importanti funzioni significative quel supporto condizione ottimale organi interni corpo umano. Tuttavia, vale la pena capire che tali caratteristiche della barriera la rendono molto sensibile sia alle lesioni che alle varie condizioni patologiche, motivo per cui è così importante comprendere e tenere in considerazione questi aspetti nella prevenzione e nel trattamento delle malattie.

Barriere biologiche- un insieme di membrane biologiche che separano i tessuti gli uni dagli altri e regolano la penetrazione (trasferimento) di sostanze biologicamente attive e sostanze medicinali e la loro distribuzione nell'organismo.

Le membrane che formano barriere biologiche nel corpo umano sono rappresentate da 4 tipi. Ogni tipo di membrana regola la penetrazione delle sostanze in base alle loro proprietà fisiche e chimiche.

Il nome generale di tale barriere biologiche - istoematiche(hist-, histio-, histo-; greco Histion - diminutivo di histos - tessuto + haima, haimatos - sangue; sinonimi: barriera istiocitica, barriera interna,). Regolano i processi metabolici e garantiscono la costanza della composizione, delle proprietà fisiche e chimiche del fluido tissutale, oltre a ritardare il passaggio ad esso dal sangue di composti estranei e prodotti intermedi scambio, creando un ambiente adeguato per lo svolgimento di specifiche funzioni elementi cellulari. La barriera biologica istoematica è una membrana permeabile ai lipidi che separa un settore intravascolare relativamente piccolo (plasma sanguigno - circa 3,5 litri nell'uomo, eccetto elementi sagomati sangue) dal settore intercellulare (interstiziale) del fluido (in media, circa 10,5 l in una persona), da cui tutto il necessario viene fornito alle cellule. Esistono barriere ematoencefaliche, ematoepatiche, ematolabirintiche, ematolienali, ematooftalmiche, ematopolmonari, ematorenali, ematotesticolari, epatiche, placentari, ematolinfatiche, ematosinoviali e altre barriere biologiche.

Principale elementi strutturali la barriera istoematica sono le pareti dei capillari sanguigni, che hanno caratteristiche strutturali delle loro cellule endoteliali, caratteristiche strutturali la sostanza principale (glicosaminoglicani) e la membrana basale dei vasi sanguigni; nel cervello ci sono zampe astrogliali perivascolari che si estendono fino ai capillari. Le barriere biologiche istoematiche sono sistemi autoregolanti progettati per un decorso normale processi metabolici negli organi e nei tessuti. Questi sistemi sono soggetti a influenze umorali e nervose.

Barriera biologica ematoencefalica

Barriera biologica ematoencefalica(dal greco - Haima - sangue ed enkephalos - cervello; sinonimo: barriera cerebrale) - barriere istoematiche tra sangue e liquido cerebrospinale. È formato dalla struttura di giunzioni strette tra le cellule endoteliali e la parete dei capillari, la membrana basale che circonda i capillari e le cellule neurogliali che aderiscono strettamente ai capillari. Ha una duplice funzione: normativa e protettiva. Le funzioni della barriera dipendono dalla permeabilità delle membrane meningee, dei plessi coroidei del cervello, delle strutture mesodermiche e degli elementi ultrastrutturali sotto forma meccanismi di membrana. Il passaggio delle sostanze dal sangue al cervello avviene in due modi: direttamente nel cervello e con il liquido cerebrospinale. Velocità di passaggio sostanza medicinale attraverso questa barriera biologica dipende dalla sua liposolubilità. Le sostanze lipofile (etere etilico, fluorotano) penetrano facilmente nel cervello, mentre le sostanze scarsamente solubili (tubocurarina, ditilina, metacina, ecc.) Quasi non penetrano nel tessuto cerebrale. La penetrazione di sostanze estranee nel cervello è associata a una violazione funzione protettiva barriera biologica emato-encefalica, che in alcuni casi porta allo sviluppo di processi patologici.

Barriera biologica emato-epatica

Barriera biologica emato-epatica(da Parola greca- Haima - sangue + epar - fegato) determina la relativa costanza delle proprietà e della composizione dell'ambiente interno del fegato e ha due funzioni: protettiva e regolatrice. La prima funzione regola la penetrazione delle sostanze fisiologicamente attive nel fegato; il secondo protegge dalla penetrazione di sostanze estranee nel fegato.

Barriera biologica labirintica del sangue

Barriera biologica labirintica del sangue- formazioni di barriere specializzate, la cui permeabilità selettiva è un fattore essenziale funzione normale analizzatori del suono e vestibolari.

Determina la penetrazione nel labirinto sia di sostanze biogene fisiologicamente attive che di altre sostanze medicinali.

Barriera biologica emato-lesionale

Barriera biologica emato-lesionale(dalla parola greca - Haima - sangue + vincolo - milza) si trova tra il sangue e il fluido tissutale della milza; ha funzioni di regolamentazione e tutela.

Barriera biologica emato-oftalmica

Barriera biologica emato-oftalmica(dalla parola greca Haima - sangue + oftalmo - occhio) è un meccanismo fisiologico che funziona funzione di barriera media relativamente trasparente dell'occhio. Regola la relativa costanza della composizione del fluido intraoculare, influenza il metabolismo della cornea, del cristallino e di altri tessuti oculari. Nella genesi del liquido intraoculare, il ruolo più importante spetta all'epitelio del corpo ciliare e all'epitelio dei capillari. Sono le principali barriere anatomiche attraverso le quali avviene lo scambio tra liquido intraoculare e sangue.

Barriera biologica emato-polmonare

Barriera biologica emato-polmonare(dalla parola greca Haima - sangue e latina - Pulmo - polmone) regola, protegge la relativa costanza della composizione e le proprietà dell'ambiente interno dei polmoni, l'omeostasi tessuto polmonare. Le sostanze estranee al corpo si accumulano nei polmoni in modo estremamente lento. Insieme a questo, gli antibiotici durante l'inalazione elettroforetica in quantità significative accumularsi nel sistema respiratorio. Ma questo vale per gli antibiotici specifici utilizzati nel trattamento delle malattie polmonari.

Barriera biologica emato-renale

Barriera biologica emato-renale(dalla parola greca Haima - sangue e dalla parola latina Ren - rene) è tra sangue e sistema vascolare i reni hanno funzioni protettive e regolatrici, partecipano alla regolazione del metabolismo, dell'energia e degli elettroliti.

Barriera biologica sangue-testicoli

La barriera biologica sangue-testicolo (dal greco - Haima - sangue e dal latino - Testis - testicolo) è membrana biologica, separando il sangue dal testicolo.

Barriera biologica del fegato

Barriera biologica del fegato - nome comune biochimico e processi fisiologici, che si verifica nel fegato, finalizzato alla disintossicazione sostanze tossiche, che si formano a seguito di scambi o provengono dall'esterno.

Barriera biologica placentare

Barriera biologica placentare- una membrana biologica che separa il sangue della madre dal sangue dell'embrione e del feto. Le sostanze e i farmaci con peso molecolare inferiore a 500 D attraversano rapidamente la barriera placentare; per le sostanze con peso molecolare superiore a 1000 D la placenta è praticamente impermeabile. Inoltre, la permeabilità dei farmaci attraverso la barriera placentare è influenzata dalla loro solubilità nei lipidi, dalla capacità di legarsi alle proteine plasmatiche, dal grado di ionizzazione e dall'attività degli enzimi placentari capaci di biotrasformare questi farmaci (fino a 32-35 settimane della gravidanza, aumenta la permeabilità placentare). Conoscendo le proprietà di permeabilità dei farmaci, è possibile promuoverne l'attività o prevenire lo sviluppo dei loro effetti tossici sul feto.

Secondo la definizione di Stern, la barriera ematoencefalica (BBB) è un insieme di meccanismi fisiologici e corrispondenti strutture anatomiche nel sistema nervoso centrale coinvolti nella regolazione della composizione del liquido cerebrospinale (LCS). Questa definizione è tratta dal libro di Pokrovsky e Korotko “Fisiologia umana”.

La barriera emato-encefalica regola la penetrazione di sostanze biologicamente attive, metaboliti, sostanze chimiche che colpiscono le strutture sensibili del cervello dal sangue al cervello e impedisce l'ingresso di sostanze estranee, microrganismi e tossine nel cervello.

Nelle idee sulla barriera emato-encefalica, come disposizioni principali vengono sottolineate le seguenti: 1) la penetrazione delle sostanze nel cervello avviene principalmente non attraverso le vie del liquido cerebrospinale, ma attraverso il sistema circolatorio a livello delle cellule capillari-nervose; 2) la barriera ematoencefalica non è in gran parte una formazione anatomica, ma un concetto funzionale che caratterizza un certo meccanismo fisiologico. Come ogni meccanismo fisiologico esistente nel corpo, la barriera ematoencefalica è sotto l'influenza regolatrice dei sistemi nervoso e umorale;

3) tra i fattori che controllano la barriera ematoencefalica, il principale è il livello di attività e metabolismo del tessuto nervoso. La funzione principale che caratterizza la barriera ematoencefalica è la permeabilità della parete cellulare. Il livello richiesto di permeabilità fisiologica, adeguato allo stato funzionale del corpo, determina la dinamica dell'ingresso di sostanze fisiologicamente attive nelle cellule nervose del cervello.

Lo schema funzionale della barriera ematoencefalica comprende, insieme alla barriera istoematica, la neuroglia e il sistema degli spazi del liquido cerebrospinale. La barriera istoematica ha una duplice funzione: regolatrice e protettiva. La funzione regolatrice garantisce la relativa costanza delle proprietà fisiche e fisico-chimiche, della composizione chimica e dell'attività fisiologica dell'ambiente intercellulare dell'organo, a seconda del suo stato funzionale. La funzione protettiva della barriera istoematica è quella di proteggere gli organi dall'ingresso di sostanze estranee o tossiche di natura endogena ed esogena.

Il componente principale della barriera ematoencefalica, che ne garantisce le funzioni, è la parete dei capillari cerebrali. Esistono due meccanismi per la penetrazione di una sostanza nelle cellule cerebrali:

Attraverso il liquido cerebrospinale, che funge da collegamento intermedio tra il sangue e la cellula nervosa o gliale, che svolge una funzione nutritiva (la cosiddetta via del liquido cerebrospinale)

Attraverso la parete capillare.

In un organismo adulto, la principale via di movimento delle sostanze nelle cellule nervose è ematogena (attraverso le pareti dei capillari); la via del liquore diventa ausiliaria, aggiuntiva.

Il substrato morfologico della BEE sono gli elementi anatomici situati tra il sangue e le cellule nervose (i cosiddetti contatti interendoteliali, che avvolgono la cellula sotto forma di un anello stretto e impediscono la penetrazione di sostanze dai capillari). Processi cellule gliali(piedi terminali astrocitici) che circondano il capillare stringono la sua parete, riducendo la superficie di filtrazione del capillare e impedendo la diffusione delle macromolecole. Secondo altre idee, i processi gliali sono canali capaci di estrarre selettivamente dal flusso sanguigno le sostanze necessarie alla nutrizione cellule nervose e restituiscono i prodotti del loro metabolismo nel sangue. Importanza La funzione della BBB è legata alla cosiddetta barriera enzimatica. Nelle pareti dei microvasi cerebrali, nello stroma del tessuto connettivo circostante, così come nel plesso coroideo, sono stati trovati enzimi che aiutano a neutralizzare e distruggere le sostanze provenienti dal sangue. La distribuzione di questi enzimi è disuguale nei capillari delle diverse strutture cerebrali; la loro attività cambia con l'età e in condizioni patologiche;

La BBB è considerata un sistema autoregolante, il cui stato dipende dalle esigenze delle cellule nervose e dal livello dei processi metabolici non solo nel cervello stesso, ma anche in altri organi e tessuti del corpo. La permeabilità della BBB non è la stessa nelle diverse parti del cervello, è selettiva per sostanze diverse ed è regolata da meccanismi nervosi e meccanismi umorali. Un ruolo importante nella regolazione neuroumorale delle funzioni della BEE appartiene ai cambiamenti nell'intensità dei processi metabolici nel tessuto cerebrale, come dimostrato dall'effetto inibitorio degli inibitori dei processi metabolici sulla velocità di trasporto degli aminoacidi nel cervello e sulla stimolazione del cervello. il loro assorbimento da parte dei substrati di ossidazione.

La regolazione delle funzioni della barriera ematoencefalica viene effettuata dalle parti superiori del sistema nervoso centrale e da fattori umorali. Ruolo significativo la regolazione è affidata al sistema ipotalamo-ipofisi surrenale. Per vari tipi di patologie cerebrali, ad esempio lesioni, varie lesioni infiammatorie tessuto cerebrale, è necessario ridurre artificialmente il livello di permeabilità della barriera ematoencefalica. Gli interventi farmacologici possono aumentare o diminuire la penetrazione nel cervello di varie sostanze introdotte dall'esterno o circolanti nel sangue. La penetrazione di vari agenti patologici nel cervello nell'area dell'ipotalamo, dove la barriera emato-encefalica è "rotta", è accompagnata da una varietà di sintomi di disturbi del sistema nervoso autonomo. Esistono numerose prove di una diminuzione della funzione protettiva della BEE sotto l'influenza dell'alcol, in condizioni di stress emotivo, surriscaldamento e ipotermia del corpo, esposizione a Radiazione ionizzante ecc. Allo stesso tempo, è stata stabilita sperimentalmente la capacità di alcuni farmaci, ad esempio pentamina, sodio etaminale, vitamina P, di ridurre la penetrazione di alcune sostanze nel cervello.

La BBB è un sistema per proteggere il cervello da fattori dannosi esterni. Come accennato in precedenza, in caso di infortuni, processi patologici potrebbe essere rotto. Inoltre, alcuni microbi hanno sviluppato meccanismi altamente specializzati (ancora poco conosciuti) per superare questa barriera. È noto che virus e virus della rabbia herpes simplex(nell'uomo) e il reovirus (negli animali da esperimento) entrano nel sistema nervoso centrale, muovendosi lungo i nervi, e batteri e funghi incapsulati hanno componenti di superficie permettendo loro di attraversare la barriera emato-encefalica.

Pertanto, i meccanismi per superare la barriera ematoencefalica sono altamente specializzati. Pertanto, sono presenti solo in alcuni sierotipi di agenti patogeni in grado di causare la meningite. La meningite neonatale, ad esempio, è causata solo dallo Streptococcus agalactiae che appartiene al sierotipo III. Anche altri sierotipi sono patogeni, ma causano processi infettivi al di fuori del sistema nervoso centrale. Questa selettività è apparentemente determinata dalla struttura spaziale del polisaccaride capsulare del sierotipo III, poiché i polisaccaridi capsulari di altri sierotipi contengono gli stessi componenti, ma hanno una struttura spaziale diversa.

La BBB funziona come un filtro selettivo, consentendo l'ingresso nel liquido cerebrospinale di alcune sostanze e non di altre, che possono circolare nel sangue ma sono estranee al tessuto cerebrale. Pertanto, l'adrenalina, la noradrenalina, l'acetilcolina, la dopamina e la serotonina non passano attraverso la BBB. acido gamma-amminobutirrico(GABA), penicillina, streptomicina.