РОЛЬ НЕЙРОГЛИИ В ФОРМИРОВАНИИ ГЕМАТОЭНЦЕФАЛИЧЕСКОГО БАРЬЕРА(ГЭБ). НЕКОТОРЫЕ АСПЕКТЫ НАРУШЕНИЯ ГЕБ НА ПРИМЕРЕ БОЛЕЗНИ АЛЬЦГЕЙМЕРА(БА).

Кузнецов Е. В., Болатов А.В.; Научный руководитель: Труфанова Ю.Ю., Владимирова А.А.
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего
образования «Саратовский государственный медицинский университет имени В. И.
Разумовского» Министерства здравоохранения Российской Федерации.
г. Саратов
Введение.
Нервная ткань — это наиболее совершенная форма организации всего живого, поскольку выполняет важнейшую функцию – функцию реактивности. Эта функция основана на способности нервных клеток воспринимать раздражения, формировать нервные импульсы и вызывать ответные реакции. Нервная ткань образована двумя видами клеток: нейроны и нейроглия. Образование ГЭБ – одна из главных функций нейроглии. ГЭБ-физиологический гистогематический барьер, которые имеют все позвоночные, в том числе и человек. О нейроглии и ГЭБ, мы поговорим подробнее в этой статье.
Цель данной работы.
Систематизирование знаний о роли нейроглии в процессе развития человека, в формировании в ГЭБ, а также рассмотрение нарушений ГЭБ на примере БА.
Исходя из цели работы задачами данного исследования являются.
1.Критический анализ литературы, касающийся вопросов о роли нейроглии в процессе развития человека, в формировании в ГЭБ
2. Критический анализ литературы выявления роли ГЭБ в рассмотрение нарушений ГЭБ на примере БА.
Результаты и обсуждение.
Нейроглия (греческий термин «глия» - означает клей (предложено Р. Вирховым)) — одна из
составных частей нервной ткани в головном и спинном мозге; включает в себя клетки
различного происхождения, тесно связанные с нервными клетками и их отростками и
осуществляющие опорную, трофическую, защитную и ряд других функций, а также
играющие определенную роль в процессах возникновения, передачи и проведения
нервных импульсов. Все виды глиальных клеток диффузно рассеяны по нервной ткани
в виде густой сети, оплетающей тела и отростки нейронов, а также сосудистые элементы
мозга. Клетки глии, как известно, в коре больших полушарий занимают объём, в несколько
раз превышающий объём тела нейронов. Развитие нейроглии. В
эмбриогенезе глиоциты (кроме микроглиальных клеток) дифференцируются из
глиобластов, которые имеют два источника – медуллобласты нервной трубки и
ганглиобласты ганглиозной пластинки. Оба эти источника на ранних этапах образовались
из эктодермы. Существуют различные виды классификаций
нейроглии, однако основной на сегодняшний день являются следующая: Глия
центральной и периферической нервных систем.
Глия спинного и головного мозга подразделяется на два типа:
1)Макроглия, развивающаяся из глиобластов. К ней относятся астроглия, эпендимная глия и
олигодендроглия. Эпендимоциты выстилают центральный канал спинного мозга и
желудочки головного мозга; клетки имеют слегка вытянутое тело, на поверхности,
обращенной в сторону канала есть реснички, которые принимают участие в передвижении
спинно-мозговой жидкости. Они принимают участие в образовании нейро-ликворного и
церебро-ликворного барьера. Астроциты – звёздчатые клетки, имеющие множество
отростков. Одна из разновидностей астроцитов: волокнистые астроциты участвуют в
образовании ГЕБ, выполняют опорную функцию, заполняя
промежутки нейронов, также осуществляют функцию очистки мозга от погибших
нейронов. Стоит отметить, что такие клетки бывают двух видов: протоплозматические
астроциты (находятся в сером веществе, отростки толстые и короткие) и волокнистые
астроциты, функция которых указывалась ранее (находятся преимущественно в белом
веществе, но могут и в сером. Отростки – тонкие, длинные, слабоветвящиеся)
Олигодендроциты - классифицируются по локализации (вокруг тел или отростков
нейронов и т.д.). Осуществляют выработку миелина, а также образуют миелиновую
оболочку для аксонов (они формируют ее в головном и спинном мозге, а швановские
клетки – в периферической НС)
2)Микроглия – происходит из промоноцитов. Основная их функция поглощение
гибнущих нейронов и нервных волокон. В свою очередь выделяют также три типа
микроглии:
1.Амебоидная микроглия: встречается в развивающемся мозгу до раннего постанатльного
периода включительно. Фагоцитарная активность велика.
2.Покоящаяся микроглия: содержится в сформированном мозгу. Клетки имеют
ветвящиеся отростки. Фагоцитарная активность клеток – мала.
3.Реактивная микроглия: образуется из покоящейся микроглии после травмы мозга и
отличается высокой фагоцитарной активностью.
Глию периферической нервной системы (рассматривают как разновидность
олигодендроцитов) подразделяют на мантийные глиоциты (клетки-сателлиты) и
нейролеммоциты (шванновские клетки). Первые окружают тела нейронов и контролируют
обмен веществ между ними и окружающей средой. Швановские клетки окружают
нервные волокна, создают, а иногда и разрушают миелиновую оболочку.
Таким образом, можно сделать вывод, что в организме человека огромное количество
глиальных клеток разнообразного строения и выполняющих определённые функции,
главная из которых удерживание нейронов на месте.
Согласно проведённому анализу литературы, нейрроглия принимает важную роль в формировании ГЭБ. Так, большая часть стенок капилляров мозга (85 – 90%)
покрыты выростами астроцитов, а остальная часть их поверхности окружена телами
глиальных клеток. Контакт между астроцитами и стенкой капилляров тесен, поверхности
мембран этих двух элементов соединяются и образуют двойную перегородку. Таким
образом, возникает барьер, через который в систему проникают многие растворимые в
крови вещества. Кроме того, отмечается необычно плотное расположение клеток
эндотелия сосудов мозга, без пространства между ними – соседние клетки перекрывают
одна другую черепицеобразно, образуя сплошную эндотелиальную трубку.
Морфологическую основу ГЭБ составляет – эндотелий сосудов мозга, периваскулярная
базальная мембрана и плазматическая мембрана глиальных клеток. Интенсивность
проникновения в мозг ряда веществ через ГЭБ определяется не только состоянием ГЭБ,
но и интенсивностью функционирования и метаболизма ЦНС. Гематоэнцефалический
барьер важен для обеспечения гомеостаза головного мозга, однако некоторые вопросы,
связанные с его образованием окончательно не выяснены. Но даже сейчас можно сказать,
что ГЭБ представляет собой максимально выраженный по дифференцированности,
сложности и плотности гистогематический барьер. Структурная и функциональная
единицей ГЭБ – эндотелиальные клетки капилляров мозга. Проницаемость
ГЭБ для большинства веществ в значительной степени
определяется их свойствами, а также способностью нейронов синтезировать эти вещества
самостоятельно (кислород, углекислый газ, ионы металлов, глюкоза, незаменимые
аминокислоты и жирные кислоты и т.д.). Существует только одна область мозга, где
происходит нарушение гематоэнцефалического барьера, — гипоталамус. В нем находятся
клетки, секретирующие либерины и статины, управляющие выделением гормонов из
гипофиза. Сосуды непосредственно подходят к секретирующим нейронам, выделяющим
свои биологически активные вещества прямо в кровь. Ввиду функциональной
необходимости гематоэнцефалический барьер в этом месте нарушается. Именно в
гипоталамусе возможно проникновение инфекций в нервную систему человека. Наличие
гематоэнцефалического барьера при инфекционных поражениях мозговой ткани может
препятствовать ее лечению путем введения антибиотиков в кровь. Молекулы лекарства не
могут попасть в мозг в нужном количестве и не имеют возможности подойти
непосредственно к очагу инфекции. Единственным выходом из этой ситуации остается
пункция: лекарство вводится в позвоночный канал, связанный с желудочками мозга, через
которые и попадает в очаг инфекции.
Мозг млекопитающих защищен от воздействия потенциально вредных соединений, содержащихся в крови, гематоэнцефалическим барьером. Будучи образован эндотелиальными клетками сосудов капилляров головного мозга, этот гидрофобный барьер поддерживает и регулирует очень чувствительно настроенную среду внутри мозга млекопитающих.
ГЭБ — это очень сложная система, в которой несколько видов клеток выполняют широкий спектр функций. К основным характеристикам ГЭБ относят:
- Межклеточные контакты между эндотелиальными клетками капилляров герметизируются плотными соединениями, образуя барьер проницаемости, который является гораздо более избирательным по сравнению с фенестрированным уплотнением других капилляров.
- Наружная поверхность эндотелиальных клеток окружена выступами из астроцитов. Таким образом, эндотелиальные клетки и нейроны соединяются, а также образуется второй гидрофильный барьер. Кроме того, астроциты участвуют в поддержании, функциональной регуляции и восстановлении ГЭБ.
- Двухслойная базальная мембрана поддерживает поверхность эндотелиальных клеток. Эта мембрана может также дополнительно ограничивать проникновение макромолекул в паренхиму головного мозга.
- Перициты — это другие периэндотелиальные вспомогательные структуры ГЭБ. Они обладают способностью к фагоцитозу, а также к презентации антигена.
В дополнение к этим структурным свойствам ГЭБ существует также несколько важных физиологических характеристик, например, большое количество митохондрий в эндотелиальных клетках, а также низкое количество пиноцитотических пузырьков для транспорта питательных веществ через цитоплазму эндотелия. Это свойства, которые говорят в пользу энергозависимой транскапиллярной транспортной системы. Важное значение в контексте ограничения проницаемости ГЭБ имеет также ферментативный барьер церебрального эндотелия, который метаболизирует лекарственные препараты и питательные вещества и тем самым предотвращает их попадание в паренхиму головного мозга. Взятые вместе, все эти характеристики ГЭБ гарантируют, что только те молекулы, которые либо являются гидрофобными (такие как кислород, стероидные гормоны и др.), либо связываются со специфическими рецепторами (такими как определенные аминокислоты и сахара), могут свободно проникать из системы кровообращения в паренхиму головного мозга. Кроме того, существует также селективность по массе, при которой частицы с большей молекулярной массой более эффективно исключаются из прохождения через ГЭБ. При ряде патологических состояний, таких как эпилептические припадки, сепсис и тяжелая артериальная гипертензия, нарушается целостность ГЭБ. Таким образом, нарушается чутко настроенный баланс внутри паренхимы головного мозга. Это может привести к отеку головного мозга, повышению внутричерепного давления и, в худшем случае, необратимому повреждению головного мозга.
ГЭБ играет важную роль в создании и поддержании микросреды центральной нервной системы, которая обеспечивает надлежащее функционирование нейронов. ГЭБ не только предотвращает проникновение нежелательных веществ, но также регулирует перенос полезных веществ. Некоторые молекулы, необходимые для поддержания нормальной работы нейроглии, могут проникать через ГЭБ с помощью специфических транспортных систем. Это позволяет поддерживать оптимальное окружение для функционирования нейроглии.
По литературным данным нарушение функции ГЭБ может быть связано с различными заболеваниями и патологиями нервной системы.
Достаточно актуальным вопросом является исследования ГЭБ в стабильном состоянии и отдельные патологии головного мозга, уделяя особое внимание БА. Одной из наших задач, является рассмотрение клеточных и молекулярных механизмов, влияющих на функцию ГЭБ при этом заболевании. И определении потенциального прогресса в диагностике и лечении, в конечном счете влияющий на выживаемость пациентов.
Несмотря на множество исследований, точные причины развития БА до сих пор остаются неизвестными. Однако, роль ГЭБ и нейроглии становится все более важной в понимании механизмов развития этого заболевания.
БА - хроническое нейродегенеративное заболевание, характеризующееся дегенерацией нейронов, глиозом и приводящее к церебральной амилоидной ангиопатии (ЦAA), образованию старческих бляшек и развитию нейрофибриллярных клубков. Патология БА также характеризуется хроническим воспалением головного мозга, при этом клетки микроглии вовлечены в накопление бета-амилоидов (основной компонент амилоидных бляшек-один из признаков при заболевании БА) и повреждение нейронов. Дисфункция ГЭБ также способствует возникновению и прогрессированию БА. Поглощение глюкозы ГЭБ нарушается у пациентов с умеренными когнитивными нарушениями, и это может предшествовать нейродегенерации. Бета-амилоиды является основным фактором, способствующим дисфункции ГЭБ при БА, их отложения в сосудистой сети повышают проницаемость ГЭБ в головном мозге при БА. Некоторые исследования показали, что ЦAA способствует дегенерации гладкомышечных клеток, перицитов, приводя к разрушению ГЭБ. То есть исследования показывают, что у пациентов с БА наблюдаются изменения в структуре и функции эндотелиальных клеток ГЭБ, что приводит к повышенной проницаемости барьера. Это позволяет различным вредным веществам, включая белки амилоидного типа, проникать в мозг и накапливаться в нейронных клетках.
В результате следует отметить, что неповрежденный и полностью функционирующий ГЭБ необходим для эффективной и безопасной работы мозга млекопитающих. ГЭБ играет ключевую роль в защите и поддержании работы нейроглии. Его структура и функция позволяют предотвращать проникновение неблагоприятных веществ в головной мозг, одновременно обеспечивая транспорт полезных молекул. Понимание роли и значимости ГЭБ является важным шагом для разработки новых методов диагностики и лечения заболеваний нервной системы.

Заключение.
Подводя итоги следует сказать, что нейроглия отвечает за поддержание постоянства внутренней среды и функций организма, и обеспечивает защиту нейронов от механических и химических повреждений. ГЭБ осуществляет как барьерную функцию, так и взаимодействие с кровеносным руслом, ограничивая головной мозг от токсических веществ. При их повреждениях начинают появляться различные патологии, которые нарушают целостность организма или вовсе приводят к летальному исходу.