Внутренняя среда организма
Шрифт:
Многие исследователи высказывают предположение, что вещества, поступающие из крови в центральную нервную систему через структурные образования гематоэнцефалического барьера, подвергаются ферментативной перестройке. В одних случаях это может облегчить их переход в мозг, в других — затруднить, в третьих полностью разрушить или нейтрализовать их биологическую активность.
Однако природа изобретательна. Она нашла еще один путь (отступая от научной терминологии — путь «контрабанды») для проникновения веществ из крови в центральную нервную систему. В некоторых случаях лейкоциты крови, начиненные поглощенными ими бактериями (явление фагоцитоза) или химическими веществами, проникая сквозь щели эндотелия капилляров мозга в «забарьерную» зону, переносят инфекционное или ядовитое начало. Установлено, например, что большие подвижные
Таким образом, гематоэнцефалический барьер — это очень тонко реагирующий физиологический механизм, состояние которого изменяется в зависимости от условий среды и потребностей центральной нервной системы. Проницаемость увеличивается при голодании и недостатке кислорода, под влиянием различных гормонов, при удалении некоторых желез внутренней секреции (щитовидной, гипофиза, поджелудочной), при повышении температуры тела до 41—42° или при снижении ее до 34—35°. Многие инфекционные заболевания, беременность, лактация, черепно-мозговая травма, облучение, наркоз могут изменить функции гематоэнцефалического барьера и облегчить поступление как чужеродных, так и свойственных организму веществ из крови в мозг.
Проницаемость гематоэнцефалического барьера меняется в различные периоды жизни человека и животных. Она очень высока у новорожденных и в первые недели и месяцы жизни и заметно снижается к старости. У животных, рождающихся с закрытыми глазами (крольчата, щенята, котята), почти все вещества, введенные в кровь, проникают в центральную нервную систему. Нормальная функция барьера устанавливается лишь после созревания. Состояние барьера в значительной степени определяется зрелостью нервной системы как анатомической и физиологической, так и биохимической. Вероятно, этим объясняется слабая активность гематоэнцефалического барьера у детей в раннем возрасте. Хорошо известно, что в детском возрасте гораздо чаще, чем у взрослых, наблюдаются нарушения деятельности центральной нервной системы.
Большой интерес представляет еще одно наблюдение. Как известно, серотонин задерживается гематоэнцефалическим барьером. Но у новорожденных задержка отсутствует, так как ферментные системы, катализирующие образование серотонина в мозгу, еще не созрели. Но как только в ткани мозга начинается образование собственного серотонина, барьер становится для него непроницаемым. Проникает в мозг только предшественник серотонина — триптофан, превращающийся в медиатор уже по ту сторону барьера.
Однако искусственно изменить состояние барьера удается не всегда. Во многих случаях это почти неразрешимая задача. Многие вещества, именно те, которые больше всего необходимы для экспериментальных или терапевтических целей, не поступают в нервную систему и при нарушении барьера. Нередко количество их оказывается недостаточным для того, чтобы воздействовать на бактерии и их токсины, попавшие в мозг, а наряду с лечебными веществами в центральную нервную систему проникают из крови иногда и вредные, ядовитые отбросы, шлаки тканевого обмена, отравляющие мозговые клетки.
Но все же один факт является бесспорным. Во многих случаях необходимо повысить проницаемость гематоэнцефалического барьера, и если нет другого пути — обойти его, для того чтобы воздействовать на нервные образования. В этих случаях лекарственные препараты, антибиотики и лечебные сыворотки приходится вводить непосредственно в желудочки мозга, вернее в цереброспинальную жидкость, в обход барьера.
Вливание лечебной сыворотки в кровь не спасает животное, пораженное столбняком, оно быстро погибает. Но если ввести сыворотку в цереброспинальную жидкость, наступает улучшение. Столбнячный токсин, связывающийся с нервными клетками, становится доступным антителам, содержащимся в сыворотке, и животное выздоравливает. Это экспериментальное исследование было перенесено в клинику. Лечение столбняка «обходным маневром» — введением сыворотки в цереброспинальную жидкость принято на вооружение и во многих случаях спасает жизнь больным. Метод этот был использован и при ряде других инфекционных заболеваний, например, при туберкулезном менингите, энцефалитах, сифилитических поражениях мозга и т. д.
Для лечения некоторых заболеваний, вызванных нарушением нормальной деятельности центров головного мозга, во многих лечебных учреждениях применяется разработанный нами метод назального электрофореза. Определенные лекарственные вещества вводятся с помощью гальванического тока в слизистую носа. При таком способе введения они по периневральным щелям проникают в мозг и цереброспинальную жидкость, обходя гематоэнцефалический барьер и оказывая непосредственное влияние на нервные центры.
Однако в центральной нервной системе биологически активные вещества нередко изменяют свое обычное действие. Тироксин, адреналин и некоторые симпатотропные, т. е. вещества, возбуждающие симпатические нервные образования, не вызывают характерных симпатических реакций. Действие их приближается к парасимпатическому, т. е. напоминает эффект, наблюдаемый при раздражении блуждающего нерва. В то же время карбохолин, гистамин и другие парасимпатические вещества, проникая в мозг, возбуждают адренергические элементы вегетативной нервной системы.
Еще И. М. Сеченов отметил, что нервные центры и нервные стволы реагируют различно, иногда противоположно, на действие одних и тех же химических соединений. Своеобразная реакция нервных центров головного мозга на химические раздражения подробно изучена школой Л. С. Штерн. В последние годы появилось большое число исследований, посвященных «противоположной», «антагонистической» реакции центральных и периферических нервных образований на действие одного и того же химического вещества. Следует признать, что представления различных исследователей в этом вопросе расходятся, и острые дискуссии, не раз возникавшие в печати, на многих конференциях и совещаниях, так и не привели к единому мнению.
Суть разногласий заключается в том, что полученные на животных экспериментальные данные не всегда соответствуют условиям, в которых протекает нормальная жизнедеятельность организма человека и животных.
Химические соединения при введении их подзатылочным уколом в подмозжечковую цистерну, т. е. в обход гематоэнцефалического барьера, распространяются по пространствам, заполненным цереброспинальной жидкостью, и приходят в соприкосновение с различными по значению и химизму поверхностно расположенными нервными образованиями головного мозга и многочисленными качественно различными хеморецепторами. В зависимости от концентрации вводимых веществ и путей их продвижения могут возникнуть разнообразные, неспецифические реакции как двигательные, так и вегетативные. При этом действие их не столько физиологическое, сколько фармакологическое. Если же испытуемые вещества вводятся не в цереброспинальную жидкость, а с помощью микроканюли в отдельные строго локализованные участки мозга, отличающиеся определенными физиологическими и биохимическими особенностями, реакции приобретают совсем другую специфику. Разберем два опыта. Если ввести собаке в кровь 40—50 мл 2%-го раствора хлористого кальция, у нее возникнет целый комплекс выраженных симпатоадреналовых реакций. Не случайно немецкий ученый Цондек назвал кальций «жидким симпатическим нервом». Но если той же собаке кальций ввести не в кровь, а в подмозжечковую цистерну, т. е. в цереброспинальную жидкость, в количестве 0,5 мл (т. е. 10 мг), реакция будет прямо противоположной. Кальций — этот жидкий симпатикус вызовет типичную парасимпатическую реакцию. Еще более демонстративный опыт можно поставить, с карбохолином. Этот жидкий «парасимпатикус» при введении во внутреннюю среду мозга вызывает буквально симпатическую бурю.
И все же не так это просто. Изменим условия опыта. Мы уже говорили, что в мозге имеются серотонинреактивные элементы, возбуждение которых приводит к выделению либеринов, образованию адренокортикотропного гормона гипофизом и кортикостероидов надпочечниками. Оказывается, что введение серотонина не в подмозжечковую цистерну, а в отдельные ядра гипоталамуса может и усилить, и затормозить активность коры надпочечников. На одни нейроны серотонин действует как стимулятор, на другие — как фактор угнетения.
Методы тонкого химического анализа, электронной микроскопии, специальной гистохимической обработки и т. д. показали, что в центральной нервной системе существуют многочисленные ансамбли (так называемые пулы) нервных клеток и волокон, отличающихся не только физиологическими, но и метаболическими, ферментными и медиаторными особенностями. В нервной ткани происходит непрерывное образование, превращение, расщепление и трансформация разнообразных химических соединений. Одни из них обладают возбуждающими, другие — тормозящими свойствами, т. е. существуют, по всей видимости, медиаторы как усиливающие, так и подавляющие деятельность специализированных нервных образований.