- •Оглавление
- •Список сокращений
- •Аминокислоты, входящие в состав белков
- •Предисловие
- •Введение
- •Глава 1. Биохимия соединительной ткани
- •1.1. Клеточные элементы соединительной ткани
- •1.2. Коллаген
- •1.3. Эластин
- •1.4. Протеогликаны
- •1.5. Адгезивные и антиадгезивные белки
- •1.6. Контрольные вопросы и задания
- •1.7. Задания в тестовой форме
- •1.8. Ситуационные задачи
- •Глава 2. Биохимия костной ткани
- •2.1. Клетки костной ткани
- •2.2. Межклеточный матрикс костной ткани
- •2.3. Неколлагеновые белки костной ткани
- •2.4. Вещества небелковой природы органического матрикса костной ткани
- •2.5. Ремоделирование костной ткани
- •2.6. Факторы, регулирующие ремоделирование костной ткани
- •2.7. Контрольные вопросы и задания
- •2.8. Задания в тестовой форме
- •2.9. Ситуационные задачи
- •Глава 3. Биохимия мышечной ткани
- •3.1. Структура поперечнополосатой скелетной мышечной ткани
- •3.2. Химический состав поперечнополосатой скелетной мышечной ткани
- •3.3. Механизмы сокращения и расслабления скелетной мышцы
- •3.4. Источники энергии для мышечного сокращения
- •3.5. Особенности биохимии гладкой мышечной ткани
- •3.6. Особенности структуры и химического состава мышечной ткани сердца (миокарда)
- •3.7. Контрольные вопросы и задания
- •3.8. Задания в тестовой форме
- •3.9. Ситуационные задачи
- •Глава 4. Биохимические особенности нервной ткани
- •4.1. Химический состав нервной ткани
- •4. 2. Энергетические субстраты головного мозга
- •4.3. Гематоэнцефалический барьер
- •4.4. Особенности метаболизма в нервной ткани
- •4.5. Сигнальные молекулы: нейромедиаторы и их рецепторы
- •4.6. Контрольные вопросы и задания
- •4.7. Задания в тестовой форме
- •4.8. Ситуационные задачи
- •Глава 5. Обмен веществ в печени
- •5.1. Роль печени в белковом обмене
- •5.2. Особенности углеводного обмена в печени
- •5. 3. Метаболизм липидов в печени
- •5. 4. Внешнесекреторная и экскреторная функции печени
- •5. 5. Гомеостатическая функция печени
- •5. 6. Роль печени в обезвреживании токсинов и ксенобиотиков
- •5.7. Контрольные вопросы и задания
- •5.8. Задания в тестовой форме
- •5.9. Ситуационные задачи
- •Глава 6. Метаболизм лекарственных соединений
- •6.1. Всасывание, транспорт по крови и распределение лекарственных соединений в тканях
- •6. 2. Реализация фармакологических эффектов лекарственных веществ
- •6.3. Химические механизмы первой фазы биотрансформации лекарственных соединений
- •6.4. Реакции второй фазы инактивации лекарственных веществ
- •6.5. Удаление лекарственных веществ из организма
- •6.6. Факторы, влияющие на скорость биотрансформации лекарственных соединений
- •6.7. Контрольные вопросы и задания
- •6.8. Задания в тестовой форме
- •6.9. Ситуационные задачи
- •Эталоны ответов на задания в тестовой форме Биохимия соединительной ткани
- •Биохимия костной ткани
- •Биохимия мышечной ткани
- •Биохимические особенности нервной ткани
- •Обмен веществ в печени
- •Метаболизм лекарственных соединений в организме человека
- •Эталоны ответов на ситуационные задачи Биохимия соединительной ткани
- •Биохимия костной ткани
- •Биохимия мышечной ткани
- •Биохимические особенности нервной ткани
- •Обмен веществ в печени
- •Метаболизм лекарственных соединений в организме человека
- •Рекомендуемая литература
- •Библиографический список
4.3. Гематоэнцефалический барьер
Гематоэнцефалический барьер обеспечивает жесткое ограничение транспорта растворенных в крови веществ во внеклеточную жидкость ЦНС. Хотя по строению эндотелий мозговых сосудов не имеет существенных отличий от остального эндотелия, он мало подвержен разрыхлению клеточных контактов и создает высокоселективную полупроницаемую границу клеток, которая предотвращает неизбирательное проникновение растворенных веществ во внеклеточную жидкость центральной нервной системы, где находятся нейроны. Наибольшую роль в этом барьере играет не структурный барьер как таковой, а активный обратный транспорт веществ, которые не участвуют в метаболизме нервной ткани; существенным фактором также является осмотический градиент ткани и крови. Эндотелий преимущественно окружен астроцитами и перицитами, которые активно изменяют концентрации веществ в малом объеме межклеточного компартмента вокруг сосуда. Особенности транспорта веществ через гематоэнцефалический барьер:
1. Барьер позволяет проходить некоторым молекулам путем пассивной диффузии, а также избирательно переносить различные питательные вещества, ионы, органические анионы и макромолекулы, такие как глюкоза, вода и аминокислоты, которые имеют решающее значение для нервной функции.
2. Большие молекулы нелегко проходят через гематоэнцефалический барьер. Липофильные вещества, связанные с белками-переносчиками, также не проникают в мозг.
3. Мозг, как инкапсулированный орган, чувствителен к изменениям осмотического давления, поскольку оно не может быть компенсировано физическим давлением. В то же время стабильное осмотическое давление препятствует поступлению осмотически активных веществ, которые не расходуются в метаболизме мозга, равно являются ли они естественными компонентами крови или ксенобиотиками. Напротив, органические растворители (эфир, алкоголи, хлороформ) легко проходят в мозг благодаря существенному растворению в его структурных липидах и распределению в липидную фазу ткани. Их повреждающее действие прежде всего связано с неспецифичным нарушением работы мембранных белков нейрона. Сходным действием обладает избыток кислорода, но благодаря быстрому метаболическому расходу его концентрация быстро падает до нормального содержания в мембранах.
Таким образом, в мозг легко проникают, пассивно и активно транспортируются вещества, которые он метаболизирует – глюкоза, аминокислоты, кетоновые тела; вещества, не используемые в метаболизме ЦНС, активно сбрасываются в просвет капилляра. Энергетические нарушения мозга и отравления сопровождаются отеком.
Иллюстрацией функционирования транспортных систем мозга может служить тот факт, что невозможно обеспечить доставку в мозг нейромедиаторов, но оказалось возможным усилить питание мозга их предшественниками. Так, повышение уровня дофамина в плазме крови оказывает малое влияние на функции ЦНС и не может использоваться для лечения паркинсонизма; однако применение его предшественника, ДОФА (диоксифенилаланина), дает эффект, так как это промежуточный метаболит синтеза дофамина, и в отличие от него, в ЦНС содержится в меньшем количестве, чем нейромедиаторы. ДОФА транспортируется через мозговые сосуды и потребляется нейронами для синтеза дофамина, адреналина и норадреналина. По сути, барьер между головным мозгом и кровью может быть назван не только транспортным, но и метаболическим (рис. 26).
Рис.26. Церебральный эндотелий: метаболические и транспортные барьеры [по Cecchelli, 2007, 18]
Для балансирования осмолярных и метаболических требований мозга, эндотелиальные клетки имеют двунаправленные, активные и пассивные, переносчики для глюкозы, аминокислот, предшественников нейромедиаторов и неорганических ионов. Метаболическое превращение аминокислот внутри эндотелиальных клеток стимулирует их транспорт. P-гликопротеин способен неселективно гидрофобно связывать вещества экзогенной природы и возвращать их в сосуд.