1. Проницаемость гэб для различных веществ

3.1.1 Углеводы

Известная роль сахаров в обеспечении деятельности нервных клеток как основного источника их энергии обусловила настойчивый интерес исследователей к проблеме транспорта через ГЭБ различных моносахаридов, и, в первую очередь, глюкозы. Выявлено, что ГЭБ, во-первых, довольно «прозрачен» для сахаров, при этом различные сахара характеризуются различными показателями проницаемости. В частности, L-ксилоза, сахароза, D-арабиноза практически вообще не проникают через барьер, слабо проникают через него D-фруктоза и D-рибоза.

Глюкоза транспортируется через ГЭБ двумя путями – за счет простой диффузии и с использованием переносчиков. Как и для некоторых других веществ, проницаемость глюкозы связана с уровнем кровотока. Найдена практически прямая линейная зависимость между скоростью тока крови в капиллярах и показателем поглощения глюкозы /В.Бетс и др., 1973/. Переносчик глюкозы локализован в эндотелиальной мембране и его природа еще не определена. В отношении влияния инсулина на транспорт глюкозы имеются противоречивые сведения – от полного отсутствия такого влияния до указаний на то, что введение инсулина в кровь приводит к увеличению поглощения мозгом глюкозы на 15 - 20 % .

3.1.2. Аминокислоты

Транспорт аминокислот через ГЭБ осуществляется несколькими системами переносчиков. В частности, серин, аланин, пролин, глицин, по данным Олдендорфа и Сабо /1976/, переносятся одной системой, а аспарагиновая и глютаминовая кислоты другой. Обнаружена более высокая проницаемость незаменимых аминокислот по сравнению с другими (Рис.4). Лишь тирозин является исключением из этого правила. Скорость транспорта обусловлена и изомерией – большей проницаемостью обладают L-изомеры по сравнению с D-изомерами. Существует устойчивое мнение о конкурентности L- и D- конфигураций. Как правило, L-изомеры ингибируют поглощение D-изомеров, т.е. обладают преимуществом в транспорте. Обмен аминокислотами между кровью и мозгом весьма интенсивен, поэтому их концентрации в мозге и плазме практически одинаковы. Исходя из того, что концентрация аминокислот в спинномозговой жидкости всегда несколько ниже, чем в плазме, сделано предположение о накоплении аминокислот в нервных клетках.

Проницаемость для различных аминокислот

(по М. Бредбери, 1983)

Аминокислоты расположены в нисходящем порядке в соответствии с величиной их поглощения головным мозгом. Видно, что за исключением тирозина головной мозг сильнее поглощает незаменимые аминокислоты, чем заменимые.

Рис. 4

Предполагается, что в системе ГЭБ имеются специальные системы, для переноса из крови в мозг предшественников нуклеиновых кислот, холина (необходимого для продукции ацетилхолина), монокарбоновых и других органических кислот.

3.1.1. Вода

Обмен водой между интерстициальным и внутриклеточным пространствами происходит беспрепятственно и непрерывно. При этом в условиях нормального состояния организма поддерживается изотоничность между жидкостями мозга и плазмой крови. В классических экспериментах Джаннет еще в начале 40-х годов 20 века показано, что при искусственной гипонатриемии, вызываемой перитонеальным диализом, объем жидкостей быстро восстанавливается, возвращаясь к нормальным показателям. В последующем многими исследователями в экспериментах с введением гипер- или гипотонических растворов в кровеносное русло была подтверждена высокая лабильность водного обмена в мозгу. Для головного и спинного мозга увеличение объема ткани (за счет воды, в частности) чревато катастрофическими последствиями – отеком и сдавлением, поэтому здесь механизмы регуляции водного обмена имеют некоторые отличия по сравнению с другими органами. Одно из них – накопление и потеря осмотически активных веществ мозгом в зависимости от недостатка или увеличения количества воды. Другими словами, мозг имеет собственные механизмы регуляции своего объема, препятствующие набуханию и сморщиванию нервных клеток. В механизме такого регулирования существенную роль играют ионы натрия и калия.