Хорошо проникает через гематоэнцефалический барьер. Другие лекарства, проникающие и не проникающие через гематоэнцефалический барьер

Антибиотики проникающие через гематоэнцефалический барьер

Хорошо проникает через гематоэнцефалический барьер. Другие лекарства, проникающие и не проникающие через гематоэнцефалический барьер

Проникновение антимикробных средств через гематоэнцефалический барьер

Хорошо проникают только при воспалении

Плохо проникают даже при воспалении

Противотуберкулезные препараты: изониазид, рифампицин, этамбутол и др.

Противогрибковые препараты: флуконазол

Пенициллины: ампициллин, амоксициллин, пенициллин и др.

Цефалоспорины III, IV поколений

Аминогликозиды: амикацин, канамицин

Тетрациклины: доксициклин, тетрациклин

Фторхинолоны: офлоксацин, пефлоксацин

Аминогликозиды: гентамицин, нетилмицин, стрептомицин

Противогрибковые препараты: кетоконазол

Линкозамиды: клиндамицин, линкомицин

Полимиксины: полимиксин В

Противогрибковые препараты: амфотерицин В

При инфекциях ЦНС эффективность лечения принципиально зависит от степени проникновения антимикробного средства через ГЭБ и уровня его концентрации в спинномозговой жидкости. У здоровых людей большинство антимикробных средств плохо проникает через ГЭБ, но при воспалении мозговых оболочек степень прохождения для многих лекарственных средств увеличивается.

2.Препараты сульфаниламидов пролонгированного действия

К препаратам длительного действияотносятся сульфапиридазин (сульфа-метоксипиридазин, спофадазин) и сульфадиметоксин (мадрибон, мадроксин). Они хорошо всасываются из желудочно-кишечного тракта, но медленно выво­дятся. Максимальные концентрации их в плазме крови определяются через 3—6 ч.

Длительное сохранение в организме бактериостатических концентраций пре­паратов, по-видимому, зависит от их эффективной реабсорбции в почках. Может иметь значение и выраженная степень связывания с белками плазмы крови (на­пример, для сульфапиридазина она соответствует примерно 85%).

Таким образом, при использовании препаратов длительного действия в орга­низме создаются стабильные концентрации вещества.

Это является несомнен­ным преимуществом препаратов при антибактериальной терапии.

Однако если возникают побочные явления, продолжительный эффект играет отрицательную роль, так как при вынужденной отмене вещества должно пройти несколько дней, прежде чем закончится его действие.

Следует учитывать также, что концентрация сулфапиридазина и сульфадиметоксина в спинномозговой жидкости невелика (5—10% от концентрации в плазме крови). Этим они отличаются от сульфаниламидов средней продолжительности действия, которые накапливаются вликворе в довольно больших количествах (50-80% от концентрации в плазме).

Назначают сульфапиридазин и сульфадиметоксин 1—2 раза в сутки.

Препаратом сверхдлительного действияявляется сульфален (келфизин, сульфаметоксипиразин), который в бактериостатических концентрациях задержива­ется в организме до 1 нед.

Препараты длительного действия наиболее целесообразно использовать при хронических инфекциях и для профилактики инфекций (например, в послеопе­рационном периоде).

В настоящем разделе рассматриваются основные инфекции ЦНС бактериальной этиологии: менингиты, абсцесс головного мозга, субдуральная эмпиема и эпидуральный абсцесс.

Бактериальный менингит

Бактериальный менингит — воспаление мозговых оболочек, острое или хроническое, проявляющееся характерными клиническими симптомами и плеоцитозом СМЖ.

Основные возбудители

Заболеваемость бактериальным менингитом составляет в среднем около 3 случаев на 100 тыс. населения. В более чем 80% случаев бактериальные менингиты вызываются N.meningitidis, S.pneumoniae и H.influenzae.

В России N.meningitidis является причиной около 60% случаев бактериальных менингитов, S.pneumoniae — 30% и H.influenzae — 10%. Необходимо отметить, что в развитых странах после внедрения широкомасштабной вакцинации против H.influenzae типа B, заболеваемость бактериальным менингитом данной этиологии снизилась более чем на 90%.

Кроме того, бактериальный менингит может вызываться другими микроорганизмами (листериями, стрептококками группы B, энтеробактериями, S.aureus, и др.).

Возбудителями бактериального менингита могут быть спирохеты: при болезни Лайма у 10-15% пациентов в первые 2 нед после инфицирования имеется менингеальный синдром. В целом этиология во многом определяется возрастом и преморбидным фоном пациентов (табл. 2).

Таблица 1. Зависимость этиологии бактериального менингита от возраста пациентов и преморбидного фона

Бактериальный менингит может возникать в стационаре после нейрохирургических или оториноларингологических операций, в этом случае в этиологии важную роль играет грамотрицательная (до 40%) и грамположительная флора (до 30%). Нозокомиальная флора, как правило, характеризуется высокой резистентностью и летальность при такой этиологии достигает 23-28%.

Выбор антимикробных препаратов

Успех лечения острого бактериального менингита зависит от целого ряда факторов и, в первую очередь, от своевременности и правильности назначения АМП. При выборе антибиотиков нужно помнить, что не все они хорошо проникают через ГЭБ (табл. 2).

Таблица 2. Прохождение антимикробных препаратов через ГЭБ

Антимикробная терапия должна быть начата немедленно после постановки предварительного диагноза. Важно, чтобы люмбальная пункция и забор материала (СМЖ, кровь) для микробиологического исследования выполнялись до введения антибиотиков.

Выбор АМП проводится по результатам обследования, в том числе предварительной идентификации возбудителя после окраски мазков СМЖ по Граму и серологических экспресс-тестов.

Если быстрые методы диагностики не позволяют предварительно идентифицировать возбудителя, или по каким-либо причинам происходит задержка с выполнением люмбальной пункции, то антибактериальная терапия назначается эмпирически. Выбор АМП в данной ситуации диктуется необходимостью перекрыть весь спектр наиболее вероятных возбудителей (табл. 3).

Таблица 3. Эмпирическая антимикробная терапия бактериального менингита

Антимикробная терапия может быть изменена при выделении возбудителя и получении результатов чувствительности (табл. 4).

Таблица 4. Антимикробная терапия бактериальных менингитов установленной этиологии

При лечении используются максимальные дозы антибиотиков, что особенно важно при применении АМП, плохо проникающих через ГЭБ, поэтому необходимо строго придерживаться принятых рекомендаций (табл. 5). Особое внимание необходимо при назначении антибиотиков детям (табл. 6).

Таблица 6. Дозы антимикробных препаратов для лечения острого бактериального менингита у детей*

* A.R. Tunkel, W.M. Scheld. Acute meningitis. In: Principles and practice of infectious diseases, 5 th Edition. Edited by: G.L. Mandell, J.E. Bennett, R. Dolin. Churchill Livingstone, 2000; p. 980

Основным путем введения АМП является в/в. По показаниям (вторичный бактериальный менингит на фоне сепсиса, особенно полимикробного, гнойные осложнения черепно-мозговых травм и операций и др.) можно сочетать в/в и эндолюмбальное введение (табл. 7).

Эндолюмбально вводятся только АМП, плохо проникающие в СМЖ (аминогликозиды, ванкомицин). Препараты могут быть использваны в виде моно- или комбинированной терапии.

Показанием для смены АМП является отсутствие положительной клинико-лабораторной динамики состояния пациента или появление признаков нежелательного действия препарата.

Таблица 7. Дозы антимикробных препаратов для эндолюмбального введения

Помимо соблюдения разовых и суточных доз АМП, при бактериальном менингите важна длительность их назначения.

Для лечения менингита, вызыванного спирохетами, используются препараты, имеющие соответствующий спектр активности (табл. 4).

МЕНИНГИТ КАК СИНДРОМ ХРОНИЧЕСКОГО ИНФЕКЦИОННОГО ПРОЦЕССА

В ряде инфекций, характеризующихся хроническим течением, возможно распространение процесса на оболочки мозга. В этом случае может возникать менингеальный синдром и изменяется состав СМЖ.

С точки зрения осложнений хронических инфекций наибольшую опасность представляет туберкулезный менингит. Несвоевременно начатое лечение этого менингита часто приводит к неблагоприятному исходу. Появление диагностических систем на основе ПЦР существенно сократило продолжительность обследования и значительно повысило эффективность лечения.

Читать еще:  Антибиотики при скарлатине

Поражение мозговых оболочек может наблюдаться и при других инфекциях: бруцеллезе, цистицеркозе, сифилисе, боррелиозе, кокцидиоидозе, гистоплазмозе, криптококкозе и др.

Абсцесс головного мозга

Абсцесс головного мозга — ограниченное капсулой скопление мозгового детрита, лейкоцитов, гноя и бактерий.

Гематоэнцефалический барьер и лекарства

Как защитный барьер мозга фильтрует вещества, и как врачи обходят его, чтобы доставить нужные препараты

Нормальная деятельность головного мозга возможна лишь в условиях биохимического и электролитного гомеостаза (равновесия). Поэтому жизненно необходимо, чтобы мозг был надежно защищен от попадания веществ, способных изменить работу центральной нервной системы. Для этого и существует гематоэнцефалический барьер, или сокращенно ГЭБ.

Для чего нам нужен ГЭБ

ГЭБ — это полупроницаемая мембрана, которая отделяет мозг от кровеносного русла. Этот барьер состоит из эндотелиальных клеток, астроцитов и перицитов. Мембрана имеет особо «плотное» расположение капилляров, что и является основой барьера, предохраняющего мозг от проникновения большинства веществ, циркулирующих в крови.

ГЭБ сохраняет специфическую внеклеточную среду вокруг нейронов, поддерживая концентрацию аминокислот, аскорбиновой и фолиевой кислот даже при снижении их концентрации в сыворотке крови.

Источник: https://neuro-service.ru/raznoe/antibiotiki-pronikayushhie-cherez-gematoentsefalicheskij-barer.html

Фармакокинетика пероральных антимикробных препаратов

Хорошо проникает через гематоэнцефалический барьер. Другие лекарства, проникающие и не проникающие через гематоэнцефалический барьер

Изучаем особенности фармакокинетики антибактериальных средств в контексте консультирования покупателей аптеки

Абсорбция, распределение и элиминация лекарственного средства тесно связаны с его фармакологическими свойствами и побочными реакциями. Именно поэтому особенности фармакокинетики — предмет пристального интереса как ученых, так и практикующих специалистов.

И первостольникам, играющим роль связующего звена между фармацевтической промышленностью, врачом и потребителями, важно помнить, как всасываются и выводятся препараты, включая те, которые отпускаются по рецепту. К тому же разъяснять покупателям особенности приема лекарственных средств, рассказывать о противопоказаниях и побочных эффектах — прямая задача фармспециалиста.

И сегодня мы поговорим о фармакокинетике одного из самых обширных и востребованных классов лекарственных препаратов — антибактериальных средств.

Следуя инструкции: общая информация

Прежде всего, рассмотрим самые важные фармакокинетические термины, которые используются в основном в отношении антимикробных средств и часто упоминаются в инструкциях по их применению.

Минимальная ингибирующая концентрация (МИК) представляет собой минимальную концентрацию препарата, которая будет блокировать рост патогенного микроорганизма.

Очевидно, что содержание антибиотика в инфицированных тканях должно быть выше, чем МИК.

И если препарат А имеет более низкую МИК, чем препарат В, то первый будет убивать возбудителя при более низкой концентрации и, следовательно, проявлять более мощный антибактериальный эффект. Разумеется, при условии, что остальные факторы идентичны [1].

Если уровень МИК препарата для конкретного патогена является низким, последний считается чувствительным к антибиотику. При умеренных значениях МИК чувствительность является промежуточной, а при высоких она отсутствует вовсе, и возбудитель считается устойчивым по отношению к антимикробному средству [1].

Время, в течение которого концентрация препарата в тканях превышает величину МИК (часто обозначается как Т). Антибиотики некоторых групп, в частности, бета-лактамы (ампициллин, амоксициллин и макролиды, за исключением азитромицина) считаются «время-зависимыми» препаратами.

Их эффективность определяет концентрация в крови, которая выявляется в течение 40–50 % от длительности интервала дозирования (как правило, около 5–6 часов) [2]. Можно сказать, что эффективность антибиотиков этой категории зависит от продолжительности действия.

Чтобы они работали хорошо, их МИК должна быть постоянно превышена.

При уменьшении рекомендуемой кратности приема время-зависимых антибиотиков их эффективность резко снижается [3].

Отношение Сmax/МИК — максимальная концентрация антибиотика по сравнению с МИК. Некоторые антибиотики работают только при условии очень высокой максимальной концентрации. Они называются концентрационно -зависимыми. К препаратам этой группы относятся аминогликозиды (канамицин, гентамицин).

Отношение AUC/МИК — еще один параметр, который часто встречается в инструкциях по применению. Он отражает отношение величины площади под кривой «время-концентрация» (AUC, от англ.

аrea under curve) к минимальной ингибирующей концентрации. Считается, что именно AUC/МИК является основным фармакокинетическим параметром эффективности.

Препараты, мощность которых определяется как продолжительностью действия, так и концентрацией, — фторхинолоны и тетрациклины [3].

Ну а теперь, вспомнив основные фармакокинетические термины, перейдем к особенностям абсорбции, распределения и выведения современных пероральных антибактериальных ЛС различных групп.

Пенициллины

Основным современным представителем пероральных пенициллинов является амоксициллин. Его наиболее характерные фармакокинетические свойства [1–4]:

  • Сохраняет активность в очаге воспаления (при низком pH, высокой концентрации лейкоцитов, белка);
  • Хорошо всасывается из ЖКТ, что объясняет эффективность пероральной формы: абсорбция составляет 75–93 %;
  • Биодоступность не зависит от пищи, то есть можно применять и до, и после еды;
  • В небольшом количестве проникает в грудное молоко, однако не оказывает негативного действия на младенцев (за исключением риска сенсибилизации, диареи и кандидоза слизистой полости рта);
  • Проникает через плацентарный барьер, но не оказывает негативного влияния на плод и фертильность. Безопасен при беременности, поэтому широко применяется в этот период, «если потенциальная польза для матери превышает потенциальный риск для плода»;
  • Плохо проникает через гематоэнцефалический барьер;
  • Как и все пенициллины, очень быстро выводится почками.

Цефалоспорины

Фармакокинетика пероральных и парентеральных цефалоспоринов значительно отличается, что во многом определяет и свойства препаратов, и их показания.

Пероральные цефалоспорины всасываются быстро и хорошо, однако их биодоступность может быть очень разной. Так, биодоступность цефиксима (III поколение) составляет всего 40–50 %. Гораздо более высокие показатели у представителей I и II поколений, таких как цефалексин и цефаклор — до 95 %.

Препаратам этой группы для приема внутрь также свойственны следующие фармакокинетические параметры [1–4]:

  • Замедление скорости всасывания при одновременном приеме с пищей (однако на биодоступность пища не влияет);
  • Способность проникать через гематоэнцефалический барьер (для III поколения), позволяющая применять препараты этой группы для лечения менингита;
  • Отсутствие метаболизма — большинство цефалоспоринов выделяются почками в неизменном виде. Поскольку препараты выводятся почками, при нарушении их работы дозу цефалоспоринов снижают;
  • Низкая скорость полувыведения — у большинства цефалоспориновых антибиотиков она составляет 1–2 часа, что определяет необходимость их назначения 3–4 раза в сутки. Исключением являются представители III поколения цефиксим и цефтибутен, которые применяют 1 раз в сутки.

Макролиды

Несмотря на то, что все макролиды в основе своей химической структуры имеют макроциклическое лактонное кольцо, их свойства, в том числе и фармакокинетические, значительно разнятся.

Особенно выделяется в ряду макролидов азитромицин, содержащий дополнительно молекулу азота в макролидном кольце, что придает последнему повышенную устойчивость [1–4].

Ключевые фармакокинетические свойства марколидов:

  • Быстро всасываются из ЖКТ;
  • Имеют невысокую биодоступность: кларитромицин и рокситромицин — 50 %, азитромицин — 37 %. Для последнего характерен эффект «первого прохождения» через печень — препарат частично инактивируется еще до поступления в системный кровоток;
  • На всасывание некоторых макролидов влияет пища: она существенно снижает биодоступность эритромицина, в меньшей степени азитромицина и практически не влияет на биодоступность кларитромицина и спирамицина, хотя и замедляет их абсорбцию;
  • Эритромицин нестабилен в солянокислой среде желудка, поэтому должен вводиться в составе солей, сложных эфиров или в форме таблеток с кишечнорастворимой оболочкой;
  • Добавление метильной группы к эритромицину приводит к образованию кларитромицина, а присоединение к тому же эритромицину метилированного азота позволяет получить азитромицин. И кларитромицин, и азитромицин стабильны в солянокислой среде желудка и очень хорошо всасываются при пероральном применении;
  • Период полувыведения эритромицина, кларитромицина и азитромицина составляет, соответственно, 1,5 часа, 6 часов и 68 часов. Таким образом, кратность применения эритромицина составляет 4 раза в день, кларитромицина — 2 раза в день, а азитромицина — 1 раз в день. При назначении кларитромицина в больших дозах возможно его применение 1 раз в день;
  • Из-за большой продолжительности действия азитромицина 5‑дневный пероральный курс лечения с кратностью применения 1 раз в день считается адекватным при большинстве чувствительных к антибиотику инфекций;
  • Все макролиды хорошо проникают в органы и ткани и считаются тканевыми антибиотиками. Пиковая концентрация в сыворотке крови намного ниже, чем в тканях (миндалины, придаточные пазухи носа, легкие, предстательная железа);
  • Макролиды проникают внутрь клеток, создавая там высокие концентрации, что позволяет применять их для лечения внутриклеточных инфекций;
  • Макролиды не проникают в спинномозговую жидкость. Поэтому их не применяют для лечения инфекций нервной системы;
  • Проникают через плаценту и экскретируются в грудное молоко;
  • Эритромицин и кларитромицин — важные ингибиторы фермента CYP450. При совместном применении с препаратами, метаболизирующимися в печени при участии ферментов цитохрома P450 (варфарин, другие непрямые антикоагулянты, карбамазепин, теофиллин, циклоспорин, алкалоиды спорыньи и другие), может усиливать эффект последних;
  • Азитромицин не является ингибитором ферментов CYP450 и, соответственно, не вступает в лекарственные взаимодействия с препаратами, метаболизирующимися изоферментами цитохрома Р450;
  • Выделяются с желчью;
  • При почечной недостаточности период полувыведения не меняется, при печеночной — значительно увеличивается. Следовательно, в первом случае терапевтические дозы не корректируются, а во втором — снижаются.

Фторхинолоны

Все хинолоны имеют ряд общих фармакокинетических свойств [1–4]:

  • Хорошо всасываются из ЖКТ и проникают в органы и ткани, создавая в них терапевтические концентрации. Пероральным формам отдается предпочтение перед парентеральными (при условии переносимости первых);
  • Биодоступность может достигать 99 %;
  • Наиболее высокие концентрации в тканях создаются при приеме офлоксацина и ломефлоксацина. Наименее высокие характерны для норфлоксацина;
  • Пища может замедлять процесс всасывания из пищеварительного тракта, но не влияет на биодоступность фторхинолонов;
  • Ципрофлоксацин, офлоксацин и пефлоксацин проникают через гематоэнцефалический барьер;
  • Все фторхинолоны проникают внутрь клетки и применяются для лечения внутриклеточных инфекций;
  • Большинство фторхинолонов выводятся почками, поэтому при нарушении их функций необходима корректировка дозы. Исключение составляет моксифлоксацин, который метаболизируется в печени и применяется при выраженной печеночной недостаточности с осторожностью.

Тетрациклины

Общие черты фармакокинетики препаратов этой группы выглядит следующим образом [1–4]:

  • Биодоступность доксициклина составляет 90–100 % и практически не зависит от приема пищи, тетрациклина — 75 % натощак и около 37 % при приеме с пищей. Соответственно, тетрациклин нужно принимать натощак;
  • Все тетрациклины связываются и инактивируются двухвалентными катионами, в том числе кальцием и магнием. Поэтому совместный прием антибиотиков этой группы и препаратов кальция или магния влияет на эффективность тетрациклинов. Чтобы избежать лекарственных взаимодействий, антимикробные препараты нужно принимать натощак;
  • Распределяются во многих органах и тканях. Доксициклин по сравнению с тетрациклином создает более высокие тканевые концентрации;
  • Проникают через плацентарный барьер и в грудное молоко в высоких концентрациях. Противопоказаны при беременности и лактации;
  • Метаболизируются в печени;
  • Тетрациклин выводится преимущественно почками, поэтому при почечной недостаточности необходима коррекция дозы. Доксициклин выводится почками и через ЖКТ, причем при поражении почек пищеварительный путь выведения становится основным;
  • Период полувыведения доксициклина в два раза выше по сравнению с тетрациклином — 15–24 часа и 8 часов, соответственно.

Хлорамфеникол

Также отдельно стоит рассмотреть фармакокинетику хлорамфеникола [1–4]:

  • Хлорамфеникол хорошо всасывается из пищеварительного тракта, биодоступность составляет 70–80 %;
  • Всасываемость и биодоступность не зависит от приема пищи;
  • Хорошо распределяется в организме, создавая высокие концентрации в бронхиальном секрете, желчи, а также в цереброспинальной жидкости и головном мозге даже при отсутствии менингиального воспаления;
  • Проникает через гематоэнцефалический барьер;
  • Выделяется через почки, причем в неактивном состоянии. Поэтому при почечной недостаточности необходимости в снижении дозы нет.

Итоги

В заключении хотелось бы подчеркнуть — фармакокинетика часто кажется областью сложной и запутанной.

Однако на деле фармакокинетические свойства в пределах одного класса препаратов зачастую схожи, и, выстроив для себя стройный ряд «биодоступность-всасываемость-элиминация» для конкретной группы, можно научиться быстро и легко отвечать на вопросы посетителя о том, когда и как принимать тот или иной антибиотик. Главное — желание и настойчивость, а их провизорам и фармацевтам не занимать.

Источники

  1. Bardal S. K., Waechter J. E., Martin D. S. Applied pharmacology. – Elsevier Health Sciences, 2011.
  2. Джекобс М. Новые подходы к оптимизации антимикробной терапии инфекций дыхательных путей с использованием фармакокинетических/фармакодинамических параметров //Клин микробиол антимикроб химиотер. – 2004.

    – Т. 6. – №. 1. – С. 22-32.

  3. Клиническая фармакология и фармакотерапия: учебник. – 3-е изд., доп. и перераб. / под ред. В.Г. Кукеса, А.К. Стародубцева. – М.: ГЭОТАР-Медиа, 2012. – 832 с.
  4. Morris Brown, Peter Bennett. Clinical Pharmacology 11th Edition. Elsevier Health Sciences, 2012.

Источник: https://www.katrenstyle.ru/articles/journal/goods_sales/farmakokinetika_peroralnykh_antimikrobnykh_preparatov

Гэб или гематоэнцефалический барьер: его строение и значение

Хорошо проникает через гематоэнцефалический барьер. Другие лекарства, проникающие и не проникающие через гематоэнцефалический барьер

Ни для кого не является секретом, что организм должен поддерживать постоянство своей внутренней среды, или гомеостаз, затрачивая для этого энергию, иначе он не будет отличаться от неживой природы. Так, кожа защищает наш организм от внешнего мира на органном уровне.

Но оказывается, значение имеют и другие барьеры, которые образуются между кровью и некоторыми тканями. Они называются гистогематическими. Эти барьеры необходимы по различным причинам. Иногда нужно механически ограничить проникновение крови к тканям. Примерами таких барьеров служат:

  • гематоартикулярный барьер – между кровью и суставными поверхностями;
  • гематоофтальмический барьер – между кровью и светопроводящими средами глазного яблока.

Все знают, на своем опыте, что, разделывая мясо видно, что поверхность суставов всегда лишена контакта с кровью. В том случае, если кровь изливается в полость сустава (гемартроз), то она способствует его зарастанию, или анкилозу.

Понятно, почему нужен гематоофтальмический барьер: внутри глаза есть прозрачные среды, например, стекловидное тело. Его задача – как можно меньше поглощать проходящий свет.

В том случае, если не будет этого барьера, то кровь будет проникать в стекловидное тело, и мы будем лишены возможности видеть.

Что такое ГЭБ?

Один из самых интересных и загадочных гистогематических барьеров – это гематоэнцефалический барьер, или преграда между капиллярной кровью и нейронами центральной нервной системы. Говоря современным, информационным языком, между капиллярами и веществом головного мозга существует полностью «защищенное соединение».

Смысл гематоэнцефалического барьера (аббревиатура – ГЭБ), состоит в том, что нейроны не вступают в непосредственный контакт с капиллярной сетью, а взаимодействуют с питающими капиллярами через «посредников». Этими посредниками являются астроциты, или клетки нейроглии.

Нейроглия – это вспомогательная ткань центральной нервной системы, которая выполняет множество функций, например опорную, поддерживая нейроны, и трофическую, питая их. В данном случае, астроциты непосредственно забирают из капилляра все, что нужно нейронам, и передают им. Одновременно они контролируют, чтобы в головной мозг не попали вредные и чужеродные вещества.

Таким образом, через гематоэнцефалический барьер не проходят не только различные токсины, но и многие лекарства, и это составляет предмет исследования современной медицины, поскольку с каждым днем количество препаратов, которые регистрируются для лечения заболеваний головного мозга, а также антибактериальных и противовирусных препаратов, все увеличивается.

Немного истории

Известный врач и микробиолог, Пауль Эрлих, стал мировой знаменитостью, благодаря изобретению сальварсана, или препарата № 606, который стал первым, пусть токсичным, но эффективным препаратом для лечения застарелого сифилиса. Это лекарство содержало мышьяк.

Но Эрлих также очень много экспериментировал с красителями.

Он был уверен, что точно так же, как краситель плотно пристает к ткани (индиго, пурпур, кармин), он пристанет и к болезнетворному микроорганизму, стоит только найти такое вещество.

Конечно, он должен не только прочно фиксироваться на микробной клетке, но и быть смертельным для микробов. Несомненно, «подлил масла в огонь» тот факт, что он женился на дочери известного и зажиточного фабриканта – текстильщика.

И Эрлих начал экспериментировать с различными и очень ядовитыми красками: анилиновыми и трипановыми.

Вскрывая лабораторных животных, он убеждался, что краситель проникает во все органы и ткани, но не имеет возможности диффундировать (проникать) в головной мозг, который оставался бледным.

Вначале его выводы были неверными: он предположил, что просто краситель не окрашивает мозг по причине того, что в нем много жира, и он отталкивает краску.

А затем открытия, предшествующие открытию гематоэнцефалического барьера, посыпались, как из рога изобилия, и сама идея стала постепенно оформляться в умах ученых. Наибольшее значение играли следующие эксперименты:

  • если ввести краситель внутривенно, то максимум, что он способен окрасить – это хориоидальные сосудистые сплетения желудочков головного мозга. Дальше ему «путь закрыт»;
  • если принудительно ввести краситель в ликвор, выполнив люмбальную пункцию, то мозг окрашивался. Однако, «наружу» из ликвора краситель не попадал, и остальные ткани оставались бесцветными.

После этого совершенно логично было предположено, что ликвор – это жидкость, которая находится «по ту сторону» преграды, главная задача которой – защитить центральную нервную систему.

Впервые термин ГЭБ появился в 1900 году, сто шестнадцать лет назад. В англоязычной медицинской литературе он именуется «blood-brain barrier», а в русском языке название привилось в виде «гематоэнцефалического барьера».

В дальнейшем этот феномен изучался достаточно подробно. Перед второй мировой войной появились данные о том, что есть гематоэнцефалический и гематоликворный барьер, а также есть гематоневральный вариант, который находится не в ЦНС, а расположен в периферических нервах.

Строение и функции барьера

Именно от бесперебойной работы гематоэнцефалического барьера зависит наша жизнь. Ведь наш головной мозг потребляет пятую часть всего количества кислорода и глюкозы, и при этом его вес составляет не 20% всей массы тела, а около 2%, то есть потребление мозгом питательных веществ и кислорода в 10 раз выше среднего арифметического значения.

В отличие, например, от клеток печени, мозг работает только «на кислороде», и аэробный гликолиз – это единственный возможный вариант существования всех без исключения нейронов.

В том случае, если в течение 10-12 секунд питание нейронов прекращается, то человек теряет сознание, а после остановки кровообращения, находясь в состоянии клинической смерти, шансы на полное восстановление функции мозга существуют только на протяжении 5 -6 минут.

Это время увеличивается при сильном охлаждении организма, но при нормальной температуре тела окончательная гибель мозга происходит через 8-10 минут, поэтому только интенсивная деятельность ГЭБ позволяет нам быть «в форме».

Известно, что многие неврологические заболевания развиваются только вследствие того, что нарушена проницаемость гематоэнцефалического барьера, в сторону его повышения.

Мы не будем подробно вдаваться в гистологию и биохимию структур, составляющих барьер. Отметим только лишь, что строение гематоэнцефалического барьера включает в себя особую структуру капилляров. Известны следующие особенности, приводящие к появлению барьера:

  • плотные контакты между эндотелиальными клетками, выстилающими капилляры изнутри.

В других органах и тканях эндотелий капилляров выполнен «небрежно», и между клетками есть большие промежутки, через которые происходит свободный обмен тканевой жидкостью с периваскулярным пространством. Там, где капилляры формируют гематоэнцефалический барьер, клетки эндотелия расположены очень плотно, и герметичность не нарушается;

  • энергетические станции – митохондрии в капиллярах превышает физиологическую потребность в таковых в других местах, поскольку гематоэнцефалический барьер требует больших затрат энергии;
  • высота клеток эндотелия существенно ниже, чем в сосудах другой локализации, а количество транспортных ферментов в цитоплазме клетки значительно выше. Это позволяет отвести большую роль трансмембранному цитоплазматическому транспорту;
  • эндотелий сосудов в своей глубине содержит плотную, скелетообразующую базальную мембрану, к которой снаружи прилегают отростки астроцитов;

Кроме особенностей эндотелия, снаружи от капилляров существуют особые вспомогательные клетки – перициты. Что такое перицит? Это клетка, которая может снаружи регулировать просвет капилляра, а при необходимости может обладать функциями макрофага, к захвату и уничтожению вредных клеток.

Поэтому, еще не дойдя до нейронов, мы можем отметить две линии защиты гематоэнцефалического барьера: первая – это плотные соединения эндотелиоцитов и активный транспорт, а вторая – это макрофагальная активность перицитов.

Далее гематоэнцефалический барьер включает в себя большое количество астроцитов, которые и составляют наибольшую массу этой гистогематической преграды. Это небольшие клетки, которые окружают нейроны, и, по определению их роли, умеют «почти всё».

Они постоянно обмениваются веществами с эндотелием, контролируют сохранность плотных контактов, активность перицитов и просвет капилляров. Кроме того, головному мозгу нужен холестерин, но он не может проникнуть из крови ни в ликвор, ни пройти сквозь гематоэнцефалический барьер. Поэтому астроциты берут на себя его синтез, помимо основных функций.

Кстати, одним из факторов патогенеза рассеянного склероза является нарушение миелинизации дендритов и аксонов. А для образования миелина нужен холестерин. Поэтому роль дисфункции ГЭБ в развитии демиелинизирующих заболеваний является установленной, и в последнее время изучается.

Там, где нет барьеров

А есть ли такие места в центральной нервной системе, где не существует гематоэнцефалического барьера? Казалось бы, это невозможно: столько трудов было приложено к тому, чтобы создать несколько уровней защиты от внешних вредных веществ.

Но, оказывается, в некоторых местах ГЭБ не составляет единую «стену» защиты, а нем имеются отверстия. Они нужны для тех веществ, которые вырабатываются головным мозгом и отправляются на периферию в качестве команд: это гормоны гипофиза. Поэтому есть свободные участки, как раз в зоне гипофиза, и эпифиза.

Они существуют, чтобы гормоны и нейротрансмиттеры могли свободно проникать в кровь.

Существует и другая зона, свободная от ГЭБ, которая находится в районе ромбовидной ямки или дна 4 желудочка головного мозга. Там находится рвотный центр.

Известно, что рвота может возникать не только вследствие механического раздражения задней стенки глотки, но и при наличии токсинов, попавших в кровь.

Поэтому именно в этой области и существуют особые нейроны, которые постоянно производят «мониторинг» качества крови на наличие вредных веществ.

Как только их концентрация достигнет определенной величины, эти нейроны активируются, вызывая чувство тошноты, а затем и рвоту. Справедливости ради нужно сказать, что не всегда рвота связана с концентрацией вредных веществ.

Иногда, при значительном повышении внутричерепного давления (при гидроцефалии, менингитах) рвотный центр активируется вследствие прямого избыточного давления при развитии синдрома внутричерепной гипертензии.

Поэтому развивается так называемая центральная, или мозговая рвота, которая может наступить внезапно, и без всяких признаков тошноты.

Когда нарушается проницаемость

Гематоэнцефалический барьер и его функции могут страдать при многих заболеваниях. Конечно, классическим примером служат инфекции, при которых токсины и бактериальные антигены могут поражать барьер и повышать его проницаемость. Например, это происходит при менингитах и энцефалитах, когда возбудитель определяется в ликворе и на оболочках головного мозга.

Но в этом есть и положительный момент: после нарушения функции барьера сквозь него могут проникать антибактериальные препараты, которые в норме совсем не могут через него проникнуть, и, благодаря этому факту, антибиотики, проникающие через барьер, позволяют эффективно справиться с инфекцией.

Часто нарушается проницаемость при развитии миелинизации – рассеянном склерозе, остром рассеянном энцефаломиелите. Медленно, но неуклонно разрушение функции барьера происходит при сахарном диабете.

Чем дольше время заболевания, и чем выше уровень гликемии, тем больше нарушается барьерная функция.

При этом не так страшно возникновение гипогликемии, которая, хоть и является испытанием голодом для нейронов, быстро заканчивается и не успевает навредить.

Гипергликемия гораздо страшнее, поскольку она может вызвать поражение нервной системы на различных уровнях, например, полинейропатия по типу «носков» и «перчаток» также может развиться при наличии сахарного диабета.

При ишемическом и геморрагическом инсульте также происходит очаговое нарушение барьера, соответствующее развитию перифокальной зоны некроза. Различные опухоли, которые вызывают отек вещества мозга и его компрессию, также способствуют повышению проницаемости сосудов головного мозга.

В заключение нужно сказать, что такой гистогематический барьер, как ГЭБ, является одним из самых совершенных в организме.

Он имеет несколько уровней защиты, снабжается энергией в 10 раз лучше, чем обычные зоны капиллярного газообмена, и позволяет сохранять гомеостаз центральной нервной системы, что дает ей возможность полностью сосредоточиться на управлении витальными функциями и на высшей нервной деятельности.

Погребной Станислав Леонидович, невролог

Оцените эту статью:

Всего : 164

4.47 164

Источник: https://mozgius.ru/stroenie/gematoehncefalicheskij-barer.html

Гематоэнцефалический барьер (ГЭБ)

Хорошо проникает через гематоэнцефалический барьер. Другие лекарства, проникающие и не проникающие через гематоэнцефалический барьер

Гомеостаз ликворной системы и, в частности, ликвора поддерживается клеточными системами, которые образуют соответствующие барьеры.

Гематоэнцефалический барьер (ГЭБ) отождествляют с эндотелиальными клетками мозговых капилляров, а гематоликворный барьер (ГЛБ) — с эпителиальными клетками сосудистых сплетений и арахноидальных мембран. Многие авторы предпочитают термин «гематоэнцефалический барьер», включая в него гематоликворный.

Использование понятия «барьер» всегда требует уточнения состава обмена (вода, электролиты, микромолекулы, аминокислоты и др.).

История изучения гематоэнцефалического барьера

Paul Ehrlich

Изучение ГЭБ началось с работ Ehrlich, который в 1885 году ввел в вену краситель и не наблюдал окрашивание тканей мозга. Затем в 1909 году Goldman наблюдал появление красителя (трипанового синего) после его интратекального введения.

Stern и Cautier в 1921 году ввели термины «гематоэнцефалический барьер» и «гематоликворный барьер». В последнее время этой проблеме посвящается большое количество работ.

Fichman в 1980 году дает морфологическую, физиологическую и биохимическую характеристику ГЭБ.

  1. Морфологическая характеристика:
    1. Наличие здоровых контактов между капиллярными эндотелиальными клетками.
    2. Наличие здоровых контактов между клетками и арахноидальными мембранами.
    3. Глиальные отростки, окружающие капилляры.
    4. Небольшое число пиноцитозных везикул в эндотелиальных клетках.
    5. Многочисленные митохондрии в эндотелиальных клетках.
  2. Физиологическая и биохимическая характеристика:
    1. Характеристика проницаемости эндотелиальных клеток: ограничено проникновение макромолекул и полярных (липидно нерастворимых) веществ, в то время как проникновение липиднорастворимых веществ относительно неограниченно.
    2. Различия осмотического давления наблюдаются только короткое время, то есть осмотическое давление мозга и ликвора варьирует непосредственно с изменениями в плазменном осмотическом давлении.
    3. Существует двусторонний активный транспорт через мембраны и эндотелиальные клетки для ионов, органических кислот, щелочей, которые стабилизируют состав ликвора и экстрацеллюлярной мозговой жидкости.

Проницаемость гематоэнцефалического барьера

Не для всех видов молекул гематоэнцефалический барьер проницаем одинаково. Это доказано при интравенозном введении металлофермента пероксидазы хрена (М 43000), сахарозы (М 360), инсулина (М 5000) и альбумина (М 69000). Межклеточные уплотненные контакты не пропускают пероксидазы хрена.

Проницаемость перечисленных выше веществ почти обратно пропорциональна их молекулярной массе. Относительно высокое содержание альбумина по сравнению с гамма-глобулином в ликворе можно объяснить действием диффузии и везикулярного транспорта. Если эти белки переносятся только путем везикулярного транспорта, то масса молекулы не должна была бы иметь значения.

Поэтому Раппопорт допускает существование двух видов транспорта белковых молекул:

  • пиноцитоз для молекул размером 25 нм;
  • диффузия и ультрафильтрация через клеточные поры для молекул размером 11 нм, то есть мелкомолекулярных белков.

Таким образом, проницаемость плазматического вещества в ликвор зависит от:

  • перечисленных выше особенностей ГЭБ по Fishman;
  • липидорастворимости, то есть является молекула полярной или нет;
  • ионизированности вещества;
  • молекулярной массы молекулы;
  • гидродинамического радиуса молекулы (радиус Stokes-Enstein);
  • способности образования комплексов с другими протеинами, гликопротеинами, липидами, неорганическими веществами и др.;
  • концентрация плазмы и плазмоликворного градиента.

Низкая концентрация белков в ликворе обусловлена свойством гематоэнцефалического барьера не пропускать некоторые макромолекулы. Таким образом, ГЭБ в отношении белков действует как сито. Однако концентрация некоторых белков (преальбумина, трансферрина и др.) выше той, которую следовало бы ожидать, принимая во внимание массу молекул и концентрацию плазмы.

Гематоэнцефалический барьер отражает время эквилибрирования отдельных соединений между двумя сравниваемыми жидкостями: кровь и ликвор. Алкоголь и вода свободно проникают через ГЭБ, соответственно 97 и 93 %.

Двуокись углерода и кислород вследствие хорошей растворимости в липидах, быстро проникают через гематоэнцефалический барьер, в то время как растворимые в воде полярные соединения (например, ионы бикарбонатов) с трудом проходят через него, если отсутствуют специальные для них транспортные системы.

Соединение части ионов кальция и магния с альбуминами плазмы объясняет, почему в ликвор проникают только ионизированные соединения и значительно ограничено проникновение связанных с белками фракций.

Состояние гематоэнцефалического барьера имеет значение для проникновения и задержания данного лекарства. Множество факторов (степень ионизации, pH среды, размер и пространственная конфигурация молекул и т.д.) в значительной степени определяют его проходимость.

Растворимый в липидах эфир, хлороформ и алкоголь быстро проникают через ГЭБ, тогда как ионизированные полярные лекарства почти не проникают. Лекарства, которые являются кислотами или щелочами, обнаруживаются в плазме в ионизированной и неионизированной форме в различных пропорциях. Процентное содержание каждой из этих форм зависит от pH крови и константы диссоциации лекарства.

При pH крови 7,40 и ликвора 7,32 гематоэнцефалический барьер легко пропускает слабые щелочи. Очень высокая концентрация последних в ликворе увеличивает содержание слабых кислот в крови. Например, пенициллин плохо проникает в ликвор даже в высоких терапевтических дозах из-за плохой растворимости в липидах.

После соединения с альбумином плазмы пенициллин активно транспортируется через сплетения. Это в известной степени действительно и для метотрексата, долго действующих барбитуратов и других препаратов.

В заключение можно сказать, что гематоэнцефалический барьер (ГЭБ) и ликвор являются системой, которая поддерживает гомеостаз в ЦНС. Облегчает проникновение в нее необходимых веществ, и задерживает токсины ненужных метаболитов.

Источник: http://NewVrach.ru/gematoencefalicheskij-barer-geb.html

Через гематоэнцефалический барьер легко проникают соединения

Хорошо проникает через гематоэнцефалический барьер. Другие лекарства, проникающие и не проникающие через гематоэнцефалический барьер

Гематоэнцефалический барьер (ГЭБ) – это пример истинной мудрости человеческого тела. ГЭБ защищает нашу сложную сеть нейронов от внешних патогенных факторов, изменений в обмене веществ и молекулярных веществ, которые могут быть безвредными для других органов, но токсичными для мозга.

Гематоэнцефалический барьер крайне избирателен в отношении веществ, которые он через себя пропускает. В то же время, именно эти вещества напрямую влияют на головной мозг и здоровье в целом, в том числе способствуют разрастанию либо, напротив, сокращению опухолей мозга или других форм рака.

Гематоэнцефалический барьер: сторожевой пост на границе головного мозга

Гематоэнцефалический барьер «сшит» с эндотелиальными клетками высокой плотности, которые в значительной степени ограничивают его проницаемость.

Кровеносные сосуды ГЭБ лишены “сообщения,” в процессе которого через поры был бы возможен быстрый обмен молекулами между тканью и этими сосудами.

Кроме того, в ГЭБ также имеются «непроницаемые перегородки», которые еще более затрудняют проникновение внутрь.

Нейроны и не нейронные клетки, располагающиеся вдоль его границ, постоянно настороже и играют роль “детоксикационных пунктов.” Эти клетки также поддерживают целостность и функционирование всей центральной нервной системы.

Благодаря этому, в нормальных условиях доступ к мозгу получают лишь те вещества, которые отвечают определённым «критериям».

К их числу относятся крошечные «жирорастворимые» молекулы, не являющиеся «субстратом для активных эффлюксных транспортёров» (AETs).

Это такие вещества, как некоторые газы, вода, глюкоза, аминокислоты, перемещаемые другими, еще более мелкими частицами, а именно – «опосредованными переносчиками транспортёрами» (CMTs) либо «рецептор-опосредованными транспортёрами» (RMTs).

Как воспаление воздействует на ГЭБ

Самое важное, что следует помнить о нормальном функционировании ГЭБ – то, что всё меняется с возникновением воспаления.

Когда ГЭБ воспаляется – его целостность нарушается, и он начинает пропускать через свою поверхность более крупные частички, в том числе патогенные микроорганизмы и «ксенобиотические вещества» (т.е. токсины из окружающей среды). Учёные уже давно знали, что между воспалением и ослаблением гематоэнцефалического барьера существует взаимосвязь, но не знали точно, в чем она заключается.

Впрочем, в 2014 году научные работники из Великобритании и Нидерландов в ходе совместного исследования обнаружили общее звено: молекулу микроРНК-155, которая обладает способностью создавать микроскопические бреши в нейроэпителиальных клетках, через которые могут проникать патогенные микроорганизмы.

Повышенный уровень микроРНК-155 играет определённую роль в развитии состояния, которое сегодня принято называть «Синдром повышенной проницаемости мозга» либо «Протекающий головной мозг». Примечательно, что высокий уровень микроРНК-155 также характерен для разных видов рака, включая лейкемию, лимфому, опухоли головного мозга и рак молочной железы.

Взаимосвязь между «Протекающим кишечником» и «Протекающим головным мозгом»

Состояние, которое эксперты функциональной медицины сегодня называют «Протекающим мозгом», звучит подозрительно похоже на название другого недуга, широко распространённого в современном мире – «Синдром протекающего кишечника».

«Синдром повышенной проницаемости головного мозга» связывают с развитием тревожности и депрессии, спутанности сознания, а также более серьёзных состояний, таких как аутизм и рассеянный склероз.

Как выясняется, два этих синдрома связывает не только похожее название.

Есть веская причина называть кишечник «вторым головным мозгом». У них много сходных черт, в том числе – барьер частичной проницаемости, который отделяет эти две системы от системы кровообращения.

Кроме того, и в кишечнике, и в головном мозге содержатся такие белковые вещества, как окклудин и зонулин, по уровню которых можно судить о целостности слизистой оболочки как кишечника, так и гематоэнцефалического барьера.

Тесты, определяющие уровень антител к этим белкам, являются одним из способов выяснить, страдает ли человек Синдромом повышенной проницаемости мозга либо Синдромом дырявой кишки.

Конечно, Синдром протекающего кишечника давно связывали с развитием множества патологических состояний, таких как аутоиммунные заболевания и аллергия.

Кроме того, в 2012 году в ходе исследования, проводимого в Университете Томаса Джефферсона в Филадельфии, была установлена взаимосвязь между Синдромом дырявой кишки и раком.

Гуанилатциклаза-С (GC-C) – это подавляющий опухоль рецептор гормона, который располагается в кишечном тракте и играет важную роль в поддержании его структурной целостности.

По словам Скотта Уолдмана, Доктора наук, врача, Директора Программы по исследованию рака желудочно-кишечного тракта в онкоцентре Kimmel при Университете Джефферсона, когда действие Гуанилатциклазы-С было подавлено в лабораторных мышах, это привело не только к нарушению целостности кишечного барьера. Подавление Гуанилатциклазы-С позволило усилиться воспалению. Кроме того, в кровоток начали просачиваться канцерогенные вещества, в результате чего произошло повреждение ДНК. В скором времени рак развился за пределами ЖКТ, в том числе – в печени, лёгких и лимфатических узлах.

В 2011 году китайские исследователи обнаружили, что Гуанилатциклаза-С располагается также и в головном мозге.

Учёные из Пекинского объединённого медицинского колледжа нашли эту молекулу в дофаминовых нейронах в средней части мозга.

Когда GC-C удалили из организма лабораторных мышей, у них начали проявляться симптомы гиперактивности и СДВГ. Когда же это вещество ввели обратно – мыши вернулись в нормальное состояние.

4 способа снизить воспаление, укрепить здоровье головного мозга и предотвратить возникновение рака

Существуют десятки способов снизить воспаление, восстановить взаимосвязь между кишечником и головным мозгом, а также предотвратить рак. Ниже – 4 простых правила, которым вы можете начать следовать уже сегодня:

  • Ограничьте электромагнитное воздействие вашего мобильного телефона. Исследования неоднократно показывали, насколько разрушительным для головного мозга и организма в целом может быть чрезмерное воздействие электромагнитных волн, излучаемых мобильными телефонами. Всякий раз, как вы прикладываете сотовый телефон к своему уху, происходит следующее: сенсор, располагающийся на внешней мембране каждой клетки срабатывает от поступающей радиоволны. Пытаясь защититься, клетки запускают каскад биохимических реакций. Затем вырабатываются белки стрессов, которые «цементируют» клеточную мембрану, в результате чего отходы жизнедеятельности и токсины не могут покинуть клетку. Это приводит к тому, что свободные радикалы встраиваются внутрь клеток. Вы можете догадаться, что мы имеем в итоге. Воспалительная реакция, повышенный уровень молекул микроРНК-155 и нарушение целостности гематоэнцефалического барьера, что позволяет токсинам поступать в головной мозг. Такие процессы могут, в конечном счёте, привести к возникновению опухолей головного мозга и развитию других болезней. Кстати говоря, в результате последнего исследования выяснилось, что даже полчаса незащищённого использования мобильного телефона на небольшом расстоянии от головы может повысить риск возникновения опухолей мозга на 40%!

Источник: https://1001salad.com/cherez-gematojencefalicheskij-barer-legko/

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.