Чтение онлайн

«Химические и физические процессы, — говорит английский физиолог Дж. Баркрофт, — связанные с психической деятельностью, столь деликатны по своему характеру, что рядом с ними изменения, измеряемые термометром или водородным электродом, представляются огромными, катастрофическими. Процессы (вероятно, ритмические) столь деликатные, конечно, требуют для своего упорядоченного развития чрезвычайного постоянства среды, в которой они происходят. Как часто я наблюдал на поверхности тихого озера зыбь, образующуюся вслед за плывущей лодкой, следил за правильностью ее образования и любовался узорами, возникающими при встрече двух таких систем зыби. Но для этого озеро должно быть совершенно спокойно, точно так же, как атмосфера должна быть свободна от атмосферных явлений, когда вы наслаждаетесь тонкой передачей симфонии. Предполагать высокое интеллектуальное развитие в среде, свойства которой не стабилизированы, — это значит искать музыку в треске плохой радиопередачи или зыбь от лодки на поверхности бурного Атлантического океана... Постепенно, веками, постоянство внутренней среды регулировалось со все возрастающей точностью до тех пор, пока в конце концов эта регуляция достигла степени совершенства, при которой смогли развиться человеческие способности, и человек смог познавать мир вокруг себя в терминах абстрактного знания.

Каждое столетие, а теперь каждое десятилетие все увеличивается противоречие между полной ничтожностью человека как частицей материальной вселенной и поразительным превосходством, которого достиг его интеллект в понимании вселенной, в которой он живет.

Постоянство внутренней среды, — утверждает Дж. Баркрофт, — является условием или по меньшей мере одним из условий превосходства интеллекта человека над материальными силами природы. А внешним выражением или, быть может, формулой этого превосходства служит мысль Клода Бернара: „Постоянство внутренней среды — залог свободной жизни“» [27] .

Гематоэнцефалический барьер не только сохраняет внутреннюю среду мозга от всевозможных колебаний и изменений. Он принимает активное участие в питании головного и спинного мозга и обеспечивает поступление в центральную нервную систему питательных веществ в том количестве, которое необходимо для ее нормальной жизнедеятельности. Надо полагать, что это основная, ведущая роль гематоэнцефалического барьера. Регулируя состав и свойства внутренней среды мозга, барьер защищает его от чужеродных и вредных веществ. А защищая мозг от всяких «химических» случайностей и неожиданностей, барьер регулирует постоянство его внутренней среды.

Одновременно наряду с быстрой «телеграфной» передачей от рецепторов по нервам в центральную нервную систему идут более медленные донесения по сосудам о химическом составе крови, о повышении или снижении содержания в ней продуктов обмена биологически активных веществ (метаболитов, гормонов, электролитов), о появлении угрожающих здоровью и жизни химических соединений, об опасности, о раздражении, о повреждении. Физиологическая информация поступает в мозг не только по нервным путям. Через гематоэнцефалический барьер информация приходит в мозг из общей внутренней среды организма.

Еще в 1885 г. выдающийся немецкий микробиолог Пауль Эрлих установил, что некоторым красящим веществам, введенным в кровь, путь в мозг закрыт. Но лишь во втором десятилетии нашего века Гольдман поставил опыт, блестяще подтвердивший наблюдения Эрлиха. Он ввел белому кролику в вену полуколлоидную синюю краску, трипановый синий. На вскрытии оказалось, что весь организм животного целиком пропитан краской. Трипановый синий проник во все органы — в мышцы, печень, легкие, почки, кишки. Одни ткани содержали больше краски, другие — меньше, но краска не проникла в мозг животного.

На своем пути она встретила преграду, препятствие, которое помешало ей попасть в нервные клетки или в жидкость, омывающую головной и спинной мозг, хорошо известную и врачам, и больным, — цереброспинальную жидкость.

Многие исследователи в разных лабораториях проверяли этот классический опыт. Но все это были отдельные наблюдения. Теорию гематоэнцефалического барьера создала Л. С. Штерн. В течение всей жизни она со своими учениками и сотрудниками разрабатывала эту проблему. Вместо трипанового синего животным вводили разнообразные вещества — краски, соли, лекарства, гормоны, яды. В последние годы стали вводить радиоактивные изотопы.

В настоящее время установлено, что одни вещества свободно переходят из крови в центральную нервную систему, другие почти полностью задерживаются барьером, третьи проникают в минимальных количествах и могут быть открыты в мозгу и цереброспинальной жидкости лишь в виде следов.

Гематоэнцефалический барьер защищает центральную нервную систему от всевозможных чужеродных, ядовитых веществ, проникших в кровь и способных повредить, отравить, разрушить необычайно чувствительные нервные клетки головного и спинного мозга. Барьер как бы стоит на страже мозга, не пропуская из крови различные яды, которые могут оказаться для него смертельными. Такие яды нередко появляются в организме при многих заболеваниях или случайно попадают в ток крови, например, при отравлениях.

Конечно, наивно думать, что гематоэнцефалический барьер, как и все гистогематические барьеры, является непреодолимой преградой, плотно закрытой бронированной дверью, отделяющей центральную нервную систему от общей внутренней среды. Непроницаемость его относительная и зависит в значительной степени от количества и концентрации находящихся в крови веществ, от состояния организма, от внешних воздействий и ряда других причин, обусловленных раздражениями, поступающими из внешней или внутренней среды. В каких-то незначительных количествах все введенные в кровь вещества проникают в центральную нервную систему и могут быть обнаружены с помощью чувствительных методов исследования.

Обширный экспериментальный материал, накопленный в лабораториях и клиниках разных стран, показывает, что гематоэнцефалический барьер имеет первостепенное значение для всей деятельности головного и спинного мозга. Даже незначительные изменения в составе окружающей мозг цереброспинальной жидкости или небольшие колебания в поступлении кислорода или питательных веществ к клеткам мозга оказывают подчас решающее влияние на их состояние.

Барьер как бы оберегает мозг человека и животных от всевозможных случайностей, создает для нервных клеток постоянные и неизменяющиеся условия, не пропускает в нервную систему различные яды, которые могут оказаться для нее губительными. Если бы в животном организме не было гематоэнцефалического барьера, центральная нервная система стала бы игрушкой неожиданных и случайных изменений в ее внутренней среде. Из сложного комплекса защитных сил организма выпало бы важнейшее звено. Ядовитые продукты, образовавшиеся в процессе обмена веществ и почему-либо необезвреженные организмом, беспрепятственно проникали бы в мозг и отравляли его клетки. Центральная нервная система была бы легко доступна для бактерий и их токсинов, а также для всех других чужеродных веществ, тем или иным путем попавших в организм.

Точная и бесперебойная работа нейронов, умственная деятельность, психика, настроение, здоровье и болезнь нередко зависят от функционального состояния гематоэнцефалического барьера.

Способность барьера избирательно пропускать в центральную нервную систему одни вещества и задерживать другие, совершенно поразительная его приспособляемость к требованиям нервных клеток, тончайшее регулирование состава и свойств внутренней среды мозга имеют огромное значение не только для мозга, но и для всего организма.

И здесь возникает вопрос, наиболее сложный и наиболее спорный во всей проблеме внутренней среды организма. Что считать непосредственной питательной средой центральной нервной системы?

До конца своей жизни Л. С. Штерн была убеждена, что питание мозга осуществляется через цереброспинальную жидкость. В эту жидкость, считала она, погружены нервные клетки головного и спинного мозга; из нее они черпают необходимые для их жизнедеятельности вещества, ей они отдают продукты своего обмена. Цереброспинальная жидкость, прозрачная, бесцветная, как дистиллированная вода, окружает всю центральную нервную систему, глубоко проникая в ее толщу, пронизывая ее насквозь. Каждая клетка мозга как бы купается в этой питательной среде и находит в ней все необходимое для жизни и развития. Исходя из этих представлений, Л. С. Штерн понимала под цереброспинальной жидкостью (ликвором) всю жидкую массу, заполняющую не только желудочки мозга и расположенные под паутинной оболочкой области, но и все внеклеточные пространства мозга. По представлениям сторонников так называемой нутритивной (питательной) теории, цереброспинальная жидкость идентична тканевой жидкости других органов. Сдвиги в составе цереброспинальной жидкости отражают колебания, возникающие в ткани мозга. Эта схема, созданная в первые десятилетия XX века, имеет в наши дни лишь историческое значение. Нельзя забывать, что тогда, когда она создавалась, не было электронного микроскопа, не существовало методов электроэнцефалографии, радиоизотопной индикации, отведения биопотенциалов от отдельных нервных клеток, спектро-флуорометрии и многих других методов тонкого физиологического и биохимического анализа.