Чтение онлайн

С одной стороны, исследования, выполненные с помощью электронного микроскопа, показали как будто, что в мозгу практически отсутствуют внеклеточные пространства, хотя и существуют внесосудистые, но, с другой — физиологические данные, полученные методом радиоизотопной индикации (определением Na24, Cl38, S35), позволили выявить в ткани мозга натриевые, хлоридные, серные, инулиновые и иные заполненные внеклеточной жидкостью области. Большинство исследователей приходят к выводу, что истинное межклеточное пространство занимает в центральной нервной системе 9—12% ее объема, а по последним данным, даже 15—20%. Имеются указания, что обработка препаратов мозга для электронной микроскопии приводит к сморщиванию тканей и исчезновению межклеточных щелей.

Казалось бы, отпал наиболее весомый аргумент против нутритивной теории. Но возникло еще одно серьезное возражение. Буквально во всех монографиях, посвященных цереброспинальной жидкости, написано, что она не проникает в толщу мозга. Ликвор не просачивается «сквозь» его ткань, не связан с внеклеточными пространствами, если они и существуют, и введенные в желудочки мозга или ликворные резервуары вещества не доходят до нервных клеток, расположенных глубже чем на 2—3 мм от поверхности мозга. Принято считать, что существует еще один барьер — между цереброспинальной жидкостью и мозгом (так называемый ликвороцеребральный барьер). Но вот совсем недавно советский ученый В. А. Отеллин, изучая ультратонкую организацию участков соприкосновения цереброспинальной жидкости с тканью головного мозга, пришел к выводу, что на дне микроборозд мозга имеются воронкообразные расширения, открывающиеся в межклеточные промежутки. Таким образом, если нутритивная теория в ее «чистом», первозданном виде и требует пересмотра, ликвор нельзя, как это полагают некоторые ликворологи, считать «водяной подушкой» центральной нервной системы. Вероятнее всего, через ликвор осуществляется дополнительное питание нейронов, через ликвор нервные клетки как бы «переговариваются» друг с другом.

И экспериментаторам и врачам-невропатологам хорошо известно, что при изменении состава цереброспинальной жидкости изменяются реактивность и возбудимость соприкасающихся с ней нервных клеток. Цереброспинальная жидкость влияет на их физиологическое состояние, активность и деятельность.

Несомненный интерес представляют в этом отношении сдвиги в содержании ионов калия и кальция. Обычно калия в цереброспинальной жидкости больше, чем кальция, и соотношение этих веществ равно 1,8 или 2,0 к одному. Но при различных воздействиях на организм коэффициент калий/кальций изменяется. Иногда он повышается до 2,5—3,0, иногда падает до 1,0 и ниже. В большинстве случаев при увеличении этого соотношения, т. е. при накоплении калия и снижении кальция, возбудимость нервных центров повышается; при уменьшении — снижается. Так, например, у подопытного животного, которое находится под наркозом (эфирным, морфинным, хлорофорным), в цереброспинальной жидкости нарастает содержание кальция и падает уровень калия. Соотношение калий/кальций снижается нередко до единицы и ниже.

Однажды нами был поставлен такой опыт. В течение нескольких дней собака голодала. Она получала только воду. В первые дни ярости животного не было предела. Оно требовало пищи, пыталось перегрызть цепь, бросалось на экспериментатора. Возбудимость его нервной системы резко увеличилась. При этом соотношение калий/кальций в цереброспинальной жидкости превышало 2,0. Но постепенно собака успокоилась, она ослабела, потребность в пище, по-видимому, снизилась. Возбудимость клеток ее головного мозга упала и вскоре содержание калия в ней снизилось. Соотношение калий/кальций, стало равным единице.

Тогда перед собакой положили кусок мяса. Но каждый раз, когда она пыталась его схватить, ее оттягивали назад, не позволяли коснуться пищи. Животное снова пришло в ярость. И тотчас же в цереброспинальной жидкости повысилось содержание калия, а коэффициент калий/кальций поднялся до 2,0.

Приведем еще один пример. Речь идет о состоянии гематоэнцефалического барьера при длительном лишении сна. Многочисленные теории сна, начиная с древнейших времен, основаны в значительной своей части на явлениях, которые отличают состояние сна от состояния бодрствования. Проблема сна широко разрабатывается во всех странах мира, ей посвящена огромная литература, и мы коснемся только одной, хотя и не самой важной стороны вопроса. В свое время Л. С. Штерн высказала предположение, что гематоэнцефалический барьер играет существенную роль в механизмах, регулирующих смену сна и бодрствования.

Если существует определенная зависимость между составом цереброспинальной жидкости и деятельностью головного мозга, если состав этой жидкости зависит от состояния гематоэнцефалического барьера, то не связан ли переход от бодрствования ко сну от ритмических, обусловленных сотнями миллионов лет эволюционного развития изменений проницаемости гематоэнцефалического барьера?

Изменяются ли при бессоннице и во время сна физико-химические и биологические свойства цереброспинальной жидкости? Пропускает ли гематоэнцефалический барьер в нее различные вещества, способные вызвать сон или продлить бодрствование?

В течение многих месяцев в институте физиологии Академии наук СССР изучалось состояние гематоэнцефалического барьера при длительной бессоннице, при прерывистом (фракционном) сне, во время глубокого сна, в период бодрствования и тотчас же после засыпания. Нескольким собакам не давали засыпать в течение двух недель. Через каждые три-четыре дня у них исследовалось состояние гематоэнцефалического барьера, изучался состав крови и цереброспинальной жидкости. И во всех случаях было обнаружено резкое изменение состава цереброспинальной жидкости. Содержание сахара, азота, симпато- и парасимпатомиметических веществ было иное, чем в норме. Уменьшалось, как правило, содержание калия, неуклонно нарастал уровень кальция. Коэффициент калий/кальций снижался с 2,0 до 1,0 и даже до 0,8.

Еще более резко изменялась защитная функция барьера. Во время длительной бессонницы барьер переставал охранять мозг, он становился проницаемым для многих токсических веществ, которым в условиях физиологической нормы путь в центральную нервную систему был закрыт.

Но достаточно было нескольких часов сна — и все эти явления бесследно исчезали. Гематоэнцефалический барьер восстанавливал свою функцию, состав цереброспинальной жидкости возвращался к норме, соотношение калий/кальций снова повышалось до 2,0.

Когда опыт на собаках был закончен, четыре сотрудника института физиологии выразили желание поставить аналогичное исследование на себе. Трое суток они не спали, мужественно преодолевая потребность в сне. Это была трудная борьба, но они ее выдержали. У них тоже исследовался состав цереброспинальной жидкости до лишения сна и по окончании эксперимента. Оказалось, что изменения гематоэнцефалического барьера у человека ничем не отличаются от изменений его у собаки.

Конечно, вряд ли смена сна и бодрствования обусловлена состоянием гематоэнцефалического барьера, но не исключено, что его проницаемость в какой-то мере принимает участие в этом процессе.

Подобных примеров, иллюстрирующих зависимость между составом цереброспинальной жидкости и состоянием центральной нервной системы, можно привести немало.

Как часто наши настроения, самочувствие, бодрость зависят от состава цереброспинальной жидкости, химизма различных участков головного мозга, чувствительности хеморецепторов, их питания, снабжения кислородом, поступления питательных веществ, т. е. в значительной степени от состояния гематоэнцефалического барьера. И в то же время как часто мы не понимаем причины нашей ничем не оправданной депрессии или ничем необъяснимого возбуждения. Быть может под влиянием внешних воздействий или сдвигов во внутренней среде изменилась проницаемость барьера и мозг отравляется проникшими в него метаболитами или продуктами собственного обмена веществ, которые почему-либо не выводятся своевременно из цереброспинальной жидкости в кровь, как это имеет место у всех здоровых людей. Состав, физико-химические и биологические свойства цереброспинальной жидкости далеко не безразличны для соприкасающихся с нею элементов центральной нервной системы. Как непосредственно, так и рефлекторно через многочисленные хеморецепторы, заложенные в оболочках и сосудах мозга, в поверхностных слоях его вещества цереброспинальная жидкость оказывает мощное влияние на состояние и реактивность нервных центров. Биохимические и физиологические процессы в центральной нервной системе зависят во многом от колебаний и сдвигов (даже самых незначительных) в омывающей ее жидкости. Если даже цереброспинальная жидкость и не является аналогом межклеточной жидкости других органов, все же она отражает и в очень значительной степени определяет состояние и деятельность мозга.

Почти в течение целого столетия, начиная с наблюдений Эрлиха, перед исследователями стоял и стоит вопрос о механизмах перехода веществ из крови в центральную нервную систему. До сих пор остается загадкой, почему одни вещества легко проникают в головной и спинной мозг, в то время как другие, подчас близкие к ним по химическому строению и биологическим свойствам, задерживаются, встречая на пути трудно преодолимую преграду. Высказывалось предположение, что здесь действует некий закон целесообразности, что существуют физиологически адекватные вещества, без которых нервные клетки не могут обойтись, и поэтому для них барьер проницаем и существуют физиологически неадекватные вещества, задерживаемые «у входа» в центральную нервную систему.