CC BY
164
© Коллектив авторов, 2016
С.Б. Бережанская, Е.А. Лукьянова, Т.Э. Жаворонкова, Е.Я. Каушанская, Д.И. Созаева
СОВРЕМЕННАЯ КОНЦЕПЦИЯ СТРУКТУРНО-ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ ОРГАНИЗАЦИИ ГЕМАТОЭНЦЕФАЛИЧЕСКОГО БАРЬЕРА И ОСНОВНЫЕ МЕХАНИЗМЫ НАРУШЕНИЯ ЕГО РЕЗИСТЕНТНОСТИ
ФГБУ «Ростовский научно-исследовательский институт акушерства и педиатрии», г. Ростов-на-Дону, РФ
Гематоэнцефалический барьер (ГЭБ) — это необходимое и наиболее значимое условие нормального функционирования ЦНС. Эндотелиальные клетки во всех сосудах церебрального микроциркуляторного русла из-за уникальной локализации на границе раздела ЦНС и сосудистого русла имеют специфические морфофункциональные характеристики, обеспечивающие барьерные функции и транспорт веществ через ГЭБ. Плотные межклеточные контакты — комплекс структур из трансмембранных адгезивных молекул в сети внутриклеточных партнеров и связанных с цитоскелетом белков, регулируют селективную проницаемость ГЭБ. Изучение этих механизмов позволит определить наиболее значимые маркеры адекватной оценки состояния ГЭБ и нервной системы, а также обосновать мероприятия по предотвращению хронизации патологии ЦНС.
Ключевые слова: гематоэнцефалический барьер, плотные контакты, эндотелиальные клетки, астроциты, перициты, базальная мембрана.
Цит.: С.Б. Бережанская, ЕА. Лукьянова, Т.Э. Жаворонкова, Е.Я. Каушанская, Д.И Созаева. Современная концепция структурно-функциональной организации гематоэнцефалического барьера и основные механизмы нарушения его резистентности. Педиатрия. 2017; 96 (1): 135-141.
S.B. Berezhanskaya, E.A. Lukyanova, T.E. Zhavoronkova, E.Y. Kaushanskaya, D.I. Sozaeva
THE MODERN CONCEPT OF BLOOD-BRAIN BARRIER STRUCTURAL-FUNCTIONAL ORGANIZATION AND BASIC MECHANISMS OF ITS RESISTANCE DISORDER
Rostov Scientific Research Institute of Obstetrics and Pediatrics, Rostov-on-Don, Russia
The blood-brain barrier (BBB) is an essential and most important condition for CNS normal functioning. Endothelial cells in all vessels of the cerebral microvasculature because of unique localization on the border of CNS and vascular bed have specific morphological and functional characteristics that provide barrier function and substances transportation across the BBB. Dense cell contacts, a complex of transmembrane adhesion molecules structures in intracellular partner network and related with proteins cytoskeleton, regulate the selective permeability of the BBB. The study of these mechanisms will allow to define the most important markers of BBB state adequate assessment and to confirm measures for CNS chronic pathology prevention.
Keywords: blood-brain barrier, dense cell contacts, endothelial cells, astrocytes, pericytes, basal membrane.
Quote: S.B. Berezhanskaya, EA. Lukyanova, T.E. Zhavoronkova, E.Y. Kaushanskaya, D.I. Sozaeva. The modern concept of blood-brain barrier structural-functional organization and basic mechanisms of its resistance disorder. Pediatria. 2017; 96 (1): 135-141.
Контактная информация: Бережанская Софья Борисовна - д.м.н., проф., главный научный сотрудник ФГБУ «РНИИАП» МЗ РФ
Адрес: Россия, 344000, г. Ростов-на-Дону, ул. Мечникова, 43
Тел.: (863) 234-39-22, E-mail: [email protected] Статья поступила 9.02.16, принята к печати 8.09.16.
Contact Information:
Berezhanskaya Sofya Borisovna- MD., prof., principal researcher, Rostov Scientific Research Institute of Obstetrics and Pediatrics Address: Russia, 344000, Rostov-on-Don, Mechnikova str., 43
Tel.: (863) 234-39-22, E-mail: [email protected]
Received on Feb. 9, 2016,
submitted for publication on Sep. 8, 2016.
135
Гематоэнцефалический барьер (ГЭБ) представляет собой физиологический барьер между кровеносным руслом и центральной нервной системой (ЦНС). Структурной основой ГЭБ являются эндотелиальные клетки, астроциты и перициты. Эндотелиальные клетки церебральных сосудов связаны между собой плотными контактами, что имеет важное значение для осуществления главной функции ГЭБ - поддержание гомеостаза мозга и защиты нервной ткани от циркулирующих в крови токсинов, микроорганизмов, гуморальных и клеточных факторов иммунной системы, воспринимающих ткань мозга как чужеродную [1, 2].
Первые исследования, показавшие наличие барьера «мозг-кровь», имели место в работах Пауля Эрлиха в 1885 г. и были посвящены описанию феномена отсутствия окраски ткани мозга после введения прижизненных красителей в периферический кровоток крыс. Особый интерес представили эксперименты О.В. "^в1оск1 [3], показавшие, что при введении в системный кровоток эмбриона красителей, связанных с белками, они проникали в головной мозг и спинномозговую жидкость (СМЖ), а при введении в кровоток взрослого животного - нет. Большой вклад в исследование роли ГЭБ в нормальной физиологии и нейропатологии внесла Лина Штерн, первые сообщения и публикации которой относятся к 1918 г. [4]. В 1935 г. под ее редакцией опубликован первый сборник, посвященный ГЭБ [5].
Именно начиная с 30-х годов прошлого века, многочисленные исследования отечественных и зарубежных авторов расширили представление о состоянии, механизмах деятельности, роли и значении ГЭБ в жизнедеятельности организма. Окончательные доказательства существования ГЭБ были получены в 1967 г. при электронноми-кроскопических исследованиях. К началу 80-х годов прошлого века сложилось представление о ГЭБ как о высокоорганизованной динамической морфофункциональной структуре, сформированной эндотелиоцитами мозговых капилляров и периэндотелиальными структурами: перицитами, астроцитами, базальными мембранами. Уже в 1983 г. Г.Н. Кассиль в предисловии к книге М. Бредбери «Концепция гематоэнцефа-лического барьера» указывал, что прошли времена, когда существование барьера между кровью и мозгом если не отвергалось полностью, то считалось недоказательным и малоубедительным [6-8].
За редким исключением ГЭБ хорошо развит во всех сосудах церебрального микроцир-куляторного русла диаметром менее 100 мкм. Эндотелиальные клетки этих церебральных микрососудов (пре- и посткапилляров) играют главную роль в формировании ГЭБ. Из-за локализации они имеют специфические морфофунк-циональные характеристики, обеспечивающие барьерные функции и транспорт веществ через
ГЭБ. Основными положениями в представлениях о ГЭБ являются следующие:
• проникновение веществ в мозг осуществляется преимущественно не через ликворные пути, а через кровеносную систему (капилляр-нервная клетка);
• ГЭБ в большей степени не анатомическое образование, а функциональное понятие, характеризующее определенный физиологический механизм;
• регуляция функций ГЭБ осуществляется высшими отделами ЦНС и гуморальными факторами.
Эндотелиальная выстилка церебральных капилляров является сплошной и не содержит фенестраций и межклеточных щелей [9]. Это определяет уникальные структурные особенности церебральных микрососудов, характеризующиеся наличием плотных контактов или, по другой терминологии, замыкательных пластинок, соединяющих мембраны соседних клеток и обладающих высокой электрической устойчивостью и ограниченной транспортной диффузией [10-13]. Количество митохондрий в эндотелии сосудов мозга в 5-10 раз выше, чем в эндотели-альных клетках периферических сосудов, что связано с высокими энергетическими затратами эндотелиальных клеток ГЭБ. На поверхности мембран клеток эндотелия ГЭБ локализованы в большом количестве такие ферменты, как у-глутамилтрансфераза и фосфатаза, катехол-о-метилтрансфераза, цитохром Р450 и моноами-нооксидаза, вследствие чего ряд веществ мета-болизируется уже при транспортировании через цитоплазму этих клеток ГЭБ [14, 15].
Плотные контакты - это ключевой морфо-функциональный элемент церебрального эндотелия ГЭБ, образованы трансмембранными и цитоплазматическими белками [16]. Они обеспечивают основные функции ГЭБ: барьерные, трансмембранные и сигнальные [17-19]. В этой связи представляют большой интерес экспериментальные исследования, показавшие, что эндотелиальные клетки, полученные из человеческих плюрипотентных стволовых клеток (ИРЯСв) приобретают свойства ГЭБ при совместном дифференцировании с нейронными клетками, обеспечивающими соответствующие сигналы [20]. Полученные эндотелиальные клетки имеют много признаков ГЭБ, в т.ч. организованные плотные контакты, соответствующую экспрессию питательных транспортеров и поляризационный отток транспортной активности. С биохимической точки зрения, каждый плотный контакт, как функционально активная единица, сформирован трансмембранными и цито-плазматическими белками, объединяющими белки цитоскелета и плотных контактов в жесткий клеточный каркас [21-23].
Основными белками плотных контактов являются окклюдин и разнообразные клау-дины, находящиеся в непосредственном кон-
136
такте с кровью, а также соединительные адгезивные молекулы, расположенные глубже, в щелях между эндотелиальными клетками [24]. Основные трансмембранные белки и молекула адгезии (JAM) плотных контактов экспрессиру-ются исключительно в эндотелии и принимают участие в регуляции барьерных свойств через сигнальные белки путем адапторных взаимодействий с цитоплазматическими белками ZO-1, ZO-2, ZO-3, названия которых происходит от zonula occludeus, в которой данные протеины и были верифицированы [25].
Есть указания на особую значимость в числе трансмембранных белков, обеспечивающих адгезию эндотелиальных клеток и формирование плотных контактов, клаудина-5 и клаудина-24 [26]. Блокирование CLDN5 - гена, ответственного за синтез белка клаудина-5, приводило к тому, что ГЭБ подопытных мышей становился повышенно проницаем и подопытные генетически неполноценные мыши умирали в ближайшие часы после рождения [27].
Присоединяющие контакты в ГЭБ образованы мембранными белками-кадгеринами, соединяющимися с актиновым цитоскелетом при помощи промежуточного белка катенина [28-30]. Создаваемые таким образом «присоединяющие контакты» и «плотные контакты», складываясь в контактный комплекс, оказывают взаимное влияние друг на друга и имеют общие звенья биохимических взаимодействий, в частности катенины и группа ZO играют роль в построении обоих типов контактов [25, 28]. Установлено, что плотные контакты ограничивают парацеллюлярный транспорт через ГЭБ гидрофильных молекул, в то время как липо-фильные субстанции малого размера легко диффундируют через клеточную мембрану [1, 28].
Важную роль в поддержании структуры плотных контактов играют периваскулярная микроглия, базальная мембрана и «перива-скулярные клетки» или перициты. Базальная мембрана (пластина) окружает абдоминальную поверхность эндотелиальных клеток и состоит, главным образом, из коллагена IV типа, гепа-ринсульфата и ламинина, фибронектина и других белков внеклеточного матрикса. Ламинин действует как барьер для заряженных частиц с определенными молекулярно-весовыми характеристиками и сложным образом взаимодействует с интегринами для регуляции проницаемости и клеточного транспорта через ГЭБ [19, 31]. Толщина базальной мембраны колеблется от 40 до 50 нм.
Перициты - гибридные клетки со свойствами макрофагов и гладкомышечных клеток [32], поддерживающих тонус базальной мембраны и выполняющих сократительную функцию за счет содержащегося в них большого количества способного к сокращению белка актина [26]. Именно это позволяет им (перицитам) изменять просвет капилляров и принимать участие в регу-
ляции местного кровяного давления [27]. Гибель перицитов может приводить к формированию эндотелиальной гиперплазии, микроаневризм и микрокровоизлияний в паренхиму мозга [27, 29, 33]. Возможно, что перициты опосредованно через регуляцию васкулярно-эндотелиального и трансформирующего факторов роста влияют на регенерацию эндотелия ГЭБ [34]. За счет селективного ингибирования они регулируют пролиферацию, развитие, перемещение и диф-ференцировку эндотелиальных клеток [33]. Перициты обладают фагоцитарной активностью, вследствие чего могут вовлекаться в ней-роиммунные процессы и в этом плане активно участвуют в регуляции миграции лейкоцитов, представлении антигена и активации Т-клеток. Предполагается, что перициты способны продуцировать большое количество иммуннорегуля-торных цитокинов: интерлейкин 1р, интерлей-кин 6, колониестимулирующий фактор грануло-цитов и макрофагов. Перициты синтезируют ряд вазоактивных веществ и играют важную роль в ангиогенезе [35].
Астроглия ГЭБ многофункциональна и принимает участие в обмене нейротрансмиттеров, стимуляции синтеза миелина, в иммунном ответе, формирующемся в ЦНС, влияет на формирование самого ГЭБ. Высказывалось мнение, что астроциты являются основными клетками, образующими плотные контакты [36]. Эту концепцию подвергло сомнению исследование эмбрионов, показавшее, что ГЭБ капилляров формируется, когда эндотелиальные клетки проникают в ЦНС и перициты мигрируют в развивающиеся сосуды. Это происходит более чем за неделю до размножения астроцитов, позволяя предположить, что ключевую роль в формировании плотных контактов играют перициты [37]. В пользу этого также свидетельствует, что количество перицитов уменьшается с возрастом, одновременно с повышением проницаемости ГЭБ [38]. Исследования молекулярной анатомии ГЭБ были сфокусированы на селективных маркерах церебрального эндотелия, маркерах патологии ГЭБ и белках астроцитов, модулирующих функцию эндотелиальных церебральных микрососудов (ЭЦМ) и имеющих большое значение при развитии патологии ГЭБ.
В качестве специфического маркера ЭЦМ исследован эндотелиальный барьерный антиген (ЕВА) - единственный строго специфичный маркер барьерного церебрального эндотелия, но малоизученный нейроспецифический антиген. Впервые он описан в работе N. Sternberger et al. в 1987 г. [39]. Моноклональные анти-ЕВА IgM, названные авторами SMI 71, были получены при иммунизации мышей гомогенатом крыс. Отсутствие в литературе с 1987 г. данных о получении очищенного препарата ЕВА объясняется тем, что попытки выделения этого белка не увенчались успехом. Несмотря на почти 20-летнюю историю, свойства ЕВА остаются неизученными.
137
Гипотезы о том, что ЕВА является мембран-ассо-циированным рецептором [40] или участвует в образовании плотных контактов, не получили обоснованного подтверждения.
Отростки астроцитов окружают почти 95% абдоминальной поверхности базальной мембраны и именно с их участием происходит питание и удаление продуктов метаболизма нейронов. В то время как одни отростки астроцитов подходят к эндотелиоцитам, другие направляются к нейронам [41], снабжая метаболически оптимизированными нутриентами нейроны, их дендри-ты и синапсы, требующие большого количества энергии. Одновременно они удаляют продукты метаболизма, поддерживают ионное равновесие в межклеточном пространстве. Есть мнение, что астроциты и эндотелиоциты взаимно влияют и регулируют функции друг друга, а также оказывают определенное влияние и на нейрогенез [1, 28]. В последние годы появились сообщения о модулирующем влиянии эндотелиоцитов на астроциты и нейроны, что, в частности, определяется ролью в дифференциации астроцитов фактора LIF, содержащегося в эндотелиоцитах [42].
Повреждение ЦНС, начиная с воздействия патогенных факторов, протекает в последующем под влиянием вторичных эндогенных факторов: апоптоз, нарушение секреции медиаторов и работы нейротрансмиттерных систем, межней-рональных системных отношений [28, 43].
Экспериментально показано, что эндотели-альный сигнальный маркер ß-катенин имеет важное значение для поддержания целостности ГЭБ и гемостаза в ЦНС. Нарушение индукции ß-катенина приводило к нейроповреждениям, характеризовавшихся множественными кровоизлияниями и воспалительными изменениями. Клиническая значимость указанных исследований определяется тем, что на фоне снижения экспрессии клаудина-1 и ядерного ß-катенина в эндотелиальных клетках головного мозга имели место геморрагические проявления. Это позволило предположить, что дисфункция ГЭБ вторична по отношению к неполноценной транскрипционной активности ß-катенина, что является ключевым патогенным фактором в геморрагическом инсульте, судорожной активности, а также воспалении ЦНС [2].
В последнее время увеличилось число исследований, подчеркивающих роль дисфункции ГЭБ в развитии различных неврологических заболеваний. В этом плане представляет интерес работа J.Y. Liu et al. [44], в которой проведено исследование хирургически резецированной ткани мозга в связи с травмой и всего мозга у пациентов с фармакочувствительной и резистентной эпилепсией в сравнении с контрольной группой. Обнаружено, что существует четко локализованная избыточная экспрессия Р-гликопротеина в эпилептогенном гиппокампе у больных с лекарственно устойчивой эпилепсией. Авторы полагают, что на фоне хронического течения эпилепсии
с повторяющимися приступами происходят развитие воспаления в церебральной сосудистой сети, увеличение проницаемости ГЭБ, повышение экспрессии Р-гликопротеина [44].
Исследования последних лет показали, что эпилептические приступы могут индуцировать продукцию в головном мозге цитокинов, которые влияют на патогенез и ход эпилепсии. Авторы суммировали данные, касающиеся трех цито-кинов: интерлейкина 10 (1ЫР), интерлейкина 6 (1Ь6) и фактора некроза опухоли а (TNFa), в частности, их потенциальной роли в развитии эпилепсии. Для каждого из указанных цитоки-нов были зарегистрированы проконвульсивные и противосудорожные эффекты, что, возможно, зависит от концентрации свободных и доступных рецепторов. Судороги не только индуцировали экспрессию цитокинов в головном мозге, но и изменяли их периферический уровень на фоне генерализованных тоникоклонических или продолжительных парциальных приступов, возвращаясь к исходному уровню после разных интервалов времени, что свидетельствует в пользу повышенной для цитокинов проницаемости ГЭБ [45].
Говоря о транспортной роли ГЭБ, необходимо остановиться на молекулах клеточной адгезии -гетерогенной группе белков, которые постоянно присутствуют на мембране не только эндотелио-цитов, но и лейкоцитов, и тромбоцитов [46]. В настоящее время адгезивные молекулы делят на 3 большие группы: суперсемейство иммуноглобулинов - эндотелиальные ^-подобные белки; интегрины - трансмембранные белки, расположенные на поверхности клеток, способные связываться с другими белками и передавать внеклеточные сигналы; селектины - комплементарные белки, расположенные на эндотелии, тромбоцитах, лейкоцитах. Молекула адгезии может быть не только в связанной с мембраной форме. В циркулирующей крови содержатся растворимые изоформы, содержание которых увеличивается вследствие экспрессии белка или протеолитического отщепления, которое ведет к повреждению эндотелия. Например, при воспалении Р-селектин быстро экспрессируется активными тромбоцитами, а тромбин, гистамин и свободные радикалы производят мобилизацию адгезивных молекул в течение минут.
Молекулы адгезии играют ключевую роль в миграции лейкоцитов в ЦНС. Так, при осложнении эпидемического паротита менингитом концентрация растворимой 81СЛМ-1 эндотели-ального происхождения и лейкоцитопосредован-ного растворимого Ь-селектина в СМЖ повышалась, что позволило [47] предположить вовлечение молекул адгезии в ранней стадии осложнения эпидемического паротита менингитом. Ранее была показана избирательная экспрессия молекул клеточной адгезии эндотелиальными клетками микрососудов головного мозга у детей в области стимуляции тканей мозга [48].
138
Указанные ранее барьерные функции ГЭБ [21] обусловливают практически полную непроницаемость монослоя барьерного эндотелия для гидрофильных веществ, в то время как необходимые ЦНС питательные вещества (глюкоза, аминокислоты, витамины, белки) транспортируются через ГЭБ активно (с затратой АТФ) и путем рецепторопосредованного эндоцитоза, или с помощью специфических транспортеров [10]. Нарушение проницаемости («прорыв») ГЭБ, являющееся одним из наиболее существенных вторичных патогенетических факторов, определяющих механизмы поражения ЦНС, происходит под действием протеиназ, которые в норме присутствуют в неактивной форме. Согласно общепринятой классификации все протеиназы делят на 4 семейства: сериновые, цистеиновые, апартатные и металлопротеиназы или матрикс-ные металлопротеиназы (ММП), которые выполняют огромное количество разнообразных функций и контролируют практически все стороны биологических процессов. В настоящее время известно 28 представителей семейства ММП (от ММП-1 до ММП-28). Структурная организация и субстратная специфичность позволили выделить в семействе ММП 4 подсемейства: коллагеназы, желатиназы, стромиелизины и неклассифицированные ММП. ММП - основные ферменты, которые регулируют состояние экстрацеллюлярного матрикса (ЭЦМ) путем деградации коллагена и имеют важное значение в процессах роста и развития человека [49-51]. Деградация ЭЦМ этими ферментами участвует в патогенезе широкого спектра сердечно-сосудистых, инфекционных, аллергических, нефрологических, онкологических и других заболеваний [52-56,].
Изучение роли ММП в нейропатологии расширило представление о патогенетических механизмах нарушения проницаемости ГЭБ и развитии воспалительных и нейродегенера-тивных процессов в ЦНС. Большинство ММП экспрессируются конститутивно и присутствуют в нормальных физиологических процессах. Примером может являться 72-кДа желатиназа А (ММП-2), в норме встречающаяся в СМЖ и астроцитах. Для активации латентной ММП-2 в 62-кДа и 64-кДа формы необходимо образование тримолекулярного комплекса с тканевым ингибитором ММП-2 (ТИМП-2) и ММП-1 мембранного типа, которая ограничивает активность ММП-2 пределами мембраны клеток. Во время повреждения индуцируются и другие группы протеиназ, в их числе основными индуцибель-ными ММП являются стромелизин-1 (ММП-3) и 92-кДа желатиназа Б (ММП-9). При высвобождении их активность не лимитируется, и они действуют на множество субстратов во внеклеточном матриксе.
Схема механизма опосредованного ММП разрушения ГЭБ при гипоксии-ишемии может быть представлена следующим образом. Индукция гипоксия-индуцируемого фактора 1 металлопро-
теиназы на фоне снижения содержания кислорода и АТФ приводит к активации ММП-2. Конститутивный фермент промембранного типа (ММП-1) активируется конвертазой, фурином, активирующим проММП-2. На этом фоне развивается вторичное нейровоспаление с образованием цитокинов (ФНОа и ИЛ1) и индукцией ММП-3 и ММП-9 под воздействием ядерного фактора КВ и транскрипционных свойств гена активатора белка-1. Наряду с этим источником активированной ММП-9 являются нейтрофилы. Активация ММП-3 происходит под влиянием свободных радикалов. В результате разрушаются базальная пластинка и плотные контакты эндотелиальных клеток, что приводит к начальному обратимому повреждению ГЭБ, а затем более медленному необратимому нарушению его проницаемости. Раннее открытие происходит через несколько часов после реперфузии на фоне активации конститутивного фермента желатиназы-А (ММП-2) и носит транзиторный и обратимый характер. Через 2-72 ч развивающаяся воспалительная реакция приводит к активации ММП-3 и ММП-9, под их воздействием происходит более интенсивное и необратимое повреждение ГЭБ, часто с нарушением целостности кровеносных сосудов [36].
Важным семейством воспалительных ферментов являются циклооксигеназы (ЦОГ). Речь о них в данной ситуации уместна в связи с тем, что ЦОГ-1 относится к конститутивным ферментам, ЦОГ-2 к индуцибельным и способствует повреждению ГЭБ в рамках вторичной воспалительной реакции [57]. ММП и ингибиторы ЦОГ-2 защищают ГЭБ после ишемического поражения; ингибиторы ММП действуют на ранней стадии, а ингибиторы ЦОГ-2 блокируют вторичное открытие ГЭБ. В совокупности эти молекулы способны контролировать процесс повреждения ГЭБ [42]. Изучение белков, формирующих плотные контакты, и анализ действия ММП на плотные контакты в условиях острой и хронической ишемии мозга позволили решить и понять некоторые механизмы повреждения и защиты мозга. В недавно проведенных исследованиях последствий гиперперфузий мозга человека и животных продемонстрирована роль ММП в разрушении ГЭБ, распаде миелина, гибели олиго-дендроцитов.
В настоящее время установлена многоуровневая система химической регуляции, повышающая защиту нейронов от неблагоприятных влияний и их жизнеспособность, роль многочисленных ростовых и нейротрофических факторов в репаративных процессах, во многом определяющих исходы и прогноз гипоксического поражения мозга [58, 59]. Повышение проницаемости ГЭБ при хронической гипоксии-ишемии мозга у плода и новорожденного может явиться одним из факторов хронизации нейродегенеративных процессов вследствие выхода в периферический кровоток забарьерных антигенов с последующим
139
запуском механизмов иммунного ответа, извращением функции протеолиза и нейротрансмит-терных систем [46, 60]. Дальнейшее изучение и понимание роли ГЭБ в функционировании ЦНС в норме и особенно в условиях патологии позволят определить наиболее значимые марке-
ры адекватной оценки состояния ГЭБ и нервной ткани, а также теоретически обосновать терапевтические мероприятия по предотвращению хронической патологии ЦНС.
Конфликт интересов: авторы заявили об отсутствии конфликта интересов.
Литература
1. Ballabh P, Braun A, Nedergaard M. The blood-brain barrier: an overview structure, regulation and clinical implications. Neurobiology of Disease. 2004; 16: 1-13.
2. Tran KA, Zhang X, Predescu D, Huang X, Machado RF, Göthert JR, Malik AB, Valyi-Nagy T, Zhao YY. Endothelial ß-catenin signaling is required for maintaining adult blood-brain barrier integrity and central nervous system homeostasis. Circulation. 2016; 133 (2); 177-186.
3. Wislocki GB. Experimental studies on fetal absorption. I. The vitally stained fetus. Contrib. Embryol. Cornegie Inst. 1920; 5: 45-52.
4. Stern L, Rothline Е. Effects de Taction direct du curare sur les differetes parties du servelet. Schweizer Archiv fur Neurologie and Psychiatre. 1918; 3; 234-254.
5. Штерн Л.С. Гемато-энцефалический барьер. М.: Л. Биомедгиз, 1935: 544.
6. Бредбери М. Концепция проницаемости гематоэнце-фалического барьера. М.: Медицина, 1983: 316.
7. Крыжановский Г.Н. Общая патофизиология нервной системы. М.: Медицина, 1997; 351.
8. Joo F. Minireview: regulation messenger molecules of the permeability in the cerebral microvessels. Neurobiology. 1993; 1: 3-10.
9. Lee JC. Evolutyion in the concept of the blood-brain barrier phenomen. Progress in Neuropathology. 1971; 1: 84-145.
10. Joo F. Endothelial cells of the brain and other organ systems; some similarities and differences. Prog. Neurobiol. 1996; 48: 255-273.
11. Fabry Z, Raine CS, Hart MN. Nervous tissue as an immune compartment: the dialect of the immune response in the CNS. Immunol. Today. 1994; 15 (5): 218-224.
12. Weiss N, Miller F, Cazaubon S, Couraud PO. The blood-brain barrier in brain homeostasis and neurogical disease. Biochim. Biophys. Acta. 2009; 1788 (4): 842-857.
13. Banks WA, Erickson MA. The blood-brain and immune function and disfunction. Neurobiol. Dis. 2010; 37 (1): 26-32.
14. El-Bacha RS, Minn A. Drug metabolizing enzymes in cerebrovascular endothelial cells afford a metabolic protection to the brain. Cell Mol. Biol. 1999; 45: 15-23.
15. Chat M, Bayol-Denizot C, Suleman G, Rouy F, Minn A. Drug metabolizing enzeme activities and superoxide formation in primary and immortalized rat brain endothelial cells. Life Sci. 1998; 62: 151-163.
16. Aird WC. Endothelial cell heterogeneity: a case for nature and nature. Blood. 2004; 103 (11): 3394-3995.
17. Hirbayashi S, Tajima M, Yao I, Nishimura W, Mori H, Hata Y. JAM4, a junctional cell adhesion molecule interacting with a tight junction protein, MAGI-1. Cell Biol. 2003; 23 (12): 4267-4282.
18. Черний В.И., Нестеренко А.И. Нарушение иммунитета при критических состояниях. Особенности диагностики. Внутренняя медицина. 2007; 3 (3): 11-14.
19. Milner R, Hung S, Wang X, Berg GI, Spatz M, del. Zoppo GJ. Responses of endothelial cell and astrocyte matrix-integrin receptors to ischemia mimic those observed in the neurovascular unit. Stroke. 2008; 39: 191-197.
20. Lippmann ES, Azarin SM, Kay JE, Nessler RA, Wilson HK, Al-Ahmad A, Palecek SP, Shusta EV. Derivation of blood-brain barrier endothelial cells from human pluripotent stem cells. Nat. Biotechnol. 2012; 30 (8); 783-791.
21. Ribeiro MM, Castanho MA, Serano I. In vitro blood-brain barrier models- lasted advantages and therapeutic applications in a chronological perspective. Medical Chemistry. 2010; 10: 263-271.
22. Wolburg H, Lippoldt A. Tight junctions of blood-brain barrier: development, composition and regulation. Vasc. Pharmacol. 2002; 38: 323-337.
23. Wolburg H, Neuhaus J, Kneisel U, Kraub B, Schmid E-M, Ocalan M, Farrel C, Risau W. Modulation of tight junction structure in blood-brain barrier endothelial cells. Journal of Cell Science. 1994; 107: 1346-1357.
24. Hawkins BT, Davis TP. The blood-brain barrier/neu-rovascular unit in health disease. Pharmacol. Rev. 2005; 57: 173-185.
25. Bazzoni G, Dejana E. Endothelial cell-to-cell junctions: molecular organization and role in vascular homeostasis. Physiol. Rew. 2004; 84: 869-901.
26. Li JY, Boado RJ, Pardridge WM. Blood-brain barrier genomics. J.Cereb. Blood Flow Metab. 2001; 21: 61-68.
27. Hirschi KK, D Amore PA. Pericytes in the microvascu-lature. Cardiovasc. Res. 1996; 32: 687-698.
28. Abbort NJ. Inflammatory mediators and modulation of blood-brain barrier permeability. Cellular and Molecular Neurobiology. 2000; 20: 131-147.
29. Begley DJ. Delivery of therapeutic agents to the central nervous system: the problems and the possibilities. Pharmacology & Therapeutics. 2004; 104: 29-45.
30. Vorbrodt AW, Dobrogowska DH. Molecular anatomy of intercellular junctions in brain endothelial barriers: electron microscopist's view. Brain Res. 2003; 42 (3): 221-242.
31. Habgood MD, Knott GW, Dziegelewska KM, Saunders NR. The nature of the decrease in blood-cerebrospinal fluid barrier exchange during postnatal brain development in the rat. J. Physiol. 1993; 468: 73-83.
32. Dore-Duffy P. Pericytes: Pluripotent cells of the blood brain barrier. Curr. Pharm. Des. 2008; 14: 1581-1593.
33. Рябухин ИА., Дмитриева Т.Б., Чехонин В.П. Гемато-энцефалический барьер (ч. 1). Эмбриоморфогенез, клеточная, субклеточная биология плотных контактов эндотелиоцитов. Нейрохимия. 2003; 20: 12-23.
34. Balabanov R, Dore-Duffy P. Role of the CNS microvascular pericyte in the blood-brain barrier. Journal Neurosci. Res. 1998; 53: 637-644.
35. Чехонин В.П., Баклаушев В.П., Юсубалиева Г.М., Волгина Н.Е., Гурина О.И. Фундаментальные и прикладные аспекты изучения гематоэнцефалического барьера. Вестник Российской академии медицинских наук. 2012; 67 (8): 66-78.
36. Цымбалюк В.И., Пичкур Л.Д., Руденко ВА., Лися-ный Н.И., Пичкур НА, Гордиенко О.В. Иммунологические аспекты трансплантации эмбриональной ткани. Вопросы нейрохирургии. 2001; 3: 28-31.
37. Ианг И., Розенберг ГА. Повреждение гематоэнце-фалического барьера при острых и хронических церебро-васкулярных заболеваниях. Научно-практический медицинский журнал. 2012; 1: 91-96.
38. Daneman R, Zhou L, Kebede AA, Barres BA. Pericytes are required for blood-brain barrier integrity during embryogenesis. Nature. 2010; 468: 562-566.
39. Sternberger NH, Sternberger LA, Kies MW, Shear CR. Cell surface endothelial proteins altered in experimental allergic encephalomyelitis. J. Neuroimmunol. 1989; 21: 241-248.
40. Lawrenson JG, Ghabriel MN, Reid AR, Gajree TN, Allt G. Differential expression of an endothelial barrier antigen between the CNS and the PNS. J. Anat.1995; 186: 217-221.
41. Baklaushev VP, Yusubalieva GM, Gurina OI, VP. Combined immunoperoxidase analysis for visualization of cells of the blood brain barrier. Bull. Exp. Biol. Med. 2006; 142 (4): 507-510.
42. Candelario-Jalil E, Gonzralez-Falcron A, Garena-Cabrera M, Leron OS, Fiebich BL. Postischaemic treatment with citooxygenase-2 inhibitor nimesulide reduces blood-brain barrier disruption and leukocyte infiltration following transient focal cerebral ischaemia in rats. J. Neurochem. 2007; 100: 1108-1120.
43. Abbruscato TJ, Lopez SP, Mark KS, Hawkins BT, Davis TP. Nicotine and continine modulate cerebral micro-vascular permeability and protein expression of ZO-1 through nicotinic acetylcholine receptors expressed on brain endothelial cells. J. Pharm. Sci. 2002; 91: 2525-2538.
44. Liu JY, Thom M, Catarino CB, Martinian L, Figarella-Branger D, Bartolomei F, Koepp M, Sisodiya SM. Neuropathology of the blood-brain barrier and pharmaco-resis-
140
tance in human epilepsy. Brain. 2012; 135 (10); 3115-3133.
45. GangL, Bauer S, Nowak M, Norwood B, TackenbergB, Rosenow F, Knake S, Oertel WH, Hammer HM. Cytokines and epilepsy. Seizure-Eur. J. Epilep. 2011; 20 (3): 249-256.
46. Блинов Д.В. Иммуноферментный анализ нейроспе-цифических антигенов в оценке проницаемости гематоэн-цефалического барьера при перинатальном гипоксически-ишемическом поражении ЦНС (клинико-экспериментальное исследование): Автореф. дисс. ... канд. мед. наук. М., 2004.
47. Sulik A, Wojtkowska M, Rozkiewicz D, Oldak E. Increase in adhesion molecules in cerebrospinal fluid of children with mumps and mumps meningitis. Immunol. 2006; 64 (4); 420-424.
48. Stins MF, Gilles F, Kim KS. Selective expression of adhesion molecules on human brain microvascular endothelial cells. J. Neuroimmunol. 1997; 76 (1-2); 81-90.
49. Яровая ГА Биорегулирующие функции и патогенетическая роль протеолиза. Распространение, классификация и основные механизмы действия протеиназ. Лабораторная медицина. 2001; 4: 75-80.
50. Яровая Г.А. Биорегулирующие функции и патогенетическая роль протеолиза. Современные представления и перспективы. Лабораторная медицина. 2000; 3: 19-22.
51. Bulter GS , Overal CM. Updated biological roles for matrix metalloproteinases and new «intracellular» substrates revealed degradomics. Biochemistry. 2009; 48 (46): 1083010845.
52. Иванов А.П., Баканов М.И., Басаргина Е.Н., Гаса-нов А.Г., Бершова Т.В., Куприянова О.О. Состояние матриксных металлопротеиназ в формировании хронической сердечной недостаточности у детей с дилатационной кардиомиопатией. Педиатрическая фармакология. 2009; 6 (3): 84-88.
53. Копица Н.П., Белая Н.В, Титаренко Н.В. Роль матриксных металлопротеиназ в патогенезе постинфарктного ремоделирования левого желудочка. Международный медицинский журнал. 2010; 4: 55-58.
54. Егорова И.Р., Кондратьева Е.И., Терентьева АА., Суханова ГА. Состояние протеолитических систем при вторичном пиелонефрите у детей раннего возраста. Клинико-лабораторный консилиум. 2011; 3 (39): 60-61.
55. Бондарь И А., Климонтов В.В. Матриксные металлопротеиназы и их игибиторы в развитии фиброза почек при сахарном диабете. Проблемы эндокринологии. 2012; 1: 60-61.
56. Герштейн Е.С., Кушлинский Д.Н., Адамян Л.В., Терешкина И.В., Лактионов К.П. Матриксные металло-протеиназы и их тканевые ингибиторы в клиническом течении и прогнозе рака яичников. Молекулярная медицина. 2013; 6: 11-20.
57. Candelario-Jalil E, Yang Y, Rosenberg GA. Diverse roles of matrix metalloproteinases and tissue inhibitors of metalloproteinases neuroinflammation and cerebral ischemia. Neuroscience. 2009; 158: 983-994.
58. Моргун А.В., Овчаренко Н.В, Таранушенко Т.Е, Устинова С.И., Окунева О.С., Антонова С.К., Гилязова Д.Ф., Успенская ОА., Салмина А.Б. Маркеры апоптоза и нейроспецифические белки в диагностике перинатальных поражений центральной нервной системы у новорожденных детей. Сибирское медицинское обозрение. 2013; 3 (81): 3-11.
59. Албагачиева Д.И. Проаптотические факторы в структуре гипокически-ишемического поражения ЦНС у новорожденных детей: Автореф. дисс. ... канд. мед. наук. М., 2010.
60. Чехонин В.П., Лебедев С.В., Дмитриева Т.Б., Блинов Д.В., Гурина О.И., Семенова А.В., Володин Н.Н. Иммуноферментный анализ NSE и GFAP, как критерий динамической оценки проницаемости гематоэнцефалического барьера крыс при перинатальном гипоксически-ишемическом поражении ЦНС. Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2003; 136 (9): 299-303.
РЕФЕРАТЫ
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОПТИМАЛЬНОИ ДОЗЫ ПРОПОФОЛА ПРИ (ПОЛУ-)ИЗБИРАТЕЛЬНОИ
ИНТУБАЦИИ НОВОРОЖДЕННЫХ
Задача исследования - определить эффективную дозу Пропофола ЕВ50 для 50% пациентов для успешной интубации и число успешной экстубации пациентов после плановой интубации, поверхностно-активного введения и немедленной экстубации. Дополнительно были оценены фармакодинамические эффекты. Новорожденные (п=50), получавшие про-пофол при (полу-)избирательной эндотрахеальной интубации, были разделены на 8 групп в зависимости от постконцептуального и постнатального возраста. Первый пациент в каждой группе получал внутривенное болюсное введение 1 мг/кг пропофола. Дозировку для следующего пациента определяли методом «вверх и вниз». Доза пропофола ЕВ50 была рассчитана в каждой группе с эффективным размером выборки не менее 6, с помощью метода Диксона-Мэйси с одновременной оценкой клинических показателей и непрерывного мониторинга жизненных показателей. Доза пропофола ЕВ50 для недоношенных новорожденных в возрасте <10 дней колебалась от 0,713 до 1,35 мг/кг. Клиническое вос-
становление не произошло к концу 21-минутного оценочного периода. Среднее артериальное давление показало среднее снижение между 28,5 и 39,1% от исходного уровня с кратким понижением периферического и регионального насыщения кислородом мозга. Вариативность в области среднего артериального давления не может быть обусловлена весом или возрастом. Согласно полученным данным, низкой дозировки пропофола достаточно, чтобы подготовить новорожденного для интубации. Клиническое восстановление сопровождалось допустимой гипотензией (без клинического шока и дополнительного лечения). Дозы пропофола ED50 можно вводить при индукции с последующим титрированием при необходимости и измерением артериального давления. Результаты данного исследования могут быть использованы для дальнейшей оптимизации дозировки и проверочных экспериментов.
Anne Smits, Liesbeth Thewissen, Alexander Caicedo, Gunnar Naulaers, Karel Allegaert. The Journal of Pediatrics. 2016; 179: 54-60.
141
