Гематоэнцефалический барьер (ГЭБ) представляет собой гетерогенную систему в головном мозге, выполняющую ключевую роль в регуляции гомеостаза и защите центральной нервной системы. Барьерная функция мозга обеспечивает селективный транспорт веществ, препятствуя проникновению патогенных агентов и токсины в паренхиму.

Впервые о существовании барьера между кровью и мозгом сказал Эрлих в 1885 году, а сам термин был введён Линой Соломоновной Штерн совместно со студентами Э. Ротлиным и Р. Готье в 1921 году. Структурными элементами ГЭБ являются эндотелиальные клетки сосудов, которые взаимодействуют с перицитами, астроцитами, нейронами, микроглией и периваскулярными макрофагами, формируя так называемую «нейроваскулярную единицу».

При нейровоспалении, например, в результате инсульта, активируется иммунная система для «очистки» очага повреждения. Однако интенсивная воспалительная реакция может приводить к нарушению гематоэнцефалического барьера, что ведёт к вазогенному отеку, геморрагической трансформации и ухудшению неврологических исходов. На ранней стадии ишемического инсульта нейровоспаление усугубляет повреждение барьера, тогда как на поздних стадиях воспалительный процесс может способствовать нейрогенезу, ангиогенезу и пластичности нейронов.

Факторы, влияющие на повреждение ГЭБ

Оксидативный стресс является одним из основных факторов, приводящих к повреждению ГЭБ. При окклюзии сосуда или нарушении кровоснабжения в зоне головного мозга активные формы кислорода разрушают эндотелиальные клетки, что ведёт к утрате барьерной функции мозга и появлению отёка. При этом наблюдается усиление синтеза нейрональной синтазой оксида азота, что вместе с пероксинитритом ещё больше нарушает целостность ГЭБ.

Второй значимый фактор – активация металлопротеиназ, особенно цинкзависимых, уровень которых быстро растёт в активированной микроглии и других клетках. Микроглия, отвечающая за иммунный ответ, атакует окружающие ткани, высвобождая сигналинговые молекулы, действующие как DAMPs. Эти молекулы активируют внутриклеточные провоспалительные каскады (например, с участием NF-κB, АФК, MMPs) и стимулируют секрецию провоспалительных цитокинов (IL-1β, IL-6, IL-17, IL-18, TNF-α), что дополнительно усугубляет нарушение гематоэнцефалического барьера.

Воспалительный ответ и восстановление

Первые на месте повреждения реагируют клетки микроглии – резидентные иммунные клетки мозга, которые мигрируют к очагу воспаления, выделяя цитокины, NO, активные формы кислорода, простагландины и хемокины. Эти процессы ведут к дополнительной хемоаттракции циркулирующих лейкоцитов. Несмотря на повреждения, активированная микроглия способна участвовать в восстановлении нейронов, активируя факторы роста и дифференцировки.

В процессе регенерации важную роль играют Т-супрессоры, которые активируют противовоспалительную систему и способствуют регенерации. Дополнительное введение интерлейкина-10 (ИЛ-10) может ограничить воспалительный очаг и уменьшить последствия инсульта, а Т-клетки, ингибируя работу металлопротеиназ, помогают снизить воспаление. В исследованиях отмечено, что даже в гипоталамусе происходит нарушение гематоэнцефалического барьера, что может негативно влиять на регуляцию температуры, сна и энергетического обмена.

Методы визуализации и оценка состояния ГЭБ

Для диагностики состояния ГЭБ и оценки её проницаемости используются компьютерная томография (КТ), магнитно-резонансная томография (МРТ) и позитронно-эмиссионная томография (ПЭТКТ). Нарушение ГЭБ можно выявить по выбросу контрастного вещества или радиоактивного индикатора, что приводит к усилению контрастности изображения. Количественную оценку проницаемости ГЭБ проводят с помощью протоколов динамической контрастной или перфузионной визуализации на МРТ и КТ. ПЭТ, хотя и редко применяется для диагностики инсульта, позволяет оценивать активность иммунных клеток и прогнозировать состояние пациента.

В клинической практике важна не только визуализация, но и понимание механизмов, лежащих в основе функциональных нарушений ГЭБ. Интерес представляют исследования, направленные на изучение влияния контрастных веществ на воспаление, а также фармакокинетику этих агентов. Кроме того, изучение взаимодействия с клетками периферической иммунной системы, в том числе с элементами красного костного мозга, может дать дополнительные сведения о восстановлении ГЭБ.

Заключение

В настоящее время использование методов визуальной оценки ГЭБ в клинической практике остаётся ограниченным, хотя проводятся дальнейшие исследования по влиянию воспалительного процесса и выбору оптимальных методов терапии. Существует необходимость разработки стандартизированных протоколов получения изображений и анализа данных, что позволит в будущем безопасно проводить внутривенный тромболизис или эндоваскулярную тромбэктомию даже за пределами установленных временных интервалов.

Вместе с тем, результаты исследований подчёркивают, что нарушение гематоэнцефалического барьера является важным патогенетическим механизмом в ряде неврологических заболеваний, а его восстановление может способствовать нейрогенезу и улучшению неврологических исходов. Изучение барьерной функции мозга, влияния воспаления, а также роли иммунных клеток, таких как микроглия и Т-супрессоры, открывает перспективы для разработки новых методов терапии инсульта и других заболеваний центральной нервной системы.

Несмотря на положительные результаты ряда исследований, вопрос о клиническом применении методов визуализации ГЭБ остаётся открытым. Продолжаются работы по определению фармакодинамики и фармакокинетики контрастных веществ, а также по разработке подходов для коррекции воспалительного ответа при нарушении гематоэнцефалического барьера.

 

Источник