3.4. Единство и особенности регуляторных механизмов. Функции гематоэнцефалического барьера

А. Единство регуляторных механизмов заклю­чается в их взаимодействии. Так, например, увеличение содержания углекислого газа в крови возбуждает хеморецепторы аортальной и синокаротидной рефлексогенных зон, при этом увеличивается поток импульсов по со­ответствующим нервам в ЦНС, а оттуда — к дыхательной мускулатуре, что ведет к учаще­нию и углублению дыхания. Углекислый газ действует на дыхательный центр и непосред­ственно, что также вызывает усиление дыха­ния. При действии холодного воздуха на тер­морецепторы кожи увеличивается поток аф­ферентных импульсов в ЦНС; это ведет к вы­бросу гормонов, увеличивающих интенсив­ность обмена веществ, и к увеличению теп­лопродукции.

Б. Особенности нервного и гуморального механизмов регуляции функций организма.

1. Нервная система в отличие от гумораль­ ного механизма регуляции организует ответ­ ные реакции на изменения внешней среды организма. Пусковым звеном в нейрогумо- ральной регуляции при изменении внутрен­ ней среды также нередко является нервная система.

2. У нервного и гуморального механизмов регуляции функций различные способы свя­ зи: у нервной системы — нервный импульс как универсальный сигнал, а у гуморального механизма связь с регулируемым органом или тканью осуществляется с помощью раз­ личных химических веществ. Таковыми яв­ ляются гормоны, медиаторы, метаболиты и так называемые тканевые гормоны (парагор- моны). Некоторые медиаторы, например ка- техоламины, попадая в кровь, могут действо­ вать не только в месте их выделения нервны­ ми окончаниями, но и на другие органы и ткани организма, т.е. выступать в роли гумо­ ральных факторов, участвующих в регуляции функций других органов организма.

3. У нервного и гуморального механизмов регуляции функций организма различная точность связи. Химические вещества, попа-

дая в кровь, разносятся по всему организму и действуют нередко на многие органы и тка­ни — системный (генерализованный) харак­тер влияния. Например, адреналин, тирок­син (см. раздел 10), попадая в кровь, разно­сятся по всему организму и действуют на клетки всех органов и тканей организма. Нервная система может оказывать точное, локальное влияние на отдельный орган или даже на группу клеток этого органа. Так, нервная система может вызывать сокраще­ния мышц указательного или другого пальца руки, не вызывая сокращения мышц всей ко­нечности или других пальцев. Следует, одна­ко, заметить, что и у гуморального механизма нередко имеется точный адресат воздейст­вий. Кортикотропин хотя и разносится с кро­вью по всему организму, но действует только на кору надпочечников. Тиреотропин (ТТГ) регулирует функцию щитовидной железы. В свою очередь и нервная система может оказывать генерализованное влияние. На­пример, возбуждение симпатической нерв­ной системы в экстремальных условиях ведет к мобилизации ресурсов всего организма для достижения цели (стимулируется деятель­ность сердечно-сосудистой, дыхательной и эндокринной систем).

4. У нервного и гуморального механизмов регуляции различная скорость связи: относи­ тельно медленно с током крови распростра­ няются химические вещества (самая большая средняя скорость в аорте — 0,25 м/с, а самая маленькая — в капиллярах: 0,3—0,5 мм/с). Частица крови проходит один раз через весь организм (большой и малый круг кровообра­ щения) за 22 с. Нервный импульс распро­ страняется со скоростью до 120 м/с.

5. Гормональные механизмы регуляции подчиняются нервной системе, которая пере­ дает свое влияние на эндокринные железы непосредственно или с помощью нейропеп- тидов и своих медиаторов (посредников), вы­ деляемых нервными окончаниями и действу­ ющих на специальные, чувствительные к ме­ диаторам структуры — рецепторы.

6. У гуморального механизма регуляции нередко наблюдается противоположное вли­ яние биологически активных веществ на один и тот же орган в зависимости от точки приложения действия этого химического ве­ щества. Так, например, угольная кислота, действуя прямо на кровеносные сосуды, вы­ зывает их расширение, а посредством воз­ буждения центра кровообращения — суже­ ние. Адреналин при непосредственном дей­ ствии на сердце стимулирует его работу, а при введении в ликвор, возбуждая центры

37

блуждающих нервов, тормозит работу сердца. Поэтому результат действия химического ве­щества может зависеть от того, проникает ли оно в цереброспинальную жидкость через ге-матоэнцефалический барьер (ГЭБ) или нет (регулирующая функция ГЭБ).

В. Функции ГЭБ. Регулирующая функция ГЭБ заключается и в том, что он формирует особую внутреннюю среду мозга, обеспечи­вающую оптимальный режим деятельности нервных клеток, и избирательно пропускает многие гуморальные вещества, например уг­лекислый газ. Последний действует на дыха­тельный, сердечно-сосудистый и другие цент­ры, и таким образом регулируется функция соответствующих систем организма. Считают, что барьерную функцию при этом выполняет особая структура стенок капилляров мозга. Их эндотелий имеет очень мало пор, узкие щеле­вые контакты между клетками почти не со­держат окошек. Составной частью барьера яв­ляются также глиальные клетки, образующие своеобразные футляры вокруг капилляров, покрывающие около 90 % их поверхности. Наибольший вклад в развитие представлений о гематоэнцефалическом барьере сделала Л.С.Штерн. Этот барьер пропускает воду, ионы, глюкозу, аминокислоты, газы; ГЭБ за­держивает многие физиологически активные вещества: адреналин, серотонин, дофамин, инсулин, тироксин. Однако в нем существуют «окна», через которые соответствующие клет­ки мозга — хеморецепторы — получают пря­мую информацию о наличии в крови гормо­нов и других, не проникающих через барьер веществ, клетки мозга выделяют и свои ней-росекреты. Зоны мозга, не имеющие собст-

венного гематоэнцефалического барьера, — это гипофиз, эпифиз, некоторые отделы гипо­таламуса и продолговатого мозга. ГЭБ выпол­няет также защитную функцию — предотвра­щает попадание микробов, чужеродных или токсичных веществ экзо- и эндогенной при­роды в межклеточные пространства мозга. ГЭБ не пропускает многие лекарственные ве­щества, что необходимо учитывать в меди­цинской практике.