Какой орган выполняет барьерную функцию в организме человека. Орган выполняющий барьерную функцию в организме человека. В чем состоит барьерная роль печени

Печень – это самая крупная железа в нашем организме и один из самых важных органов, без которого человек не может жить. Расположенная в правом отделе брюшной полости, она имеет дольчатое строение и выступает своеобразным фильтром в человеческом организме, который пропускает через себя кровь, очищая ее и обезвреживая. Она выполняет множество жизненно важных функций, регулирует работу других органов и систем, а барьерная роль печени имеет ключевое значение в жизнедеятельности человеческого организма.

Роль печени в нашем организме трудно переоценить. Ведь самая крупная железа пищеварительной системы, которую нередко называют «вторым сердцем человека», выполняет десятки разнообразных функций, среди которых:

• Пищеварительная функция . Печень является неотъемлемой частью пищеварительной системы. Именно в этом жизненно важном органе человека происходит выработка желчи, которая через сфинктер Одди поступает в двенадцатиперстную кишку и выводится из организма. За сутки человеческая печень способна выделять до 1,5 л желчи, которая, в свою очередь, принимает активное участие в процессах пищеварения.
• Барьерная (защитная) функция . Это одна из самых важных задач печени. Будучи своеобразным фильтром в человеческом организме, она принимает активное участие в деактивации и обезвреживании токсических веществ, которые поступают извне. Кроме того, именно в клетках этого органа происходит переработка ядовитых веществ (фенола, индола и т.д.), которые образуются как результат работы микрофлоры кишечника.
• Метаболическая функция . Печень принимает активное участие в обмене белков, жиров, углеводов и витаминов. Она способна вырабатывать резервный белок, превращать гликоген в глюкозу, расщеплять ряд гормонов, а также синтезировать витамины А и В12.
• Функция кроветворения . Печень – это «депо крови». Именно она является основным источником обогащения и главным резервуаром крови, именно в ней производятся вещества, которые необходимы для нормального свертывания крови.

Кроме того, печень регулирует уровень глюкозы и ферментов в крови, осуществляет синтез гормонов роста (особенно на стадии развития эмбриона), поддерживает нормальный баланс белков, жиров, углеводов, иммуноглобулинов и ферментов в крови.

В чем состоит барьерная роль печени?

Ежечасно через печень проходят десятки литров крови, которую необходимо очистить. Именно поэтому барьерная роль жизненно важного органа в организме человека заключается в выполнении следующих задач:

• обезвреживание токсических веществ, которые попадают в организм человека вместе с пищей, лекарствами или алкоголем;
• заглатывание и обезвреживание бактерий;
• связывание ядов и аммиака, которые попадают в печень в результате работы микрофлоры кишечника;
• разрушение тяжелых металлов;
• выведение из организма продуктов распада белков и других веществ.

Печень выполняет свою барьерную функцию в два этапа. На первом этапе, который называют «карантином», определяется степень вредности токсических веществ и метод их обезвреживания. Например, алкоголь превращается в уксусную кислоту, а аммиак – в мочевину.

Интересно, но даже некоторые ядовитые вещества печень может преобразовывать в полезные для организма продукты.

На втором этапе происходит выведение из организма вредных и токсических веществ. Токсические соединения, которые печень не может преобразовать в безопасные и полезные продукты, либо выводятся вместе с желчью, либо поступают в почки и выводятся из организма вместе с мочой.

Расположение печени в человеческом организме

Когда нарушается барьерная функция печени?

Защитная функция печени играет ключевую роль в организме человека. Однако иногда случается так, что под действием негативных факторов самая большая железа пищеварительной системы выходит из строя, а ее барьерная функция нарушается.

Чаще всего причинами нарушения барьерной функции являются:

• влияние химических, радиоактивных и ядовитых веществ на организм человека;
• злоупотребление алкогольными напитками;
• употребление некоторых лекарственных препаратов, обладающих чрезвычайно сильным гепатотоксическим эффектом;
• ожирение и недостаточная физическая активность;
• неправильное питание;
• вирусная атака;
• заболевания (гепатит, фиброз, цирроз, гепатоз и т.д.).

Поражение печени в результате приема лекарственных средств – это один из самых распространенных побочных эффектов, симптомы которого могут проявиться даже через 3 месяца после окончания приема медицинских препаратов

Нарушение защитной функции выражается в снижении количества и активности гепатоцитов, которые расщепляют, преобразовывают и выводят токсические вещества из организма человека.

В результате этого происходит нарушение выведения желчи, процессов пищеварения в кишечнике, сбой работы желудка и других органов пищеварительной системы.

Как определить, что барьерная функция печени нарушена?

Диагностировать нарушение барьерной роли печени на ранних стадиях очень сложно, так как этот орган лишен болевых рецепторов. Однако поскольку печень и ее функции тесно связаны с другими органами человека, уже на ранних стадиях нарушения защитной функции возможно появление таких внепеченочных симптомов:

• ухудшение аппетита;
• расстройство пищеварения (изжога, тошнота, рвота);
• быстрая утомляемость;
• расстройство сна;
• зуд кожи.

Определить нарушение барьерной функции печени на ранних стадиях чрезвычайно сложно

Более характерные симптомы нарушения защитной функции самой крупной железы пищеварительной системы проявляются только на поздних стадиях. Как правило, на данном этапе больного начинают тревожить:

• острые, тянущие или ноющие боли в правом подреберье;
• пожелтение или бледность кожных покровов;
• регулярные приступы тошноты и рвоты;
• появление красных пятен на ладонях;
• специфический запах изо рта;
• выпадение волос и расстройство половой функции.

В случае появления перечисленных симптомов требуется срочная медицинская помощь и консультация врача-гепатолога.

Как восстановить барьерную функцию печени?

Чтобы улучшить и восстановить барьерную функцию печени, в первую очередь необходимо устранить негативные факторы, которые спровоцировали ее нарушение. После того как неблагоприятные факторы были устранены, для восстановления защитных функций самой крупной железы в нашем организме, печеночных клеток и ферментов врачи-гепатологи рекомендуют:

Использование препаратов-гепатопротекторов

Гепатопротекторы – это препараты, которые стимулируют и восстанавливают клетки печени, а также способствуют нормализации ее основных функций.

В медицине различают несколько групп гепатопротекторов:

• препараты растительного происхождения (Гепабене, Карсил, Силибор, Легалон);
• препараты животного происхождения (Гепатосан, Сирепар);
• препараты, содержащие в своем составе фосфолипиды (Эссенциале, Эссливер Форте, Фосфонциале);
• препараты, в составе которых содержатся аминокислоты и их производные (Гептрал, Гепа-Мерц, Гепасол).

Вопреки бытующему мнению о том, что препараты-гепатопротекторы абсолютно безопасны и безвредны для человеческого организма и их можно принимать бесконтрольно, врачи-гепатологи утверждают, что при взаимодействии с другими лекарственными средствами данные препараты могут обладать гепатотоксическим эффектом. Поэтому выбирать и принимать препараты-гепатопротекторы можно только по рекомендации лечащего врача.

Соблюдение правильного питания и диеты

Быстрые перекусы, несбалансированное питание, чрезмерное употребление вредных продуктов, консервантов и полуфабрикатов – все это нередко становится главной причиной нарушения основных функций печени . Поэтому соблюдение правильного питания и диеты является главным условием на пути к восстановлению нормальной работы и защитной функции жизненно важного органа в человеческом организме.

Прежде всего речь идет об исключении из рациона вредных продуктов – жирной, острой и жареной пищи, копченостей, пряностей, маринадов, кофе, специй.

Однако правильное питание и диета вовсе не обозначают голодания. Диетологи отмечают, что в данном случае речь идет о здоровом питании, в основе которого должны быть такие полезные продукты, как овощи, ягоды и фрукты, творог и молочные продукты, нежирные сорта мяса, а также блюда, приготовленные на пару.

Чтобы восстановить нормальную работу печени и ее барьерную функцию, иногда достаточно исключить из своего рациона вредные продукты и придерживаться правильного питания

Отказ от вредных привычек

Курение и алкоголь – это злейшие враги нашей печени. Регулярное употребление алкогольных напитков и табакокурение уменьшают ее способность к обезвреживанию ядов и токсических веществ, приводят к повреждению клеток и тканей органа и нередко становятся главной причиной печеночной недостаточности. Кроме того, перечисленные вредные привычки очень часто провоцируют развитие многих заболеваний, среди которых алкогольный гепатоз, диабет и цирроз.

Поэтому здоровый образ жизни – это необходимое условие для поддержания и сохранения основных функций печени.

Таким образом, печень – это не только орган, выполняющий десятки разнообразных функций, это мощный барьер в нашем организме, который защищает его от вредного действия как внешних, так и внутренних факторов. Ежедневно преобразовывая токсические вещества, печень регулирует работу других органов и систем в организме человека. Однако потенциал печени не безграничен, поэтому этот жизненно важный орган необходимо беречь и не подвергать испытаниям, чтобы сохранить его здоровье до глубокой старости.

БАРЬЕРНЫЕ ФУНКЦИИ - функции, осуществляемые особыми физиологическими механизмами (барьерами) для защиты организма или отдельных его частей от изменений окружающей среды и сохранения необходимого для нормальной жизнедеятельности органов и тканей относительного постоянства состава, физико-химических и биологических, свойств внутренней среды (крови, лимфы, тканевой жидкости). Как и все другие приспособительные свойства организма, барьерные функции выработались в процессе эволюции. По мере усложнения, дифференцировки и совершенствования многоклеточных организмов совершенствовались барьерные функции, регулирующие обмен веществ между организмом и средой, а также способствующие предохранению клеток органов и тканей от соприкосновения с повреждающими их агентами, чужеродными веществами, ядами, токсинами, продуктами нарушенного обмена, вирусами и т. д.

Условно различают барьеры внешние и внутренние. К внешним барьерам относят: 1) кожу, охраняющую животный организм от физических и химических изменений в окружающей среде и принимающую участие в терморегуляции. Кожный барьер препятствует проникновению бактерий, токсинов, ядов в организм и способствует выведению из него некоторых продуктов метаболизма; 2) дыхательный аппарат, который, помимо своей основной функции газообмена, задерживает различные вредные вещества, находящиеся в атмосфере; 3) пищеварительный аппарат, через который поступают необходимые питательные вещества. В нем они претерпевают соответствующие изменения, теряют антигенные свойства, становясь пригодными для усвоения и использования живыми системами; 4) печень, обезвреживающая ряд чуждых организму ядовитых соединений, поступивших с пищей или образовавшихся в полости кишечника; 5) почки, регулирующие постоянство состава крови и освобождающие ее от конечных продуктов метаболизма. К внешним барьерам многие авторы относят также ретикулоэндотелиальную систему, участвующую в обезвреживании чуждых и болезнетворных агентов.

Внутренние барьеры регулируют поступление из крови в органы и ткани необходимых энергетических ресурсов и своевременный отток продуктов клеточного обмена веществ (очищение, клиренс), что обеспечивает постоянство состава, физико-химических и биологических свойств тканевой (внеклеточной) жидкости и сохранение их на определенном оптимальном уровне. Одновременно они препятствуют поступлению из крови в органы и ткани чужеродных и ядовитых веществ.

Основоположником учения о барьерных функциях является JI. С. Штерн, которая впервые на Международном физиологическом конгрессе в Бостоне (1929) высказала предположение, что между кровью и тканевой жидкостью находятся дифференцированные защитно-регуляторные приспособления, названные ею гисто-гематическими барьерами. Каждый орган, по представлению Л. С. Штерн, имеет свою адекватную среду (непосредственная питательная среда или микросреда), так как кровь не приходит в соприкосновение с клетками органов. Функциональная характеристика отдельных барьеров определяется физиологическими и морфологическими особенностями соответствующих органов и тканей. Особенностью каждого гисто-гематического барьера является его избирательная (селективная) проницаемость, то есть способность пропускать одни вещества и задерживать другие.

В литературе внутренние барьеры получили различные названия: тканевых, гемато-паренхиматозных (А. А. Богомолец и Н. Д. Стражеско), гистиоцитарных, сосудисто-тканевых (А. В. Лебединский), биологических, физиологических и т. д. Однако наиболее распространен термин «гисто-гематические барьеры», хотя он не отражает их ведущей роли в осуществлении обмена между общей внутренней средой (кровью) и микросредой органов и тканей. Учение о барьерных функциях не сводится к проблеме биологических мембран. Оно значительно шире, хотя одним из механизмов, определяющих функциональное состояние барьеров, является проницаемость мембран (см. Проницаемость).

К гисто-гематическим барьерам могут быть отнесены все без исключения барьерные образования между кровью и органами. Некоторые авторы признают существование специализированных барьеров, имеющих особо важное значение для жизнедеятельности организма. К ним обычно относят более подробно изученные гемато-энцефалический барьер (между кровью и центральной нервной системой), гемато-офтальмический барьер (между кровью и водянистой влагой глаза), гемато-лабиринтный барьер (между кровью и эндолимфой лабиринта), барьер между кровью и половыми железами. К гисто-гематическим барьерам относят также барьеры между кровью и жидкими средами организма (цереброспинальной жидкостью, лимфой, плевральной, синовиальной жидкостями). Они получили название гемато-ликворного, гемато-лимфатического, гемато-плеврального, гемато-синовиального барьеров. Плацентарный барьер (между матерью и плодом), хотя и не относится к гисто-гематическим барьерам, осуществляет чрезвычайно важную функцию защиты развивающегося плода (см. Плацента).

Структура гисто-гематических барьеров определяется в значительной степени строением органа, в систему которого они входят. Она отличается некоторыми специфическими особенностями в различных органах и тканях и варьирует в зависимости от их морфологических и физиологических особенностей. Основным структурным элементом гисто-гематических барьеров являются кровеносные капилляры. Установлено, что эндотелий капилляров в разных органах обладает характерными морфологическими особенностями. По форме ядра, строению его оболочки, структуре и количеству хроматина эндотелиальные клетки различных органов значительно отличаются друг от друга. Складывающиеся в процессе онтогенеза чрезвычайно изменчивые особенности эндотелиальных клеток являются морфологической основой избирательной проницаемости гисто-гематических барьеров. Различия в механизмах осуществления барьерных функций находят свое отражение в структурных особенностях основного вещества (неклеточных образований, заполняющих пространства между клетками), способного импрегнироваться серебром. Основное вещество образует мембраны, окутывающие макромолекулы фибриллярного белка, оформленного в виде протофибрилл, составляющего опорный остов волокнистых структур.

Непосредственно под эндотелием располагается базальная мембрана капилляров, в состав которой входит большое количество нейтральных мукополисахаридов. Базальная мембрана, основное аморфное вещество и волокна составляют барьерный механизм, в котором главным реактивным и лабильным звеном, по мнению некоторых исследователей, является основное вещество. А. А. Богомолец придавал большое значение барьерной функции соединительной ткани, обладающей также свойствами депо, из которого организм черпает питательные вещества, необходимые для деятельности клеточных элементов.

Согласно современным представлениям, в систему гисто-гематических барьеров включаются также барьеры внутриклеточные. Электронная микроскопия позволила проникнуть в субмикроскопическую организацию клетки и тем самым подойти к изучению этих барьеров. Барьерные механизмы клетки состоят из однотипных трехслойных липопротеиновых мембран, являющихся основными структурными элементами митохондрий, системы каналов, эндоплазматической сети, аппарата Гольджи и клеточной оболочки. Наличие цитоплазматической мембраны позволяет в известной степени понять избирательность проницаемости гисто-гематических барьеров (перенос электронов, трансформацию энергии, энзиматическое расщепление, транспорт ионов и метаболитов, кинетику некоторых биосинтетических процессов).

Исследования показали, что химический состав, физико-химического и биологического свойства непосредственной питательной среды органов (тканевой жидкости) обусловлены: 1) поступлением веществ из крови, которое зависит от сопротивляемости гисто-гематического барьера данного органа в направлении кровь ->ткани; 2) поглощением и использованием составных частей тканевой жидкости клетками и неклеточными элементами в процессе межуточного обмена; 3) поступлением продуктов клеточного и тканевого обмена (метаболитов) в тканевую жидкость; 4) удалением метаболитов из тканевой жидкости, то есть переходом их из непосредственной питательной среды органа в кровь через гисто-гематический барьер данного органа (ткани -> кровь).

Гисто-гематический барьер органа определяет функциональное состояние последнего, его деятельность, способность противостоять вредным влияниям. Значение барьера заключается в задержке перехода того или иного чужеродного вещества из крови и ткани (защитная функция) и в регуляции состава и свойств непосредственной питательной среды органа, то есть создании оптимальных условий для жизнедеятельности его клеточных и неклеточных элементов (регуляторная функция), что особо важно для всего организма и его отдельных частей. Осуществляя регуляторную функцию, гисто-гематические барьеры способствуют сохранению органного и клеточного гомеостаза.

Функциональное состояние каждого гисто-гематического барьера характеризуется математической величиной, отражающей соотношение концентрации того или иного вещества в органе и в крови. Эта величина получила название коэффициента проницаемости. Однако фактически она соответствует распределению исследуемого вещества между тканями и кровью, поскольку содержание его в ткани зависит не только от поступления из крови в ткани или из ткани в кровь, но и от интенсивности метаболизма клеток. Функциональное состояние гисто-гематических барьеров не может быть охарактеризовано одной лишь его проницаемостью и, следовательно, коэффициент проницаемости правильнее рассматривать как коэффициент распределения. Функциональное состояние гисто-гематических барьеров обусловлено не только проницаемостью или сопротивляемостью (резистентностью) их к чужеродным или свойственным организму хим. соединениям, но в основном физиологической активностью, то есть способностью создавать и поддерживать наиболее благоприятные условия для нормальной жизнедеятельности органов, тканей и организма в целом.

В зависимости от активности гисто-гематических барьеров их сопротивляемость (или проницаемость) по отношению к тем или другим веществам может повышаться или снижаться, что ведет к увеличению или уменьшению величин коэффициентов распределения. Так, например, при значительном повышении концентрации того или другого вещества в крови содержание его в органе может не измениться или незначительно повыситься. При этом величина коэффициента распределения уменьшается, что является показателем высокой активности соответствующего гисто-гематического барьера и в то же время снижения его проницаемости. В других случаях содержание вещества в органе нарастает при постоянной или низкой его концентрации в крови. Повышенный в этом случае коэффициент распределения указывает на уменьшение активности барьера и одновременно на его высокую проницаемость.

Функционированием гисто-гематических барьеров объясняют все явления, предотвращающие, понижающие, замедляющие и даже облегчающие поступление веществ в органы и ткани и удаление из них продуктов межуточного обмена. Многочисленные физические, химические и морфологические концепции, предложенные для объяснения избирательной проницаемости гисто-гематических барьеров, не решают проблемы барьерных функций. В основе барьерных функций лежат механизмы диализа, ультрафильтрации, осмоса, а также изменение электрических свойств, растворимости в липидах, тканевого сродства или метаболической активности клеточных элементов. Барьеры активно отбирают из крови необходимые для жизнедеятельности органов и тканей вещества и выводят из их микросреды продукты обмена.

Одним из механизмов барьерных функций является активный транспорт некоторых электролитов через мембраны. Установлено, что переход биологически активных веществ (метаболитов, медиаторов, ферментов, гормонов) через гисто-гематические барьеры зависит не только от величины молекул, размеров пор в мембранах, электрического заряда, растворимости в липидах, но в основном от потребностей органа, нервных и гуморальных влияний, гемодинамики (скорости кровотока), микроциркуляции, площади открытых и резервных капилляров, наличия или отсутствия функциональных и морфологических нарушений. Важное значение для состояния барьеров имеет наличие в них метаболических структур, то есть тканевых элементов, способных нейтрализовать, разрушать или связывать содержащиеся в крови вещества. Таким образом, гисто-гематические барьеры можно рассматривать как саморегулирующуюся систему, представляющую одно из звеньев комплексного нейро-гуморально-гормонального регуляторного аппарата, обеспечивающего состояние гомеостаза (см.).

Гисто-гематические барьеры контролируют своевременное поступление в непосредственную питательную среду органов и тканей адекватной гуморальной информации о состоянии регуляторных метаболических систем в различных частях организма. Проникая через гисто-гематический барьер в орган, биологически активные вещества оказывают свое действие на эффекторные клетки и на специфические хеморецепторы, что ведет к возникновению как местных, так и распространенных (общих) физиологических и биохимических реакций. Примером может служить действие веществ, проникающих из крови в различные по своему строению, химическому составу и функциям образования центральной нервной системы через гемато-энцефалический барьер (см.). Доказано существование активной биологической мембраны между кровью и жидкостями глаза, регулирующей состав внутриглазных жидкостей. Этой биологической мембране было дано название гемато-офтальмического барьера (см.).

В некоторых случаях механизмы регуляции функций оказываются недостаточными, и накопившиеся в крови биологически активные вещества проникают, напр., в различные нервные структуры, обычно защищенные гемато-энцефалическим барьером, вызывая эффекты, отличающиеся от обычных. При этом происходит усиление компенсаторно действующей системы (например, симпатической при накоплении в крови парасимпатомиметических веществ и наоборот), что имеет важнейшее значение для восстановления нарушенного гомеостаза.

Физиологические и биохимические процессы, протекающие как в здоровом, так и больном организме, состояние органа, его трофика, регуляция функций, взаимоотношение между отдельными органами и физиологическими системами тесно связаны с состоянием гисто-гематических барьеров. Нарушение сопротивляемости барьеров по отношению к различным чужеродным веществам и продуктам нарушенного метаболизма, циркулирующим в крови, может явиться во многих случаях причиной возникновения патологического процесса в отдельных органах и в целостном организме. Нечувствительность или иммунитет, так же как и сродство или способность органа захватывать определенные химические вещества, бактерии, токсины, зависит в той или иной мере от состояния соответствующего гисто-гематического барьера, поскольку обязательной предпосылкой непосредственного воздействия на клеточные элементы является проникновение действующего начала в микросреду органа.

Снижение сопротивляемости соответствующего гисто-гематического барьера делает орган более восприимчивым, а повышение ее - менее чувствительным к химическим соединениям, образовавшимся в процессе обмена или введенным в организм с экспериментальной или лечебной целью.

Оценка состояния отдельных гисто-гематических барьеров в эксперименте или клинике требует всестороннего исследования тканевой жидкости, что на современном уровне знаний практически неосуществимо. Поэтому предложено большое число разнообразных методов, позволяющих в известной степени как в лабораторном опыте, так и при обследовании больных в клинической практике оценить состояние того или иного гисто-гематического барьера. Наиболее распространенными в эксперименте остаются предложенные для изучения тканевой проницаемости классические методы введения в кровь красителей (коллоидных, полуколлоидных, кристаллических), туши, некоторых сложных химических соединений и радиоизотопных индикаторов с последующим определением их концентрации и распределения в органах и тканях. С этой целью используются методы световой, прижизненной (витальной), люминесцентной и электронной микроскопии, микросжигания, определения радиоактивности и т. д. Как в эксперименте, так и в клинике применяются методы сравнительного исследования состава притекающей к органу (артериальной) и оттекающей от него (венозной) крови. Для суждения о защитной и регуляторной функциях барьеров между кровью и жидкими средами организма (лимфой, цереброспинальной, плевральной, синовиальной жидкостями) производится количественное определение свойственных организму или введенных извне веществ в крови и соответствующих жидкостях.

Для оценки состояния гисто-гематических барьеров в направлении ткани кроль испытуемое вещество обычно вводится в ткани (внутрикожно, подкожно, внутримышечно) и определяется скорость его всасывания или при введении радиоизотопных индикаторов - время полуудаления.

Для оценки барьерных функций целостного организма испытуемое вещество вводится внутривенно и в течение определенного времени исследуется его выделение из крови или при введении радиоизотопных индикаторов - время полуудаления.

Большая пластичность гисто-гематических барьеров, их лабильность и приспособляемость к постоянно меняющимся условиям внешней и внутренней среды играют важную роль в жизнедеятельности организма. Барьерные функции меняются в зависимости от возраста, пола, нервных, гуморальных и гормональных взаимоотношений в организме, тонуса и реактивности вегетативной нервной системы, многочисленных внешних и внутренних воздействий. Исследования ряда авторов показали, что функциональное состояние гисто-гематических барьеров различных органов может избирательно изменяться при действии на организм разнообразных факторов (смена сна и бодрствования, голодание, утомление, травматические поражения, действие ионизирующей радиации и т. д.).

Нек-рые содержащиеся в крови и тканях или введенные извне биологически активные вещества (например, ацетилхолин, гистамин, кинины, особенно брадикинин, некоторые ферменты, в первую очередь гиалуронидаза) в физиологических концентрациях снижают сопротивляемость гисто-гематических барьеров и тем самым повышают переход веществ из крови в органы и ткани. Противоположное действие оказывают катехоламины, соли кальция, витамин Р. При патологических состояниях организма барьерные функции нередко перестраиваются, сопротивляемость гисто-гематических барьеров повышается или снижается. В одних случаях эта перестройка усиливает, в других ослабляет течение заболевания. Снижение сопротивляемости гисто-гематических барьеров делает органы более восприимчивыми к ядам и инфекциям, по некоторым данным, усиливает опухолевый рост. Напротив, повышение сопротивляемости может носить в определенных случаях защитный или компенсаторный характер. Учитывая, что в большинстве случаев гисто-гематические барьеры препятствуют поступлению в органы введенных с лечебной целью лекарственных веществ и антител важное значение для клиники имеет проблема регулирования функционального состояния барьеров. Установлено, что облучение (общее или местное) разными участками светового спектра (инфракрасным и ультрафиолетовым), воздействие ультракороткими, высокочастотными волнами, рентгеновскими лучами, ультразвуком, электромагнитным полем сверхвысокой частоты, а также введение в организм некоторых гормонов (например, кортизона), психотропных веществ, витаминов и т. д. снижает сопротивляемость гисто-гематических барьеров. Все эти методы могут быть использованы в клинической практике для целенаправленного изменения состояния барьерных функций. Искусственное снижение сопротивляемости того или иного гистогематического барьера путем различных физических или фармакологических воздействий может повысить или расширить действие лекарственных препаратов, не проникающих в микросреду органа, в то время как повышение сопротивляемости служит целям профилактики при инфекциях, интоксикациях, опухолевом росте и т. д. В определенных случаях для непосредственного воздействия на пораженный орган химического соединения, лекарственные препараты, лечебные сыворотки вводятся в обход барьера (например, в цереброспинальную жидкость, плевральную и синовиальные полости и т. д.) или в питающую орган артерию.

Библиогр.: Гисто-гематические барьеры, под ред. Л. С. Штерн, М., 1961; Кассиль Г. Н. Гемато-энцефалический барьер, М., 1963; Проблемы гисто-гематических барьеров, под ред. JI. С. Штерн, М., 1965; Развитие и регуляция гисто-гематических барьеров, под ред. Л. С. Штерн, М., 1967; Структура и функция гисто-гематических барьеров, под ред. Я. А. Росина, М., 1971; Физиология и патология гисто-гематических барьеров, под ред. JI. С. Штерн, М., 1968; Штерн Л. С. Непосредственная питательная среда органов и тканей, М., 1960; G e 1 1 h о г n E. et R ё g n i e г J. La регтёаЫШё en phy-siologie et en pathologie g6n6rale, P., 1936.

Барьерные функции организма - это функции защиты, обеспечивающие здоровье организма; они осуществляются особыми физиологическими механизмами (барьерами), защищающими организм от изменений окружающей среды, препятствующими проникновению в него бактерий, вирусов и вредных веществ, способствующими сохранению постоянного состава и свойств крови, лимфы, тканевой жидкости. Как и другие приспособительные и защитные функции организма (напр., Иммунитет), Б. ф. о. выработались в процессе эволюции по мере совершенствования многоклеточных организмов (см. Эволюционное учение).

Условно различают барьеры внешние и внутренние. К внешним барьерам относят кожу, дыхательную систему, пищеварительную систему, в т. ч. печень, а также почки (см. Мо-чевыделительная система). Кожа предохраняет животный организм от физ. и хим. изменений окружающей среды, принимает участие в регуляции тепла в организме (см. Терморегуляция). Кожный барьер препятствует проникновению внутрь организма бактерий, токсинов, ядов и способствует выведению из него некрых продуктов , гл. обр. путем выделения их через потовые железы с потом (см. Потоотделение). В дыхательной системе, помимо обмена газов (см. Дыхание), происходит очищение вдыхаемого воздуха от пыли и различных вредных веществ, находящихся в атмосфере, гл. обр. при участии эпителия, выстилающего слизистую оболочку полости носа и бронхов и имеющего специфич. строение. Поступающие в пищеварительную систему пищевые вещества преобразуются в желудке и кишечнике, становятся пригодными для усвоения организмом; непригодные вещества, а также газы, образующиеся в кишечнике, выводятся из организма в результате перистальтики кишечника. В пищеварительной системе очень важную барьерную роль играет печень, в к-рой обезвреживаются чужеродные для организма ядовитые соединения, поступившие с пищей или образовавшиеся в полости кишечника. Почки регулируют постоянство состава крови, освобождают ее от конечных продуктов обмена веществ. К внешним барьерам относятся также слизистые оболочки полости рта, глаз, половых органов.

Внутренние барьеры, находящиеся между кровью и тканями, называются гистогематическими барьерами. Основная барьерная функция осуществляется кровеносными капиллярами. Существуют также более специализированные барьерные образования между кровью и центральной нервной системой (мозгом), между кровью и водянистой влагой глаза, между кровью и эндолимфой лабиринта уха (см. Ухо), между кровью и половыми железами и т. д.

Особое место занимает плацентарный барьер между организмами матери и плода - плацента, осуществляющая чрезвычайно важную функцию - защиту развивающегося плода (см. Беременность). По современным представлениям, в систему внутренних барьеров входят также барьеры, находящиеся внутри клеток.

Внутриклеточные барьеры состоят из особых образований - трехслойных мембран, входящих в состав различных внутриклеточных образований (см. Клетка) и клеточной оболочки. Внутренние, гистогематические, барьеры органа определяют функциональное состояние каждого органа, его деятельность, способность противостоять вредным влияниям. Значение таких барьеров заключается в задержке перехода того или иного чужеродного вещества из крови в ткани (защитная функция) и в регуляции состава и свойств непосредственно питательной среды органа, т. е. создание наилучших условий для жизнедеятельности органа (регуляторная функция), что очень важно для всего организма и его отдельных частей. Так, при значительном повышении концентрации того или другого вещества в крови содержание его в тканях органа может не измениться или повыситься незначительно. В других случаях количество необходимого вещества в тканях органа увеличивается, несмотря на постоянную или даже низкую его концентрацию в крови. Барьеры активно отбирают из крови необходимые для жизнедеятельности органов и тканей вещества и выводят из них продукты обмена веществ.

Физиол. процессы, протекающие как в здоровом, так и в больном организме, регуляция функций и питание органа, соотношение между отдельными органами в целостном организме тесно связаны с состоянием гистогематических барьеров. Снижение сопротивляемости барьеров делает орган более восприимчивым, а повышение ее - менее чувствительным к хим. соединениям, образовавшимся в процессе обмена веществ в организме или введенным в организм с леч. целью. К внутренним защитным барьерам относятся соединительная ткань, различные образования лимфатической ткани (см. Лимфатическая система), лимфа и кровь. Особенно велика их роль в освобождении организма от живых возбудителей различных заболеваний.

Решающее значение в возникновении болезней имеет нарушение сопротивляемости как внешних, так и внутренних барьеров по отношению к различным микробам, чужеродным веществам и вредным веществам, образующимся при нормальном и особенно при нарушенном обмене веществ. Циркулируя в крови, они могут явиться во многих случаях причиной возникновения патол, процесса в отдельных органах и в целом организме. Большая приспособляемость барьеров к постоянно меняющимся условиям окружающей среды и к изменяющейся в процессе жизнедеятельности внутренней среде (состав крови, тканевой жидкости) играет важную роль в жизнедеятельности организма в целом.

Б. ф. о. меняются в зависимости от возраста, нервных и гормональных изменений, от тонуса нервной системы, от влияния многочисленных внешних и внутренних причин. Состояние Б. ф.о. изменяется, напр., при нарушении смены сна и бодрствования, при голодании, утомлении, травмах, воздействии ионизирующей радиации и т. д.

Физиологические барьеры организма - это один из механизмов резистентности, которые служат для защиты организма или отдельных его частей, предотвращают нарушение постоянства внутренней среды при воздействии на организм факторов, способных разрушить это постоянство - физических, химических и биологических свойств крови, лимфы, тканевой жидкости.

Условно различают внешние и внутренние барьеры.

К внешним барьерам относят:

1. Кожу, охраняющую организм от физических и химических изменений в окружающей среде и принимающую участие в терморегуляции.

2. Наружные слизистые оболочки, обладающие мощной антибактериальной защитой, выделяя лизоцим .

Дыхательный аппарат обладает мощной защитой,постоянно сталкиваясь с огромным количеством микробов и различных веществ окружающей нас атмосферы. Механизмы защиты: а) выброс - кашель, чихание, перемещение ресничками эпителия, б) лизоцим, в) противомикробный белок - иммуноглобулин А, секретируемый слизистыми оболочками и органами иммунитета (при недостатке иммуноглобулина А - воспалительные заболевания).

3. Пищеварительный барьер: а) выброс микробов и токсических продуктов слизистой оболочкой (при уремии), б) бактерицидное действие желудочного сока + лизоцим и иммуноглобулин А, затем щелочная реакция 12-перстной кишки - это первая линия защиты.

Внутренние барьеры регулируют поступление из крови в органы и ткани необходимых энергетических ресурсов и своевременный отток продуктов клеточного обмена веществ, что обеспечивает постоянство состава, физико-химических и биологических свойств тканевой (внеклеточной) жидкости и сохранение их на определенном оптимальном уровне.

К гисто - гематическим барьерам могут быть отнесены все без исключения барьерные образования между кровью и органами. Из них наиболее специализированных важным являются гемато-энцефалический, гемато-офтальмический, гемато-лабиринтный, гемато-плевральный, гемато-синовиальный и плацентарный. Структура гисто-гематических барьеров определяется в основном строением органа, в систему которого они входят. Основным элементом гисто-гематических барьеров являются кровеносные капилляры. Эндотелий капилляров в различных органах обладает характерными морфологическими особенностями. Различия в механизмах осуществления барьерной функции зависят от структурных особенностей основного вещества (неклеточных образований, заполняющих пространства между клетками). Основное вещество образует мембраны, окутывающие макромолекулы фибриллярного белка, оформленного в виде протофибрилл, составляющего опорный остов волокнистых структур. Непосредственно под эндотелием располагается базальная мембрана капилляров, в состав который входит большое количество нейтральных мукополисахаридов. Базальная мембрана, основное аморфное вещество и волокна составляют барьерный механизм, в котором главным реактивным и лабильным звеном является основное вещество.

Гемато-энцефалический барьер (ГЭБ) - физиологический механизм, избирательно регулирующий обмен веществ между кровью и центральной нервной системой, препятствует проникновению в мозг чужеродных веществ и промежуточных продуктов. Он обеспечивает относительную неизменность состава, физических, химических и биологических свойств цереброспинальной жидкости и адекватность микросреды отдельных нервных элементов. Морфологическим субстратом ГЭБ являются анатомические элементы, расположенные между кровью и нейтронами: эндотелий капилляров, без промежутков,накладываются как черепичная крыша,трех слойная базальная мембрана клетки глии, сосудистые сплетения, оболочки мозга, и естественное основное вещество (комплексы белка и полисахаридов). Особую роль отводят клеткам нейроглии. Конечные периваскулярные (присосковые) ножки астроцитов, прилегающие к наружной поверхности капилляров, могут избирательно экстрагировать из кровотока необходимые для питания вещества, сжимая капилляры - замедляя кровоток и возвращают в кровь продукты обмена. Проницаемость ГЭБ в различных отделах неодинакова и может по-разному изменяться. Установлено, что в мозге имеются "безбарьерные зоны " (аrea postrema, нейрогипофиз, ножка гипофиза, эпифиз и серый бугорок), куда введенные в кровь вещества поступают почти беспрепятственно. В некоторых отделах мозга (гипоталамус ) проницаемость ГЭБ по отношению к биогенным аминам, электролитам, некоторым чужеродным веществам выше других отделов, что и обеспечивает своевременное поступление гуморальной информации в высшие вегетативные центры.

Проницаемость ГЭБ меняется при различных состояниях организма - во время менструации и беременности, при изменении температуры окружающей среды и тела, нарушении питания и авитаминозе, утомлении, бессоннице, различных дисфункциях, травмах, нервных расстройствах. В процессе филогенеза нервные клетки становятся более чувствительными к изменениям состава и свойств окружающей их среды. Высокая лабильность нервной системы у детей зависит от проницаемости ГЭБ.

Селективность (избирательная) проницаемость ГЭБ при переходе из крови в спиномозговую жидкость и ЦНС значительно выше, чем обратно. Изучение защитной функции ГЭБ имеет особое значение для выявления патогенеза и терапии заболеваний ЦНС. Снижение проницаемости барьера способствует проникновению в центральную нервную систему не только чужеродных веществ, но и продуктов нарушенного метаболизма; в то же время повышение сопротивляемости ГЭБ частично или полностью закрывает путь защитным антителам, гормонам, метаболитам, медиаторам. В клинике предложены различные методы повышения проницаемости ГЭБ (перегревание или переохлаждение организма, воздействие рентгеновскими лучами, прививка малярии), либо введение препаратов непосредственно в цереброспинальную жидкость.

Иммунитет. Патофизиология иммунитета (Лекция № VI).

1. Понятие об иммунной системе, классификация иммунопатологических процессов.

2. B-тип иммунного ответа.

3. T-тип иммунного ответа.

4. Феномены трансплантационного иммунитета.

5. Виды иммунологической толерантности.

6. Формы и механизмы первичных иммунодефицитов.

7. Механизмы вторичных иммунодефицитов.

Иммунный ответ (immunitas – освобождение от налогов) - это способ защиты организма от живых тел и веществ, несущих на себе признаки чужеродной генетической информации.

Задачей иммунной системы является сохранение антигенно - структурного гомеостаза организма.

Генетический контроль иммунного ответа опосредован генами иммунореактивности и главным комплексом гистосовместимости. Внутрисистемная регуляция основывается на эффектах лимфо- и монокинов и гуморальных факторов тимуса, интерферонов и простагландинов, на активности супрессоров и хелперов.

Изменение функционального состояния иммунной системы (ИС) при повреждении организма и развитие болезни изучает раздел иммунологии и патофизиологии - иммунопатология .

Классификация иммунопатологических процессов:

I. Защитно-приспособительные реакции ИС:

1) B-тип иммунного ответа(ИО),

2) T-тип иммунного ответа,

3) Иммунологическая толерантность (ИТ).

II. Патологические реакции ИС - феномены аллергии и аутоиммуноагрессии.

III. Иммунологическая недостаточность :

1) Первичные (наследственные)иммунодефициты (ИД),

2) Вторичные (приобретенные)иммунодефициты или иммунодепрессия.

Человек изучает свое физическое тело в продолжение всей своей истории. И хотя наука сделала множество поразительных открытий, и давно известны функции каждого органа, человеческий организм не перестает нас удивлять необычайной выносливостью и чудесами приспособляемости. Часто человек не подозревает, какие возможности заключены в его собственном теле, и только чрезвычайные ситуации и угроза гибели способны мобилизовать могущественные силы, скрытые до времени.

Очередная книга серии рассказывает о самых удивительных загадках человеческого организма. Книга издается в авторской редакции.

Книга:

Когда говорят об уникальной способности человеческого организма противостоять многочисленным болезнетворным бактериям и вирусам, то его иногда сравнивают с неприступной крепостью с несколькими защитными рубежами.

Первыми встречают непрошеных гостей кожа и слизистые оболочки. Это довольно серьезное препятствие для многих микроорганизмов. Например, кожа имеет специальную систему, благодаря которой она освобождается от попавших на ее поверхность бактерий и микробов. Занимаются этой работой сальные и потовые железы. Они выделяют молочные и жирные кислоты, которые понижают водородный показатель (pH) до 5,5. В результате поверхность кожи становится кислой, а такая среда для жизни большинства микробов является абсолютно непригодной.

Защищают наше тело от болезнетворных агентов и эпителиальные клетки, которые выстилают желудочно-кишечный тракт, дыхательные пути, каналы выделительной системы. Например, в слизистой оболочке желудочно-кишечного тракта имеются вещества, убивающие вредную микробную флору. В желудке на опасных «пришельцев» воздействует желудочный сок, содержащий соляную кислоту.

Кроме того, снаружи нашего тела и внутри него постоянно присутствуют различные микроорганизмы, в совокупности называемые микрофлорой. Так, в кишечнике имеется огромное количество бактерий, которые, постоянно проживая там, не только не вредят нашему организму, а, наоборот, чаще всего помогают ему нормально функционировать, убивая враждебных микроскопических пришельцев.

Кожа тоже имеет своих «постоянных обитателей», занятых обороной нашего организма. Они, например, вполне успешно противостоят такому опасному противнику, как возбудитель сибирской язвы. А обитающие в верхних дыхательных путях пневмококки эффективно борются с вирусами гриппа. У женщин нормальная микрофлора влагалища представлена шестью видами бактерий, формирующих среду, в которой не могут жить другие микроорганизмы.

Центральный орган иммунной системы – тимус, или вил очковая железа

А в слюне и в слезах содержатся особые белковые вещества, которые тоже смертельны для многих микробов.

Но нередко микробы и вирусы все же прорываются через наружные защитные барьеры. И тогда на защиту организма встает иммунная система. Ее основная задача заключается в том, чтобы распознать и удалить из тела все чужеродные биологические объекты: микробы, вирусы, грибки и даже собственные клетки и ткани, если они изменятся и станут опасными.

В иммунную систему входят различные по своему строению и функциям органы, ткани и клетки. Но, несмотря на это, все ее составляющие являются единым целым, а основные защитники имеют и общую родословную.

Корни иммунной системы находятся в не совсем обычном месте: внутри костей. Да, да, именно отсюда она берет свое начало, развиваясь из костного мозга.

Закладывается он у эмбриона в конце второго месяца развития, и к тому моменту, когда ребенок появляется на свет, заполняет все полости костей. А многочисленные кровеносные сосуды, его пронизывающие, придают костному мозгу красный цвет. Костный мозг выполняет в организме очень важную и ответственную функцию – он производит клеточные элементы крови: эритроциты, лейкоциты, тромбоциты.

Но свой кроваво-красный цвет костный мозг сохраняет недолго. Практически сразу после рождения (в первые 6 месяцев) в костном мозге начинают зарождаться первые жировые клетки. А уже к 20–25 годам желтым костным мозгом оказываются фактически полностью заполненными все костномозговые полости диафизов длинных трубчатых костей.

Красный костный мозг – по сути, центральный орган иммунной системы человека. У взрослых людей он концентрируется в ячеистых структурах лопатки, костей таза и других плоских костях. Кроме того, он находится внутри губчатых костей – грудины, позвонков и т. д., а также в концевых участках трубчатых костей. Общий вес костного мозга достигает 1,5 килограмма.

Появляется красный мозг из миелоидной ткани, в которой находятся небольшие, диаметром 8–10 микрон, стволовые кроветворные клетки, которые, по сути, являются прародителями всех форменных элементов крови. Затем эти элементы током крови доставляются в органы иммунной системы, в которых происходит их дальнейшая специализация.

Прибыв на место, стволовая клетка продолжает свое развитие, которое может идти в одном из двух направлений.

Первый из них – это превращение в В-лимфоциты. Это их название связано со специальным органом у птиц, в котором эти клетки достигают состояния зрелости. Называется он сумкой Фабрициуса и состоит из участка лимфатической ткани в стенке клоаки. А сумка по латыни «bursa». По первой букве этого слова лимфоциты и получили свое наименование.

Аналогичный орган анатомы и физиологи пытались обнаружить и у человека. Но так и не нашли. По этой причине возникло предположение, что аналог «бурсы» находится в костном мозге. А возможно, он представлен лимфатическими узелками, находящимися в подвздошной кишке или в червеобразном отростке – аппендиксе.

Что же касается структуры и роли В-лимфоцитов в организме, то это маленькие клетки диаметром 8,5 микрона, с расположенным внутри ядром. Они являются основными участниками иммунологических реакций особого, так называемого гуморального типа, главная обязанность которого – своевременная и эффективная защита организма от различных микроорганизмов.

Стволовые клетки, оказавшись в органах иммунной системы, могут дифференцироваться и в иной тип клеток-защитниц – в Т-лимфоциты. Но для того, чтобы превратиться в Т-лимфоцит, стволовой клетке необходимо попасть в другой центральный орган иммунной системы – тимус, который нередко называют вилочковой железой. Это – мягкое образование светло-желтого цвета, которое находится в грудной полости, за верхней частью грудины. Состоит тимус из двух разных по форме и размеру частей, плотно прилегающих одна к другой.

В человеческом организме появляется он на первом месяце развития человеческого эмбриона. У появившегося на свет младенца вес тимуса достигает 12 граммов. С каждым годом его масса постепенно увеличивается, и у половозрелого человека тимус весит приблизительно 35–40 граммов.

И вдруг на пике развития в тимусе начинают происходить странные метаморфозы: он начинает терять вес, а его ткань заполняется жировыми клетками. Причем эти процессы происходят довольно быстро, и к 25 годам тимус весит уже около 25 граммов. В пожилом возрасте его масса еще меньше – примерно 15 граммов. А у стариков он вообще превращается в карлика весом около 6 граммов, то есть в два раза легче, чем у младенца.

Состоит тимус из следующих структурных элементов. Снаружи он покрыт соединительно-тканной капсулой. Отходящие вглубь от нее тяжи – септы – делят вил очковую железу на небольшие дольки. Под капсулой находится наружный корковый слой с огромным количеством делящихся лимфоцитов. Глубже располагаются еще два слоя: собственно корковое вещество тимуса и мозговое.

По мере того, как мелкие лимфоциты достигают зрелости, они перемещаются из коркового слоя в мозговой. Часть лимфоцитов в этом участке тимуса и гибнет. В то же время другие продолжают свое развитие и на различных стадиях, вплоть до полностью зрелых Т-клеток, выходят из тимуса в кровеносную и лимфатическую системы, по которым и циркулируют по всему организму.

Кроме лимфоцитов, в вил очковой железе в незначительном количестве присутствуют и другие клеточные элементы иммунной системы: клетки-пожиратели инородных элементов – макрофаги и нейтрофилы, занятые в аллергических реакциях организма – эозинофилы, и высокоспециализированные иммунные клетки, называемые тучными, которые участвуют в адаптивном иммунитете.

Итак, тимус – центральная структура иммунной системы, занятая производством Т-лимфоцитов, название которых, о чем нетрудно догадаться, происходит от первой буквы слова «тимус». Основная функция Т-лимфоцитов – «борьба» с чужеродными элементами и осуществление контроля над выработкой антител против болезнетворных агентов.

Следует иметь в виду, что количество лимфоцитов в вил очковой железе напрямую зависит от времени суток. Действительно, днем и ночью их в тимусе больше, а вечером и утром – меньше. Связано это с тем, что в утреннее и вечернее время они перемещаются в кровяное русло.

Любопытным является и тот факт, что клетки вилочковой железы полностью обновляются в течение всего лишь 4–6 дней.