От греч. haima – кровь и enkephalos – мозг. Барьер в виде распределённого в трёхмерном пространстве головного мозга защитного фильтра между кровью и нервной тканью (один из гистогематических барьерных фильтров). Понятие, отражающее биологический феномен предотвращения поступления из крови в головной мозг патогенных агентов – вирусов и бактерий**, а также провоспалительных белков и токсичных веществ, в том числе и многих лекарственных препаратов, крупных, не свойственных головному мозгу белков и эритроцитов. С другой стороны, гематоэнцефалический барьер препятствует поступлению в кровь нейротрансмиттеров (нейромедиаторов), вырабатываемых нейронами***. “Барьер” расположен в стенках кровеносных сосудов мозга**** и создаётся клетками эндотелия, которые в сосудах головного и спинного мозга соединены друг с другом значительно плотнее (так называемые “плотные контакты”), чем в других сосудах тела. Разнообразные каналы в плазматических мембранах клеток эндотелия осуществляют селективную транспортировку, пропуская одни вещества и задерживая другие. В то же время через стенки эндотелия проходят клетки белой крови, обеспечивающие функцию защиты мозга от инфекций. Кроме клеток эндотелия барьер формируется и клетками глии, которые окружают сосуды мозга своеобразным чехлом, и также избирательно пропускают различные соединения. Капилляры мозга оплетены перицитами и астроцитами, обеспечивающими взаимодействие крови, эндотелия и нейронов. В свою очередь чехол из этих клеток окружают клетки микроглии, которая участвует в незамедлительной починке повреждённых капилляров и восстановлении гематоэнцефалического барьера ещё до того, как восстановится слой клеток эндотелия. Наконец, барьерная функция усиливается также базальной мембраной кровеносных сосудов мозга. Следует отметить, что в нейроциркуляторной области гипоталамуса нет гематоэнцефалического барьера (см. Мозг головной). Последние исследования гематоэнцефалического барьера показывают, что “протечки”, возникающие в нём, могут приводить к развитию нейродегенеративных заболеваний, включая и заболевания, характерные для стареющего головного мозга (см., например, Болезнь Альцгеймера). Такие “протечки” могут возникать, по-видимому (доказано в экспериментах на животных), и в результате воздействия на организм продолжительного и сильного стресса. В результате из кровяного русла в головной мозг могут поступать альбумины, которые, взаимодействуя с астроцитами и клетками микроглии, через рецепторы TGF-β активируют продукцию TGF-β и других цитокинов, что приводит к развитию воспалительных процессов, повреждающих нейроны. (Показано, что повышение уровня альбумина в головном мозгу сопровождается высоким уровнем TGF-β.) Синоним – “нервно-сосудистый блок” (этот термин отражает новый уровень понимания работы гематоэнцефалического барьера).
*Гематоэнцефалический барьер был открыт в конце XIX века немецким биохимиком и врачом Паулем Эрлихом (1854–1915, Нобелевская премия 1908 г. за создание сальварсана – препарата для лечения сифилиса) в процессе проведения экспериментов по окрашиванию тканей гистологическими красителями. (Краситель, введённый в кровоток мыши, окрашивал все ткани и органы, кроме головного мозга.)
**Бактерии и вирусы, проникающие через гематоэнцефалический барьер, вызывают воспалительные процессы, часто угрожающие жизни.
Недавно (2018 г.) нейробиологи из Университета Алабамы в Бирмингеме (штат Алабама, США) с помощью микроскопии высокого разрешения обнаружили в головном мозгу человека (в половине из 34 образцов головного мозга, принадлежавших ранее здоровым людям, и людям, больным шизофренией) кишечные бактерии из родов Bacteroides, Firmicutes и Proteobacteria. Интересен вопрос, как они туда попали?
***Считается, что гематоэнцефалический барьер формируется на 2-ой неделе после рождения ребёнка*****, но у взрослого человека с возрастом постепенно ослабевает; в то же время он отсутствует на сосудах воротной системы гипофиза в области срединного возвышения гипофизарной ножки (eminentia mediana), где заканчиваются терминали гипоталамических нейронов, выделяющих регуляторные нейропептиды.
****В головном мозгу человека протяжённость изгибающихся и извивающихся запутанными петлями защищённых барьером сосудов, обеспечивающих кровоснабжение примерно 100 млрд. нейронов, составляет в среднем 650 км.
*****Последние данные показывают, что плотные контакты между клетками эндотелия сосудов мозга образуются сразу после проникновения растущих сосудов внутрь эмбрионального мозга.