Синие кролики позволили ученым открыть в организме человека и животных очень важный защитный механизм.
Вирусные энцефалиты, столбняк, прогрессивный паралич… Как трудно, подчас невозможно бороться за жизнь и здоровье людей, в мозг которых проник возбудитель болезни.
При определенных условиях, например при гриппе, хроническом алкоголизме, вирусы сравнительно легко находят путь в мозг и спинномозговую жидкость. Туда могут проникнуть токсин столбняка, бледная спирохета — возбудитель сифилиса. Но лекарства, которые уничтожают вирус, нейтрализуют столбнячный яд, убивают спирохету, почти не могут попасть в мозг. Все, чем гордится современная наука, что было создано десятилетиями упорного труда многих тысяч ученых, все это оказывается бессильным перед врагом, засевшим в нервной ткани. Каждый раз он как бы отгораживается от всего организма непроницаемой преградой, стеной, через которую почти не проходят ни антибиотики и сульфаниламидные препараты, ни лечебные сыворотки.
С тех пор как была изготовлена противостолбнячная сыворотка, число заболеваний столбняком резко снизилось. Эта сыворотка, вовремя введенная при ранениях, предохраняет от заболевания столбняком, а во многих случаях и излечивает его, если болезнь своевременно распознана и начато ее лечение. Однако, несмотря на широкое профилактическое применение сыворотки, угроза столбнячной инфекции полностью еще не изжита. Это показал многолетний врачебный опыт.
Если столбняк развился, если его яд, так называемый столбнячный токсин, проник в мозг и зафиксировался нервными клетками, введение сыворотки в кровь во многих случаях не спасает больного. На пути сыворотки становится гемато-энцефалический барьер, и человек погибает, хотя организм его переполнен защитными веществами — антителами, способными обезвредить весь токсин, накопившийся в нервных клетках. Но столбнячный яд находится по одну сторону барьера, а противоядие — по другую. То же происходит и при некоторых формах энцефалита. Организм располагает всеми средствами, необходимыми для полного уничтожения вируса в крови и тканях, но не может подвести их к нервной клетке, где живет и размножается возбудитель болезни.
Мозговой барьер защищает нашу нервную систему от попавших в организм ядов или образовавшихся в процессе тканевого обмена ядовитых веществ, но попутно и задерживает лекарства, необходимые для уничтожения инфекции, проникшей в мозг.
Когда же мозговой барьер по какой-либо причине, например под влиянием неумеренного потребления спиртных напитков, теряет свои защитные свойства и сквозь него, как сквозь сито, начинают проникать в мозг вещества, отравляющие его клетки и изменяющие нормальную их деятельность, то могут развиться нервные и психические болезни, может нарушиться умственная деятельность человека.
Одно время у некоторых исследователей создалось впечатление, что мозг окружен какой-то «решеткой», мелкопористой тканью, сквозь которую молекулы одних веществ протискиваются, а молекулы других — застревают. Понадобилось немало лет и немало экспериментов, чтобы опровергнуть такого рода представления.
Химический состав и основные свойства крови здорового человека меняются мало. Внутренняя среда организма — кровь и тканевая (межклеточная) жидкость — сохраняет постоянство, что, по меткому выражению знаменитого французского физиолога Клода Бернара, «является условием свободной жизни». Человек может находиться в самых различных условиях, подниматься в космическое пространство, опускаться на дно моря, пикировать в самолете, стоять у раскаленного горна, жить в Арктике и на экваторе. Изменение внешней среды не отражается или, вернее, почти не отражается на состоянии внутренней среды.
В регуляции химического состава крови участвует ряд органов и физиологических систем. За миллионы лет своего существования организм человека и животного выработал множество сложнейших приспособительных механизмов, от взаимодействия которых зависят неизменность внутренней среды и бесперебойная, слаженная деятельность всех органов и тканей.
Среди этих механизмов немаловажное значение имеют так называемые тканевые барьеры, расположенные между кровью и межклеточной жидкостью органов. Исследования показали, что тканевые барьеры регулируют переход из крови в ткань органа питательных веществ, необходимых для его жизнедеятельности. Одновременно они способствуют быстрому удалению из органа уже использованных продуктов, отходов производства, если можно так сказать.
Мозговой барьер также является тканевым барьером; правда, он устроен сложнее других. И это понятно: ведь и «ответственности» у него, пожалуй, несколько больше, так как он охраняет наиболее важный и наиболее чувствительный ко всякого рода воздействиям орган, без которого жизнь высших организмов вообще немыслима.
И в мышечной ткани, и в тканях различных внутренних органов, и в мозгу находятся тончайшие разветвления кровеносных сосудов — капилляры. Их стенки проницаемы для одних веществ и почти непроницаемы для других. Они-то и являются первой линией обороны, передовыми форпостами тканевых барьеров.
Барьерными функциями обладает также соединительная ткань, окружающая капилляры, а в мозгу — нервное сплетение, известное под названием глия. По своему строению капилляры мозга отличаются от капилляров других органов. Стенки их окружены несколькими слоями ткани и служат надежной преградой между кровью и лежащими в глубине мозга нервными клетками. Глия представляет собой уже вторую линию обороны, а оболочка самой нервной клетки — третью. Таких линий обороны в мозгу много.
Для центральной нервной системы постоянство внутренней среды имеет исключительно важное значение. Нервные клетки, больше чем какие-либо другие, чувствительны к изменениям в составе и свойствах окружающей их тканевой жидкости.
Гемато-энцефалический барьер как верный часовой охраняет спинномозговую жидкость от всяческих колебаний и возможных изменений. Он активно участвует в питании головного и спинного мозга и обеспечивает поступление в центральную нервную систему питательных веществ в том количестве, которое необходимо для ее нормальной жизнедеятельности. Не больше и не меньше!
Конечно, мозговой барьер, как и другие тканевые барьеры, не является каким-то независимым, изолированным образованием в организме. Чутко и быстро отзываясь на изменения во внутренней среде мозга, на сигналы, поступающие из нервных центров и с периферии, барьер меняет в зависимости от условий свою проницаемость, повышает и понижает ее, регулируя питание мозговых клеток.
Когда в спинномозговой жидкости накапливаются в избытке какие-либо вещества, миллионы чувствительных нервных образований — рецепторов, разбросанных в стенках сосудов, в оболочках мозга, в нервной ткани, — сигнализируют о нарушении равновесия. И тотчас же центральная нервная система посылает клеткам, из которых складываются барьерные механизмы мозга, распоряжения: уменьшить проницаемость, ускорить «очищение» спинномозговой жидкости от одних веществ, задержать удаление из нее других. Основная задача мозгового барьера — регулировать питание и обмен веществ в центральной нервной системе. Но когда в крови появляются вещества, способные нарушить деятельность нервных клеток, когда, например, экспериментатор ввел животному в кровь какое-либо чужеродное вещество или человек отравился каким-то ядом, вступает в действие защитная функция барьера.
Огромный экспериментальный материал, накопленный в разных лабораториях и клиниках мира, показывает, что гемато-энцефалический барьер как бы оберегает мозг человека и животных от всевозможных случайностей, создает для нервных клеток постоянные и не изменяющиеся условия, не пропускает в нервную систему различные яды, которые могут оказаться для нее смертельными. Точная и бесперебойная работа многочисленных нервных клеток, умственная деятельность, психика, настроение, здоровье нередко зависят от состояния гемато-энцефалического барьера.