Основные теоретические представления о барьерных функциях организма построены на изучении барьера гематоэнцефалического. В дальнейшем они были перенесены, в известной степени механически, на все гистогематические барьеры. Между тем гематоэнцефалический барьер имеет свою специфику и свои анатомические и физиологические особенности и о нем речь будет идти особо.
Жизнедеятельность клеток и органов сама по себе предопределяет многообразие, постоянно возникающие и затухающие сдвиги в составе и свойствах их микросреды. Выравнивание этих сдвигов, поддержание устойчивости и постоянства возможны только при наличии безупречно действующих механизмов. Метаболизм клеток, удовлетворение их потребностей в необходимых питательных веществах, своевременное поступление гуморально-гормональной информации, координация и корреляция функций органов и физиологических систем, равно как и защита их от чужеродных, поступивших в кровь химических соединений или образовавшихся в ней продуктов нарушенного метаболизма, в высокой степени зависят от функционального состояния гистогематических барьеров. Отсюда основная, ведущая функция любого гистогематического барьера — регулирование состава и свойств непосредственной питательной среды органов и тканей. Эта функция действует постоянно, в то время как защитная проявляется только в случаях необходимости. Но и защищая, барьеры тем самым регулируют состав и свойства микросреды органов и тканей. Поэтому и защитная и регуляторная функции гистогематических барьеров составляют диалектическое единство, конечной целью которого является сохранение постоянства внутренней среды организма.
Химический состав, физико-химические и биологические свойства непосредственной питательной среды органов (тканевой жидкости) обусловлены: 1) поступлением веществ из крови, которое зависит от сопротивляемости гистогематического барьера данного органа в направлении кровь→ткани; 2) поглощением и использованием составных частей тканевой жидкости клетками и неклеточными элементами органа в процессе обмена веществ; 3) поступлением продуктов клеточного и тканевого обмена (метаболитов) в тканевую жидкость; 4) удалением метаболитов из тканевой жидкости, т. е. переходом их из непосредственной питательной среды органа в кровь через гистогематический барьер данного органа (ткани→кровь).
Существование барьеров между тканями и кровью оспаривается многими исследователями. Доказано, что не все вещества, циркулирующие в крови, проникают в ткани. В этом проявляется как защитная, так и регулирующая функция барьеров. Но известно также, что все вещества, поступившие из клеток в тканевую жидкость, выводятся в ток крови. Иначе организм не мог бы существовать. Однако выведение это происходит с различной скоростью для разных веществ и может изменяться в зависимости от состояния соответствующего барьера. В этом проявляется один из аспектов регулирующей функции барьеров.
Важнейшее значение для функции барьеров имеет очищение (клиренс) микросреды органов и тканей от продуктов распада и метаболизма. В нескольких экспериментальных работах мы пробовали вводить определенные вещества непосредственно в разные ткани и фиксировать время их перехода в кровь. С этой целью использовались различные радиоактивные изотопы, определение которых в крови и тканях осуществляется легко и просто. Оказалось, что одни вещества довольно быстро исчезают из тканей, в то время как другие обнаруживаются в них через длительный промежуток времени. В этих опытах переход в кровь замедлялся при возбуждении симпатического отдела вегетативной нервной системы, при состоянии стресса, при некоторых формах нарушения гипоталамической регуляции. В то же время возбуждение парасимпатического отдела вегетативной нервной системы сопровождалось обычно ускорением этого процесса. Интересно отметить, что в первом случае кровь содержала большие количества катехоламинов, во втором — ацетилхолина и гистамина. Вряд ли проницаемость гистогематических барьеров в направлении ткани→кровь регулируется одной лишь вегетативной нервной системой. Это мы увидим в главе о гематоэнцефалическом барьере, хотя она играет немаловажную роль в освобождении тканевой жидкости от продуктов обмена, ядовитых и вредных для организма веществ.