Гематоэнцефалический барьер не только сохраняет внутреннюю среду мозга от всевозможных колебаний и изменений. Он принимает активное участие в питании головного и спинного мозга и обеспечивает поступление в центральную нервную систему питательных веществ в том количестве, которое необходимо для ее нормальной жизнедеятельности. Надо полагать, что это основная, ведущая роль гематоэнцефалического барьера. Регулируя состав и свойства внутренней среды мозга, барьер защищает его от чужеродных и вредных веществ. А защищая мозг от всяких «химических» случайностей и неожиданностей, барьер регулирует постоянство его внутренней среды.
Одновременно наряду с быстрой «телеграфной» передачей от рецепторов по нервам в центральную нервную систему идут более медленные донесения по сосудам о химическом составе крови, о повышении или снижении содержания в ней продуктов обмена биологически активных веществ (метаболитов, гормонов, электролитов), о появлении угрожающих здоровью и жизни химических соединений, об опасности, о раздражении, о повреждении. Физиологическая информация поступает в мозг не только по нервным путям. Через гематоэнцефалический барьер информация приходит в мозг из общей внутренней среды организма.
Еще в 1885 г. выдающийся немецкий микробиолог Пауль Эрлих установил, что некоторым красящим веществам, введенным в кровь, путь в мозг закрыт. Но лишь во втором десятилетии нашего века Гольдман поставил опыт, блестяще подтвердивший наблюдения Эрлиха. Он ввел белому кролику в вену полуколлоидную синюю краску, трипановый синий. На вскрытии оказалось, что весь организм животного целиком пропитан краской. Трипановый синий проник во все органы — в мышцы, печень, легкие, почки, кишки. Одни ткани содержали больше краски, другие — меньше, но краска не проникла в мозг животного.
На своем пути она встретила преграду, препятствие, которое помешало ей попасть в нервные клетки или в жидкость, омывающую головной и спинной мозг, хорошо известную и врачам, и больным, — цереброспинальную жидкость.
Многие исследователи в разных лабораториях проверяли этот классический опыт. Но все это были отдельные наблюдения. Теорию гематоэнцефалического барьера создала Л. С. Штерн. В течение всей жизни она со своими учениками и сотрудниками разрабатывала эту проблему. Вместо трипанового синего животным вводили разнообразные вещества — краски, соли, лекарства, гормоны, яды. В последние годы стали вводить радиоактивные изотопы.
В настоящее время установлено, что одни вещества свободно переходят из крови в центральную нервную систему, другие почти полностью задерживаются барьером, третьи проникают в минимальных количествах и могут быть открыты в мозгу и цереброспинальной жидкости лишь в виде следов.
Гематоэнцефалический барьер защищает центральную нервную систему от всевозможных чужеродных, ядовитых веществ, проникших в кровь и способных повредить, отравить, разрушить необычайно чувствительные нервные клетки головного и спинного мозга. Барьер как бы стоит на страже мозга, не пропуская из крови различные яды, которые могут оказаться для него смертельными. Такие яды нередко появляются в организме при многих заболеваниях или случайно попадают в ток крови, например, при отравлениях.
Конечно, наивно думать, что гематоэнцефалический барьер, как и все гистогематические барьеры, является непреодолимой преградой, плотно закрытой бронированной дверью, отделяющей центральную нервную систему от общей внутренней среды. Непроницаемость его относительная и зависит в значительной степени от количества и концентрации находящихся в крови веществ, от состояния организма, от внешних воздействий и ряда других причин, обусловленных раздражениями, поступающими из внешней или внутренней среды. В каких-то незначительных количествах все введенные в кровь вещества проникают в центральную нервную систему и могут быть обнаружены с помощью чувствительных методов исследования.
Обширный экспериментальный материал, накопленный в лабораториях и клиниках разных стран, показывает, что гематоэнцефалический барьер имеет первостепенное значение для всей деятельности головного и спинного мозга. Даже незначительные изменения в составе окружающей мозг цереброспинальной жидкости или небольшие колебания в поступлении кислорода или питательных веществ к клеткам мозга оказывают подчас решающее влияние на их состояние.