Взаимодействие астроцитов и эндотелия и проницаемость гематоэнцефалического барьера

Гематоэнцефалический барьер (ГЭБ) образован эндотелиальными клетками мозга, выстилающими микрососуды, и представляет собой важный механизм защиты мозга от колебаний состава плазмы и циркулирующих веществ, таких как нейромедиаторы и ксенобиотики, способных нарушать функцию нервной системы. Барьер также играет важную роль в поддержании гомеостаза микроокружения мозга, необходимого для стабильной и согласованной активности нейронов. Фенотип ГЭБ формируется под влиянием окружающих клеток мозга, особенно астроцитарной глии, и характеризуется более сложными плотными контактами, чем в эндотелии других капилляров, а также рядом специфических транспортных и ферментных систем, регулирующих перенос молекул через эндотелиальные клетки. К транспортным системам, характерным для фенотипа ГЭБ, относятся механизмы захвата (например, переносчик глюкозы GLUT-1 и переносчик аминокислот L1) и транспортеры выведения (например, P-гликопротеин). Помимо участия в длительной индукции и поддержании барьера, астроциты и другие клетки способны выделять химические факторы, которые изменяют проницаемость эндотелия за секунды или минуты. Для изучения механизмов индукции и регуляции барьера использовали культуры клеток — как первичные, так и клеточные линии. Кондиционированная среда, полученная от культивируемых глиальных клеток, воспроизводит некоторые индуцирующие эффекты, что свидетельствует об участии диффузионных факторов. Однако во многих аспектах дифференцировки и индукции эндотелия важную роль играет внеклеточный матрикс. Выявлен ряд молекул-кандидатов, способных воспроизводить отдельные проявления опосредованной глиальными клетками индукции барьерного фенотипа эндотелия мозга; к ним относятся TGF-β, GDNF, bFGF, IL-6 и стероиды. Кроме того, было показано, что факторы, секретируемые эндотелиальными клетками мозга, включая лейкемия-ингибирующий фактор (LIF), индуцируют дифференцировку астроцитов. Таким образом, эндотелий и астроциты участвуют во взаимной индукции. Для ряда малых химических медиаторов, продуцируемых астроцитами и другими близлежащими клетками, показана способность быстро изменять проницаемость эндотелия мозга. Очевидно, что эндотелиальные клетки участвуют как в длительной, так и в кратковременной химической коммуникации с соседними клетками; особое значение имеют периваскулярные ножки астроцитов. Обсуждается роль индукции и регуляции барьера в нормальной физиологии и при патологических состояниях.