Воспаления головного мозга: как это вообще работает, если за ГЭБ нет иммунной системы

Воспаления головного мозга: как это вообще работает, если за ГЭБ нет иммунной системы

Так выглядит строение головного мозга

Гематоэнцефалический барьер в нашем организме — это такая структура, которая защищает наш мозг от всего, что может ему навредить. Иногда этот барьер ломается и уже не может останавливать всё, что в мозг попадать не должно. И в этом случае случается воспаление.

Но воспаление — это штука, которую делает иммунная система. А за ГЭБ иммунной системы нет — ведь мозг функционирует автономно и независимо от остальных систем в организме. Как тогда получается, что люди умирают от менингита и энцефалита?

Дело в том, что иммунитет за ГЭБ всё-таки есть — правда, свой собственный. Поэтому там могут развиваться воспалительные процессы. Медицина уже очень много знает и умеет, но тёмных пятен в истории с иммунной системой в мозге ещё предостаточно — кстати, это перспективное поле для получения Нобелевской, если вы вдруг планировали.

Что такое воспаление

Воспаление — это такой процесс, который запускает иммунная система организма, чтобы защититься от повреждения или от действия патогенного раздражителя, а потом восстановить повреждённую область. Если разложить воспаление по пунктам, то получим такую последовательность:

1. Альтерация: когда повреждаются ткани.
2. Экссудация: когда жидкость и клетки крови выходят из сосудов и попадают в ткани и органы, формируя отёк.
3. Пролиферация: когда клетки начинают размножаться и восстанавливается целостность ткани.

Повреждённые воспалительным процессом клетки начинают выделять эйкозаноиды и цитокины, иммунные клетки получают сигнал, что им пора включаться в работу и тут же устремляются к месту событий.

Если очень коротко про иммунную систему и зачем она нужна: это такая сложная структура, которая защищает организм от инфекций и патогенов. Основа вакцинации — это иммунологическая память, когда организм учится развивать более сильный иммунный ответ после встречи с патогеном.

На этой схеме можно увидеть, где внутри нас живёт иммунная система:

Как видно, здесь не отмечен головной мозг, а статья у нас про его воспаление. Возникает вопрос — а как и почему тогда мозг умеет воспаляться и как там работает иммунная система?

Что такое головной мозг и как в нём работает иммунная система

Центральная нервная система раньше считалась таким иммуннопривилегированным органом — то есть её ткань якобы находится за пределами контроля иммунной системы. «Иммунная привилегия мозга» предполагала, что мозг не может себе позволить такую роскошь, как проявление иммунной реакции. Из-за того, что объём черепа ограничен, иммунная реакция могла бы вызвать резкий скачок внутричерепного давления и гибель нейронов.

Чуть отойду от темы, чтобы объяснить, насколько мозг — важная штука. Мне нравится аналогия с компьютером. Мозг — это центральный процессор. Неважно, в каком у нас состоянии мышка и клавиатура, если вдруг с процессором что-то не так. Полетел процессор — летит к чертям всё остальное.

Так же и в организме — от функционирования головного мозга зависит работа вообще всего. Поэтому очень важно, чтобы он был максимально изолирован от лишнего, но при этом, например, имел источник бесперебойного питания — глюкозу. Глюкозу мозгу получать можно и нужно, а вот, например, иммуноглобулины в мозг проникать не должны. Это такие крупные белковые клетки, которые, попав в мозг, начали бы развивать в нём бурную деятельность — аутоиммунные реакции, например. То есть мозг должен быть защищён от разных процессов в иммунной системе, которые распознают его ткань как чужеродную.

Так вот, фейсконтролем, фильтрующим кому можно войти, а кому нельзя, у мозга служит гематоэнцефалический барьер. Это умная структура, которая разделяет кровеносную систему и центральную нервную систему. Главная задача ГЭБ — обеспечить автономность и саморегуляцию головного мозга, выстроив барьер между кровью и спинномозговой жидкостью.

Получается, что ГЭБ проницаема для одних структур и непроницаема для других. Результаты исследований, которые доказали, что через ГЭБ действительно проходят определённые вещества, лишили головной мозг статуса «неприкасаемости».

Гематоэнцефалический барьер

Строение ГЭБ

Так как ГЭБ не пропускает антитела и антигены, и у мозга нет своей лимфатической системы, внутри этого автономного государства сформировалась собственная иммунная система.

Кирпичики, из которых она строится:

1. Лимфоидные клетки спинномозговой жидкости (Т- и В-лимфоциты и их субпопуляции), естественные киллерные клетки, моноциты и макрофаги.
2. Глиальные клетки нервной ткани (клетки микроглии и астроциты) и клетки эндотелия мозговых сосудов.
3. Гуморальные факторы, биологически активные вещества.

Первая группа клеток несёт специфические иммунные функции и умеет формировать локальный иммунный ответ в спинномозговой жидкости и ЦНС.

Астроциты и микроглия запускают механизм врождённого иммунитета, что, по сути, и есть основная защита мозга от инфекций. Клетки микроглии первыми реагируют на прямое повреждение ЦНС.

В третью подсистему входят гормоны (тимозин), медиаторы, пептиды, цитокины.

Получается, что внутри ЦНС сформировалась своя автономная иммунная система, которая умеет быть практически независимой от центральной иммунной системы. Тема эта в научном мире на самом деле всё ещё животрепещущая, нейрофизиологи до сих пор выдвигают теории по иммунным реакциям в мозге.

Какие бывают воспалительные процессы в мозге

Технически процесс воспаления в головном мозге начинается так же, как и в любом другом месте. Но так как иммунная система там специфическая, то проходит он по-другому.

Что может воспалиться? Может произойти воспаление оболочек головного мозга — это менингит. А могут воспалиться и внутренние структуры мозга — это энцефалит.

Про менингит

Менингококки — это грамм-отрицательные диплококки (когда две бактерии — кокки — сложены парой). Очень похожи на два зёрнышка внутри ягоды кофейного дерева. На этом снимке менингококки в спинномозговой жидкости.

Менингококк прилично вирулентен, передаётся воздушно-капельным путём и хорошо тропен к мозгу. Поражает такая инфекция преимущественно детей (чаще до 5 лет) и подростков — это больше 70% от общего числа больных. Дети в такой зоне риска находятся потому, что у них ещё несостоятельный иммунитет, и менингококк летит туда, как в удобную мишень. В зоне риска и иммуннокомпрометированные пациенты, это те, кто получает иммуносупрессивную терапию (например, при онкологии). Сюда же пойдут возрастные группы пациентов от 65 лет, с учётом хронических заболеваний.

Основные симптомы менингита: сильная головная боль, высокая лихорадка, изменённое состояние сознания (от ступора до комы), чувствительность к свету и звуку. Появляется специфическая звёздчатая сыпь. Ещё один яркий признак — ригидность затылочных мышц. Это когда они становятся настолько каменно-твёрдыми, что если попытаться пациента поднять за шею, то он поднимется весь, шея не сгибается. По сути, он превращается в одну сплошную доску. Происходит так потому, что вместе с головным мозгом воспаляется спинной.

По этиологии менингиты бывают разные: бактериальный (как раз менингококковый), вирусный (например, краснуха), грибковый, смешанный и другие типы.

Львиная доля менингитов — менингококковые. У нас со статистикой не очень, но вот, например, в США 13 процентов всех менингитов приходятся на менингококковую инфекцию. Это на самом деле колоссальное число.

У бактериального менингита есть разные возбудители, и то, какой именно поразил заболевшего, в основном зависит от возраста. У новорождённых и младенцев, например, бактериальный менингит чаще всего вызывают стрептококки группы B (в частности Streptococcus agalactiae), Escherichia (E.) coli (и другие грамотрицательные бактерии), Listeria monocytogenes.

А младенцев старшего возраста, детей и молодых людей чаще всего атакуют Neisseria meningitidis и Streptococcus pneumoniae. Менингит от последней порой приводит к смерти в течение нескольких часов. Сепсис, который вызван этой бактерией, может стать причиной коагулопатии и двустороннего геморрагического инфаркта надпочечников (синдром Уотерхаус — Фридериксена).

Haemophilus influenzae типа Б — в прошлом главная причина менингита у детей до 6 лет и среди других возрастов. Сегодня же это редкая причина в США и Западной Европе, где от этой бактерии масштабно проводится вакцинация (кроме тех местностей, где население не вакцинируется, — там в группе риска в большой степени дети от 2 месяцев до 6 лет).

Среди взрослых людей среднего возраста и старшего поколения наиболее распространённая причина бактериального менингита — S. Pneumoniae. У людей всех возрастов иногда вызывает менингит Staphylococcus aureus.

Как выявляют менингит?

У пациента берётся спинномозговая пункция. Это когда вводят иглу в полость между мягкой и паутинной мозговыми оболочками головного и спинного мозга и делают забор спинномозговой жидкости. Кстати, пациенту может стать чуть легче от самого процесса забора пункции — мы дренируем часть жидкости, отчего снижается давление и резко отпускает мучительная головная боль.

Забор люмбальной пункции выглядит вот так. Красно-коричневое — это дезинфицирующий раствор йодопирона.

Анализируем клетки, которые в ней содержатся, и понимаем, с чем имеем дело. Иногда может оказаться, что это не воспаление, а, например, опухоль — симптомы бывают очень похожие.

Как лечить?

Если мы видим у пациента все симптомы, которые я перечислил, то в первую очередь назначаем антибиотик широкого спектра. Когда мы берём спинномозговую пункцию, то должны обязательно сделать культуральный посев. Он готовится, к сожалению, несколько суток. Такой роскоши, как ждать несколько дней, у нас точно нет, поэтому антибиотик назначаем, не дожидаясь результата пункции.

Если подтверждается менингит, то пациенту будет назначено минимум три антибиотика. Скорее всего, и что-то противогрибковое. Например, противогрибковый препарат Флюконазол.

Если менингит вирусный, то основное лечение будет направлено на патогенетическую терапию. Это, в первую очередь, инфузионная терапия — когда мы вводим в кровоток определенные растворы, чтобы скорректировать или предотвратить патологические потери организма. Очень важный момент — диуретическая терапия. Мы даём пациенту диуретики, которые дают головному мозгу убирать лишнюю спинномозговую жидкость, потому что там, где воспаление, всегда много жидкости. Диуретики тормозят реабсорбцию воды и солей и делают мощный мочегонный эффект, мы сливаем лишнюю жидкость и восполняем новые жидкости через капельницы.

Так выглядит система для внутривенного вливания

На первое место выходят препараты, которые хорошо проходят через гематоэнцефалический барьер.

Кстати, про ГЭБ. Воспаление означает, что он «сломался»?

Коротко — да. Проницаемость ГЭБ была нарушена и менингококк, который при нормальном функционировании ГЭБ не пройдёт через барьер, проникает в мозг.

Пример того, как лейкоциты проникают через ГЭБ

Точный механизм проникновения менингококков через ГЭБ до конца не изучен, но на это влияют воспалительные процессы. Например, воспаление, вызванное листериями, может привести к тому, что ГЭБ станет для них проницаемым. Пневмококки, например, выделяют особый фермент, который делает эндотелий пористым. Через эти поры и проникает бактериальный агент.

Последствия менингита

При менингите может пострадать абсолютно всё. Слух, зрение, опорно-двигательный аппарат. После менингококка движение ликвора по спинному и головному мозгу может быть затруднено. Это в свою очередь сопровождается гидроцефальным синдромом — повышение внутричерепного давления. Не тот вымышленный синдром, который раньше всем подряд детям ставили, а настоящий гипертензионно-гидроцефальный синдром, который сопровождается головной болью, постоянной астенией и не купируется анальгетиками. Менингит может закончиться инвалидизацией или летальным исходом.

Про энцефалит и энцефалитного клеща

Энцефалит — это когда воспаляются внутренние структуры мозга. Энцефалиты бывают разные: вирусные, микробные, аллергические, инфекционные, токсические.

Вы, наверное, практически все слышали про энцефалитного клеща. Даже Сплин про него пел.

Выглядит он вот так:

Иксодовый клещ, переносчик клещевого энцефалита

В Сибири, например, вообще нет регионов, в которых бы не было эндемичности к энцефалитному клещу. В Московской области есть два эндемичных района: Дмитровский и Талдомский.

Что делать, если укусил клещ? Его нужно аккуратно снять и отнести в лабораторию на микробиологическое исследование. Если вдруг обнаруживается, что вам достался именно энцефалитный клещ, то нужно срочно бежать к врачу-инфекционисту. В этом случае проводится экстренная профилактика иммуноглобулином против клещевого энцефалита, причем важно, чтобы это было сделано не позднее 96 часов с момента присасывания клеща.

Симптомы клещевого энцефалита: лихорадка, интоксикация, поражение серого вещества мозга и его оболочек (а это уже как раз менингит, или менингоэнцефалит). Из последствий могут быть очень стойкие неврологические и психиатрические осложнения, и даже летальный исход.

Носителями вируса, по статистике, являются шесть клещей из ста, а вот заболеть от энцефалитного клеща могут не все — опять же, по статистике, это от 2 до 6% укушенных людей.

Как обезопасить себя от воспалений головного мозга

Чтобы научить организм делать то, что он в заводской комплектации не всегда умеет — например, давать правильный иммунный ответ после встречи с патогеном — мы делаем вакцинацию.

Какие бывают вакцины против клещевого энцефалита:

1. Клещ-э-вак — самая популярная отечественная вакцина.
2. FSME-IMMUN.
3. Энцевир нео.
4. Encepur.

Ещё бывает экстренная вакцинация, которая делается, если вы собираетесь ехать в эндемичную зону. Здесь делаются 2 прививки с разницей в 2 недели. Защитный уровень антител появляется в организме спустя 14 дней от введения 2-й вакцины. Ревакцинация тоже делается через 12 месяцев.

После трёх доз вакцинации защитный уровень антител сохраняется в организме приблизительно 3 года — поэтому ревакцинацию нужно делать каждые три года.

Вакцинация против менингококковой инфекции

Вакцины, которые защищают организм от менингококков, называются Менактра и Бексеро. Бексеро не сертифицирована в России, но у нас можно поставить Менактру.

Менактрой можно прививаться в возрасте от 9 месяцев до 55 лет, а Бексеро — для детей от 2 месяцев.

Итого

В головном мозге сформирована своя автономная иммунная система. Гематоэнцефалический барьер, как такая селективная Великая китайская стена, не пропускает к мозгу вещества, которые могут нарушить его работу, и пропускает то, что необходимо для его функционирования — например, глюкозу. Иногда ГЭБ пропускает не то, что хотел бы, а то, что считают нужным врачи. Например, средство для наркоза — пропофол — выключает пациента буквально за несколько ударов сердца с момента введения. Он неполярный и легко проходит через барьер. Часто это, наоборот, становится проблемой, если препарат нужно доставить в мозг, а через ГЭБ он проходит очень плохо. В таких случаях иногда приходится вводить антибиотики или химиотерапевтические препараты сразу в ликвор, с помощью люмбальной пункции, а не внутривенно.

Иногда в работе ГЭБ случаются сбои, что делают этот барьер проницаемым и приводит к развитию воспалительных процессов внутри головного мозга.

Менингиты и энцефалиты могут привести к тяжёлым последствиям, вплоть до инвалидизации и летальных исходов. Чтобы обезопасить себя, нужно вакцинироваться.

P.S. Если доберётесь до клиники, где я принимаю — «Наше время», — то говорите, что вы с Хабра: будет скидка 5 % на услуги.

• Блог компании Наше время
• Научно-популярное
• Мозг
• Здоровье

Источник https://habr.com/ru/companies/nv_clinic/articles/650133/