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

Так выглядит строение головного мозга ^[1]

Гематоэнцефалический барьер в нашем организме — это такая структура, которая защищает наш мозг ^[2] от всего, что может ему навредить. Иногда этот барьер ломается и уже не может останавливать всё, что в мозг ^[2] 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 ^[2] 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 ^[2] 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.

Основные внешние признаки у воспаления довольно понятные: покраснение, отёк, жар, боль, нарушение функции.

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 ^[3] можно увидеть, где внутри нас живёт иммунная система:

Как видно, здесь не отмечен головной мозг ^[2], а статья у нас про его воспаление. Возникает вопрос — а как и почему тогда мозг ^[2] умеет воспаляться и как там работает иммунная система?

Что такое головной мозг и как в нём работает иммунная система

Центральная нервная система ^[4] раньше считалась таким иммуннопривилегированным органом — то есть её ткань якобы находится за пределами контроля иммунной системы. «Иммунная привилегия мозга» предполагала, что мозг ^[2] 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 ^[2] — важная штука. Мне нравится аналогия с компьютером. Мозг ^[2] — 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 ^[2] 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 ^[2] получать можно и нужно, а вот, например, иммуноглобулины в мозг ^[2] проникать не должны. Это такие крупные белковые клетки, которые, попав в мозг ^[2], начали бы развивать в нём бурную деятельность — аутоиммунные реакции, например. То есть мозг ^[2] 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 ^[2] служит гематоэнцефалический барьер. Это умная структура, которая разделяет кровеносную систему и центральную нервную систему. Главная задача ГЭБ — обеспечить автономность и саморегуляцию головного мозга ^[2], выстроив барьер между кровью и спинномозговой жидкостью.

Получается, что ГЭБ проницаема для одних структур и непроницаема для других. Результаты исследований ^[4], которые доказали, что через ГЭБ действительно проходят определённые вещества, лишили головной мозг ^[2] статуса «неприкасаемости».

Гематоэнцефалический барьер

Строение ГЭБ ^[5]

Так как ГЭБ не пропускает антитела и антигены, и у мозга ^[2] 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.

Много сложных терминов, расскажу немного про каждый.

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 ^[2] 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 ^[2].

Какие бывают воспалительные процессы в мозге

Технически процесс воспаления в головном мозге ^[2] 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 ^[2] — это менингит. А могут воспалиться и внутренние структуры мозга ^[2] — это энцефалит.

Про менингит

Менингококки ^[6] — 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 ^[2]. 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 ^[2] 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 ^[7] 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 ^[2] 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 ^[2] 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 ^[8]

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 ^[2].

Пример того, как лейкоциты проникают через ГЭБ ^[9]

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 ^[2] 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 ^[2]. 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 ^[10]

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 ^[2] 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.

Стандартная схема у процесса вакцинации такая: делаются 2 прививки с разницей 1 или 3 месяца. А через год делается ревакцинация.

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 ^[11], 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 ^[2] сформирована своя автономная иммунная система. Гематоэнцефалический барьер, как такая селективная Великая китайская стена, не пропускает к мозгу ^[2] 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 ^[2], 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 ^[2].

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.