Regulatory capacity of the brain capillaries
https://doi.org/10.17238/1609-1175.2016.2.72
Abstract
The review provides the material evidence of the active role of capillaries in the circulatory regulation. The endothelium plays an important role in the blood-brain barrier permeability primarily by the release of chemical messengers that influence both on endothelial cells, pericytes and astroglia, and noncellular components on capillaries. The mechanisms that regulate the dynamic balance between these components are diverse, complex and not fully understood, but it is already clear that they all have the potential to participate in the management functions of the capillaries
About the Authors
V. M. Chertok
Pacific State Medical University
Russian Federation
Russian Federation
A. G. Chertok
Pacific State Medical University
Russian Federation
Russian Federation
References
1. Афанасьев А.А., Черток В.М. Использование автоматизированной системы анализа изображений Allegro-MC для количественной биомикроскопии микроциркуляторного русла // Тихоокеанский мед. журнал. 2004. № 2. С. 82-86.
2. Бредбери М. Концепция гемато-энцефалического барьера. М.: Медицина, 1983. 480 с.
3. Калиниченко С.Г., Матвеева Н.Ю., Мотавкин П.А. Морфофункциональная характеристика нейровазальных связей коры мозжечка // Тихоокеанский мед. журнал. 2015. № 1. С. 26-29.
4. Козлов В.И. Капилляроскопия в клинической практике. М.: Практическая медицина, 2015. 232 с.
5. Коцюба А.Е., Черток В.М. Нитроксидсодержащие элементы чувствительной иннервации артерий головного мозга // Тихоокеанский мед. журнал. 2009. № 2. С. 69-72.
6. Коцюба А.Е., Беспалова Е.П., Черток В.М. Влияние оксида азота на реактивность сосудов микроциркуляторного русла при воздействии лазером // Тихоокеанский мед. журнал. 2007. № 4. С. 44-46.
7. Куприянов В.В., Караганов Я.Л., Козлов В.И. Микроциркуляторное русло. М.: Медицина, 1975. 216 с.
8. Ломакин А.В., Черток В.М. Развитие капилляров мозга человека // Журнал неврологии и психиатрии. 1983. Т. 82, № 7. С. 1004-1007.
9. Мотавкин П.А., Ломакин А.В., Черток В.М. Капилляры головного мозга. Владивосток: ДВНЦ АН СССР, 1983. 140 с.
10. Мотавкин П.А., Черток В.М., Пиголкин Ю.И. Морфологические исследования регуляторных механизмов внутримозгового кровообращения // Морфология. 1982. Т. 82, № 6. С. 42-48.
11. Немков Ю.К., Черток А.Г., Черток В.М. Изменения капиллярного русла эндометрия матки крыс в течение эстрального цикла (гистохимическое исследование) // Морфология. 1999. Т. 102, № 4. С. 56-59.
12. Тихоокеанский медицинский журнал, 2016, № 2
13. Иванов А.Н., Пучиньян Д.М., Норкин И.А. Барьерная функция эндотелия, механизмы ее регуляции и нарушения // Успехи физиол. наук. 2015. Т. 46, № 2. С. 87-111.
14. Реутов В.П. Цикл оксида азота в организме млекопитающих и принцип цикличности // Биохимия. 2002. Т. 67, № 3. C. 353-376.
15. Реутов В.П., Сорокина Е.Г., Косицын Н.С. Проблемы оксида азота и цикличности в биологии и медицине // Успехи современной биологии. 2005. № 1. С. 41-65.
16. Самосудова Н.В., Реутов В.П., Ларионова Н.П. [и др.]. Нейроглиальные контакты, образующиеся в мозжечке при электрической стимуляции в присутствии NO-генерирующего соединения // Морфология. 2007. Т. 131, № 2. С. 53-58.
17. Сосудистый эндотелий / под ред. В.В. Куприянова, И.И. Бобрика, Я.Л. Караганова. Киев: Здоров’я, 1986. 248 с.
18. Черток А.Г., Немков Ю.К., Черток В.М. Функциональная морфология капиллярного русла матки после введения синестрола // Бюл. эксперим. биол. и мед. 1990. № 6. С. 605-607.
19. Черток В.М. Выявление сосудов твердой мозговой оболочки при помощи АТФ-зы // Морфология. 1981. Т. 81, № 12. С. 45-50.
20. Черток В.М. Ультраструктура клеточных элементов капилляров мозга человека // Цитология. 1982. Т. 24, № 10. С. 1172-1176.
21. Черток В.М. Гистохимическая характеристика транспортной АТФ-азы в капиллярах мозга человека // Бюл. эксперим. биол. и мед. 1984. Т. 97, № 3. С. 375-377.
22. Черток В.М. Возрастные изменения капилляров головного мозга человека (гистохимическое исследование) // Морфология. 1985. Т. 88, № 2. С. 28-34.
23. Черток В.М. Локальные особенности ультраструктуры внутримозговых артерий плодов человека // Журнал неврологии и психиатрии. 1988. Т. 88, № 10. С. 55-58.
24. Черток В.М., Быков Д.В. Влияние низкоинтенсивного лазерного излучения на капилляры головного мозга крыс // Бюл. эксперим. биол. и мед. 1993. Т. 115, № 2. С. 219-221.
25. Черток В.М., Коцюба А.Е. Рецепторный аппарат сосудов головного мозга при артериальной гипертензии // Журнал неврологии и психиатрии. 2010. Т. 110, № 10. С. 40-47.
26. Черток В.М., Коцюба А.Е. Оксид азота в механизмах афферентной иннервации артерий головного мозга // Цитология. 2010. Т. 52, № 1. С. 24.
27. Черток В.М., Коцюба А.Е. Изменения индуцибельной NO-синтазы в пиальных артериях разного диаметра у гипертензивных крыс // Бюл. эксперим. биол. и мед. 2011. Т. 152, № 8. С. 220-223.
28. Черток В.М., Коцюба А.Е. Особенности распределения ферментов синтеза H2S в стенке церебральных артерий у крыс // Бюл. эксперим. биол. и мед. 2012. Т. 154, № 7. С. 116-120.
29. Черток В.М., Коцюба А.Е. Иммунолокализация цистатионин ß-синтазы и цистатионин у-лиазы в стенке артерий головного мозга у нормо- и гипертензивных крыс // Доклады Академии наук. 2012. Т. 445, № 5. С. 602.
30. Черток В.М., Коцюба А.Е. Эндотелиальный (интимальный) механизм регуляции мозговой гемодинамики: трансформация взглядов // Тихоокеанский мед. журнал. 2012. № 2. С. 17-26.
31. Черток В.М., Момот Л.Н. Микроциркуляторное русло яичника крыс в норме и при лазерном облучении // Морфология. 1998. Т. 114, № 5. С. 74-78.
32. Черток В.М., Зенкина В.Г., Каргалова Е.П. Функциональная морфология яичника. Владивосток: Медицина ДВ, 2015. 152 с.
33. Черток В.М., Коцюба А.Е., Беспалова Е.П. Особенности реакции сосудов микроциркуляторного русла некоторых органов на воздействие гелий-неонового лазера // Тихоокеанский медицинский журнал. 2007. № 3. С. 48-52.
34. Черток В.М., Коцюба А.Е., Беспалова Е.В. Реакция микрососудов некоторых органов на лазерное облучение // Морфология. 2008. Т. 133, № 2. С. 150-151.
35. Черток В.М., Коцюба А.Е., Старцева М.С. Газообразные посредники в регуляции функций сосудов микроциркуляторного русла //Ангиол. и сосудистая хирургия. 2012. Т. 18. С. 58-59.
36. Черток В.М., Мирошниченко Н.В., Воткина М.В. [и др.]. Гистохимическая характеристика капиллярного русла мозга при воздействии низкоинтенсиного лазерного облучения // Журнал неврологии и психиатрии. 1993. Т. 93, № 5. С. 58-60.
37. Черток В.М., Момот Л.Н., Каргалова Е.П. Морфофункциональная характеристика капиллярного русла яичника крыс при воздействии низкоинтенсивного лазерного облучения // Бюл. эксперим. биол. и мед. 1998. Т. 126, № 7. С. 110-112.
38. Черток В.М., Немков Ю.К., Миронов А.А. Микроциркуляторное русло матки крыс в норме и при воздействии лазерного излучения // Морфология. 1991. Т. 100, № 3. С. 35-40.
39. Черток В.М., Пиголкин Ю.И., Мирошниченко Н.В. Гистохимическая характеристика капиллярного русла головного мозга человека при старении и атеросклерозе // Журнал невропатологии и психиатрии. 1984. Т. 76, № 7. С. 991-993.
40. Черток В.М., Пиголкин Ю.И., Мотавкин П.А. Холинергическая и адренергическая иннервация внутримозговых артерий человека в онтогенезе // Морфология. 1983. Т. 84, № 2. С. 22-29.
41. Черток В.М., Недобыльская Ю.П., Немков Ю.К. [и др.]. Влияние лазерного излучения на фоне фолликулина на капилляры матки крыс // Бюл. эксперим. биол. и мед. 1997. Т. 123, № 6. С. 718-720.
42. Ширинский В.П. Молекулярная физиология эндотелия и механизмы проницаемости сосудов // Успехи физиол. наук. 2011. Т. 42, № 1. С. 18-32.
43. Adams D.L., Piserchia V., Economides J.R. [et al.]. Vascular supply of the cerebral cortex is specialized for cell layers but not columns // Cerebral Cortex. 2015. Vol. 10. Р 3673-3681.
44. Afonso P.V., Ozden S., Prevost M.C. [et al.]. Human blood-brain barrier disruption by retroviral-infected lymphocytes: role of myosin light chain kinase in endothelial tight-junction disorganization // J. Immunol. 2007. Vol. 179, No. 4. Р 2576-2583.
45. Bennett H., Luft J., Hampton J. Morphological classification of vertebrate blood capillaries // Amer. J. Physiol. 1959. Vol. 196, No. 2. P. 381-390.
46. Bertler A., Falck B., Rosengren J. The direct demonstration of a barrier mechanism in the brain capillaries // Acta Pharmacol. Toxicol. 1966. Vol. 20. P. 317-321.
47. Boehning D., Snyder S.H. Novel neural modulators // Ann. Rev. Neurosci. 2003. Vol. 26. P. 105-131.
48. Carter T.D., Ogden D. Acetylcholine-stimulated changes of membrane potential and intracellular Ca2+ concentration recorded in endothelial cells in situ in the isolated rat aorta // Pflugers Arch. 1994. Vol. 428. P 476-484.
49. Chertok VM., Kotsyuba A.E. Age-associated characteristics of vasomotor regulation of the pia mater arteries in rats // Bulletin of Experimental Biology and Medicine. 2010. Vol. 149, No. 3. С. 364-368.
50. Kotsyuba A.E., Chertok V.M., Kotsyuba E.P Nitroxidergic nerve fibers of intracerebral vessels // Neuroscience and Behavioral Physiology. 2010. Vol. 40, No. 4. С. 451-455.
51. Feng S., Cen J., Huang Y. [et al.]. Matrix metalloproteinase-2 and -9 secreted by leukemic cells increase the permeability of blood-brain barrier by disrupting tight junction proteins // PLoS One. 2011. Vol. 6, No. 8. Р e20599.
52. Fernandez-Martin L., Marcos-Ramiro B., Bigarella C.L. [et al.]. Crosstalk between reticular adherens junctions and platelet endothelial cell adhesion molecule-1 regulates endothelial barrier function // Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol. 2012. Vol. 32, No. 8. Р. e90-102.
53. Ge S., Song L., Serwanski D.R. [et al.]. Transcellular transport of CCL2 across brain microvascular endothelial cells // J. Neurochem. 2008. Vol. 104, No. 5. Р 1219-1232.
54. Hyun S.W., Jung Y.S. Hypoxia induces FoxO3a-mediated dysfunction of blood-brain barrier // Biochem. Biophys. Res. Commun. 2014. Vol. 450, No. 4. Р 1638-1642.
55. Jiao H., Wang Z., Liu Y. [et al.]. Specifi c role of tight junction proteins claudin-5, occludin, and ZO-1 of the blood-brain barrier in a focal cerebral ischemic insult // J. Mol. Neurosci. 2011. Vol. 44, No. 2. P. 130-139.
56. Koto T., Takubo K., Ishida S. [et al.]. Hypoxia disrupts the barrier function of neural blood vessels through changes in the expression of claudin-5 in endothelial cells // Am. J. Pathol. 2007. Vol. 170, No. 4. P. 1389-1397.
57. Krogh A. The number and distribution of capillaries in muscles the calculations of the oxygens pressure head necessary for supplying the tissue // J. Physiol. 1919. Vol. 52. P. 409.
58. Kroll S., El-Gindi J., Thanabalasundaram G. [et al.]. Control of the blood-brain barrier by glucocorticoids and the cells of the neurovascular unit // Ann. NY Acad. Sci. 2009. No. 1165. P. 228-239.
59. McCaffrey G., Staatz W.D., Quigley C.A. [et al.]. Tight junctions contain oligomeric protein assembly critical for maintaining blood-brain barrier integrity in vivo // J. Neurochem. 2007. Vol. 103, No. 6. P. 2540-2555.
60. Mehta D., Malik A.B. Signaling mechanisms regulating endothelial permeability // Physiol. Rev. 2006. Vol. 86, No. 1 P. 279-367.
61. Nitta T., Hata M., Gotoh S. [et al.]. Size-selective loosening of the blood-brain barrier in claudin-5-defi cient mice // J. Cell. Biol. 2003. No. 161. P. 653-660.
62. Pries A.R., Kuebler W.M. Normal endothelium // Handb. Exp. Pharmacol. 2006. Vol. 176, No. 1. P. 1-40.
63. Reitsma S., Slaaf D.W., Vink H. [et al.]. The endothelial glycocalyx: composition, functions, and visualization // Pflugers. Arch. 2007. Vol. 454, No. 3. Р. 345-359.
64. Sajja R.K., Prasad S., Cucullo L. Impact of altered glycaemia on blood-brain barrier endothelium: an in vitro study using the hC-MEC/D3 cell line // Fluids Barriers CNS. 2014. Vol. 11, No. 1. P. 8.
65. Siddiqui M.R., Komarova Y.A., Vogel S.M. [et al.]. Caveolin-1-eNOS signaling promotes p190RhoGAP-A nitration and endothelial permeability // J. Cell. Biol. 2011. Vol. 193, No. 5. P. 841-850.
66. Speziale S., Sivaloganathan S. Poroelastic theory of transcapillary flow: effects of endothelial glycocalyx deterioration // Microvasc. Res. 2009. Vol. 78, No. 3. P. 432-441.
67. Samorajski T., Mc Cloud J. Alkaline phosphomonoesterase and biood-brain permeability // Lab. Invest. 1961. No. 10. P. 492-501.
68. Song Y., Fukuda N., Bai C. [et al.]. Role of aquaporins in alveolar fluid clearance in neonatal and adult lung, and in oedema formation following acute lung injury: studies in transgenic aquaporin null mice // J. Physiol. 2000. Vol. 525, Pt 3. P. 771-779.
69. Stamatovic S.M., Keep R.F., Wang M.M. [et al.]. Caveolae-mediated internalization of occludin and claudin-5 during CCL2-induced tight junction remodeling in brain endothelial cells // J. Biol. Chem. 2009. Vol. 284. No. 28. P. 19053-19066.
70. Stensaas L.J. Pericytes and perivascular microglial cells in the basal forebrain of neonatal rabbit // Cell a. Tissue Res. 1975. Vol. 158, No. 4. P. 517-541.
71. Wang H., Wang A.X., Aylor K. [et al.]. Nitric oxide directly promotes vascular endothelial insulin transport // Diabetes. 2013. Vol. 62, No. 12. P. 4030-4042.
Review
For citations:
Chertok V.M., Chertok A.G. Regulatory capacity of the brain capillaries. Pacific Medical Journal. 2016;(2):72-80. (In Russ.) https://doi.org/10.17238/1609-1175.2016.2.72
Views:
389
Email this article 