血脑屏障

大脑是宝贵的，进化付出了巨大的努力来保护它。你7毫米厚的头骨是你身体最明显的部分，但大脑还被保护性液体（脑脊液——来自大脑和脊柱）和称为脑膜的保护膜所包围。两者都对物理伤害提供额外的保护。血脑屏障是另一层防御。顾名思义，它是大脑的血管（毛细血管）与构成脑组织的细胞和其他成分之间的屏障。血脑屏障可以保护大脑免受人体血液中有害的病毒和毒素的侵害，而头骨、脑膜和脑脊液则保护大脑免受物理伤害。

当德国医生保罗·埃尔利希将一种染料注入小鼠血液时，他发现了血脑屏障。令人惊讶的是，除了大脑和脊髓外，所有组织都被染料渗透。虽然这证明了大脑和血液之间存在屏障，但直到20世纪60年代，科学家们才能够使用足够强大的显微镜来识别血脑屏障的物理层。

现在已知“内皮紧密连接”是血脑屏障提供屏障的主要组成部分。内皮细胞衬在所有血管内。在构成血脑屏障的毛细血管中，内皮细胞紧密地排列在一起，形成所谓的紧密连接。由于狭窄的间隙，只有小分子、脂溶性化合物和一些气体才能轻松地通过毛细血管壁进入脑组织。一些较大的分子，如葡萄糖，可以通过转运蛋白进入，转运蛋白充当只为特定分子打开的特殊门。血脑屏障的其他组成部分围绕着血管的内皮细胞，但并不直接参与阻止物质从血液进入大脑，而是与构成屏障的细胞进行交流，以改变其选择性。

科学家在阿尔茨海默病动物模型中证明，使用超声波打开血脑屏障可以改善认知并减少大脑中积聚的有害斑块。他们认为这是由于超声波结合注射的气体微气泡，能够暂时安全地穿透血脑屏障，从而允许有益的血源性因素进入。重要的是，这种方法不会导致脑损伤。

科学家在一项新研究中发现，通过暂时打开血脑屏障，超声波可以使更多治疗性抗体进入大脑，从而比单独使用超声波或抗体药物更能改善类似阿尔茨海默病的病理学和认知功能。

因此，超声波是一种有前景的方法，可以暂时且安全地绕过通常非常有益但有时会造成麻烦的血脑屏障。它可以用于增加药物输送到大脑，从而更经济有效地治疗阿尔茨海默病和其他脑部疾病。

为什么我们需要它？

血脑屏障的目的是保护大脑免受可能引起感染的循环毒素或病原体的侵害，同时允许重要的营养物质到达大脑。它还有助于在大脑中维持相对恒定的激素、营养物质和水分含量，这些可能会扰乱精细调节的环境。

那么，如果血脑屏障受损或以某种方式受到损害会发生什么？

一个常见的原因是细菌感染，例如脑膜炎球菌病。脑膜炎球菌可以附着在内皮壁上，导致紧密连接略微打开。结果，血脑屏障变弱，允许细菌和其他毒素进入脑组织，引起炎症，在极端情况下会导致死亡。其他疾病也被认为会损害血脑屏障的功能。例如，在多发性硬化症中，有缺陷的血脑屏障允许白细胞穿透大脑，并靶向输送大脑细胞（神经元）之间指令的功能。这对神经元之间的通信方式产生了影响。

我们何时需要穿过它？

血脑屏障通常非常有效地阻止有害化学物质进入大脑，但这也存在一个缺点。绝大多数潜在的药物治疗都无法穿透该屏障，这给治疗精神和神经系统疾病带来了重大挑战。一种可能性是“欺骗”血脑屏障，使其允许药物通过。使用特洛伊木马程序，将药物附着在可以通过转运蛋白穿过血脑屏障的分子上。