很多時(shí)候，我們都會聽到“血腦屏障遭到破壞”、“藥物不通過血腦屏障”這些詞，那么血腦屏障到底是什么？

一、血腦屏障的發(fā)現(xiàn)

    19世紀(jì)末，德國細(xì)菌學(xué)家Ehrlich 發(fā)現(xiàn)注入機(jī)體的染料可以將全身所有器官染色，卻獨(dú)獨(dú)不能將大腦染色。后來他一個(gè)學(xué)生Goldman 繼續(xù)了這個(gè)實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)將染料注入腦髓液中，只有大腦被染色，而其他器官不被染色，由此Goldman 正式提出血腦屏障的概念。血腦屏障功能概述后續(xù)的研究發(fā)現(xiàn)，血腦屏障實(shí)際上是幾種細(xì)胞緊密結(jié)合的產(chǎn)物，而它的功能，也遠(yuǎn)比阻擋染料要強(qiáng)大的多。它就像長城，包裹，保護(hù)了整個(gè)腦組織，除了氧氣，二氧化碳，葡萄糖這類必需品，絕大多數(shù)物質(zhì)都無法透過這層屏障。在進(jìn)化的漫漫長河中，血腦屏障給予了人類無限的保護(hù)，維持了中樞神經(jīng)相對穩(wěn)定的狀態(tài)，使得大腦免受傷害。

血腦屏障主要含三個(gè)結(jié)構(gòu)：（示圖如下）

①腦毛細(xì)血管內(nèi)皮及其緊密連接

②基底膜

③星形膠質(zhì)細(xì)胞終足  

二、血腦屏障的定義

    血腦屏障（BBB）存在于血液與中樞神經(jīng)系統(tǒng)之間的細(xì)胞界面，由腦毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞（BMECs）、基底膜和星形膠質(zhì)細(xì)胞終足構(gòu)成，示意見上圖。

其功能主要是穩(wěn)定腦組織內(nèi)環(huán)境，確保神經(jīng)元和膠質(zhì)細(xì)胞能在最佳狀態(tài)下工作，阻止不必要的大分子入侵，尤其是有害物質(zhì)。血腦屏障中最主要的細(xì)胞是腦毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞。它們精密連接的網(wǎng)絡(luò)可以有效地限制大分子物質(zhì)從連接處通過，包括某些針對中樞神經(jīng)系統(tǒng)的藥物。此外，腦毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞的胞飲作用提供了有選擇性的物質(zhì)運(yùn)輸，向中樞神經(jīng)系統(tǒng)傳輸對于能量生成和氨基酸代謝必不可缺的物質(zhì)。更有許多星形膠質(zhì)細(xì)胞的血管終足包圍內(nèi)皮細(xì)胞及其基膜，協(xié)助將代謝物從血管傳輸?shù)缴窠?jīng)細(xì)胞，并可以影響特定基因產(chǎn)物在內(nèi)皮細(xì)胞中的表達(dá)。這些星形膠質(zhì)細(xì)胞突起還可以移除細(xì)胞間隙中多余的鉀離子和神經(jīng)遞質(zhì)。因此上起主要作用的是腦毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞（BMECs），它的功能形態(tài)特征包括：胞漿厚度一致，少“窗”，幾乎沒有胞飲泡，細(xì)胞間緊密連接，具有抗電性，細(xì)胞內(nèi)含有豐富的酶系統(tǒng)及大量線粒體，但缺乏收縮蛋白，從而構(gòu)筑起B(yǎng)BB的機(jī)械性屏障和酶屏障。

三、血腦屏障的臨床意義

    血腦屏障從解剖學(xué)上講主要是指腦毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞的緊密連接所形成的細(xì)胞界面，其作用是保護(hù)中樞神經(jīng)系統(tǒng)不受外來大分子和有害物質(zhì)的侵入。神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞同血腦屏障一起， 保護(hù)了神經(jīng)元所處的離子環(huán)境及代謝環(huán)境。有一些腦內(nèi)區(qū)域是不受血腦屏障保護(hù)的。如化學(xué)性催吐感受區(qū)、終板血管器(OVLT)和一些含有通過分析外圍循環(huán)從而調(diào)控腦活動的特化細(xì)胞的區(qū)域等。在保護(hù)腦內(nèi)環(huán)境的同時(shí)，血腦屏障也給針對中樞神經(jīng)系統(tǒng)的藥物帶來了不小的挑戰(zhàn)。很多抗生素和其他藥劑無法通過血腦屏障，只能通過結(jié)合載體分子或者鞘內(nèi)給藥的方式來達(dá)到治療效果。在腦腫瘤、神經(jīng)變性病、腦水腫或中風(fēng)等臨床疾病中，血腦屏障被嚴(yán)重破壞，腦組織直接暴露在外周循環(huán)中。目前已有將針對性藥劑傳輸?shù)窖X屏障內(nèi)的嘗試。這種療法可保護(hù)腦組織在血腦屏障遇到病理侵襲時(shí)不受進(jìn)一步傷害。

三、血腦屏障最近研究成果

    2018年，美國賓州大學(xué)的科學(xué)家在”CELL”雜志上發(fā)表了一篇文章，揭示了另外一個(gè)很酷的現(xiàn)象：血腦屏障是由日夜節(jié)律的。他們發(fā)現(xiàn)，果蠅的血腦屏障的通透性在夜間比白天要高。更加酷的是，這種日夜節(jié)律是由血腦屏障的組成細(xì)胞中的分子時(shí)鐘控制的。一個(gè)人身上最重要的器官應(yīng)該是我們的大腦了（本文中的大腦包括嚴(yán)格意義上的大腦和小腦）。大腦是最有價(jià)值的那個(gè)部分。它存著我們的過去，決定我們的喜怒哀樂，控制著我們所有內(nèi)臟和四肢的活動。大腦死了，我們就不在了。大腦決定了我們是誰。牙齒掉了，我們還是自己。骨折了，需要坐輪椅，我們也還是自己。只要大腦在，我們的記憶就在，那些兒時(shí)的玩伴，家人和朋友，去過的地方，吃過的美食。只要大腦還沒有被損壞，我們還能保有屬于自己對世界獨(dú)特的判斷，和處理情況的方法，所有那些我們原本的三觀和方法論。

  大腦的重量是我們身體重量的2%，而它卻索取著我們20%的能量。大腦比心臟保護(hù)得更加密實(shí)。心臟是裝在鏤空的骨頭簍子里面的。而大腦是裝在結(jié)實(shí)密致的骨頭罐子里。頭骨保護(hù)大腦不被外部的敵人侵害。大腦里面還有一種重要的保護(hù)，那就是血腦屏障。血腦屏障保護(hù)大腦不被內(nèi)部的敵人破壞。

  大腦里面的血管和人體其他地方的血管是不同的。為了保護(hù)大腦的純潔干凈，大腦血管有一個(gè)重要的結(jié)構(gòu)，就是血腦屏障（blood brain barrier：BBB）血腦屏障是腦部血管內(nèi)部的一種結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)可以阻止大分子物質(zhì)由血液進(jìn)入腦部組織。血液中的物質(zhì)從腦毛細(xì)血管進(jìn)入腦組織，有難有易；有些很快通過，有些較慢，有些則完全不能通過。這種有選擇性的通透現(xiàn)象使細(xì)菌和病毒這些有害物質(zhì)無法進(jìn)入大腦，從而保持腦組織內(nèi)環(huán)境清潔，對維持中樞神經(jīng)系統(tǒng)正常生理狀態(tài)具有重要意義。

  腦部毛細(xì)血管比人體其他部分的毛細(xì)血管的空隙小而且少。內(nèi)皮細(xì)胞彼此重疊覆蓋，而且鏈接緊密。內(nèi)皮細(xì)胞還被一層連續(xù)不斷的基底膜包圍著?；啄ぶ膺€有一層，是星形膠質(zhì)細(xì)胞。把毛細(xì)血管的85%的外表面積都包圍起來。腦毛細(xì)血管的三層膜結(jié)構(gòu)構(gòu)成血腦屏障。

  血腦屏障固然是大腦的強(qiáng)大保護(hù)，同時(shí)也是麻煩。如果大腦的內(nèi)部出現(xiàn)了問題，需要藥物進(jìn)入大腦解決的時(shí)候，血腦屏障就變成麻煩了。因?yàn)榇蠓肿拥乃幬餆o法穿過血腦屏障，科學(xué)家必須想辦法研發(fā)出小分子的可以穿過血腦屏障的藥物。這就使得大腦疾病，如阿爾茲海默病的藥物研發(fā)變得異常困難。

  傳統(tǒng)的理念認(rèn)為，血腦屏障是大腦的鋼鐵長城。因?yàn)樗谋Ｗo(hù)，大腦內(nèi)部完全是一片凈土。實(shí)際上，我們的大腦并沒有想象中的那么干凈。大腦解剖學(xué)揭示，我們大腦中有各種各樣的病毒和細(xì)菌代謝產(chǎn)物。

   最引人注目的是最近發(fā)現(xiàn)，阿爾茲海默病人的大腦中發(fā)現(xiàn)有大量皰疹病毒。在最近的一項(xiàng)研究中，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，患有阿爾茲海默病的大腦中還有可以引起口腔潰瘍的白色念珠菌。這些發(fā)現(xiàn)完全顛覆了我們的三觀。大腦里面完全不干凈啊，有病毒有細(xì)菌。這些東西到底是什么時(shí)候，從哪里進(jìn)來的？

雖然這個(gè)問題還沒有答案，但是我們知道血腦屏障是可以被破壞的。有一些疾病，比如新生兒黃疸和血管源性腦水腫，使腦毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞間緊密連接開放，屏障的通透性顯著提高以致大分子物質(zhì)如血漿白蛋白（分子量為69000）都可通過屏障。還有，嚴(yán)重腦損傷也可以導(dǎo)致血腦屏障的嚴(yán)重破壞，使血清蛋白也可通過屏障進(jìn)入腦組織。不過，隨著損傷的修復(fù)，大分子物不再能夠進(jìn)入大腦。血腦屏障完全恢復(fù)后，小分子物交換加快現(xiàn)象也會消失。

  因此上，在醫(yī)學(xué)影像中血腦屏障與腫瘤的水腫、對比劑注射后的強(qiáng)化以及出血有密切關(guān)系，后面與大家分享各自與血腦屏障的關(guān)系。