什么是血脑屏障?我们如何克服它?
大脑是珍贵的,进化已经走到了很大的长度,以保护它免受损坏。最明显的是我们的7mm厚的头骨,但大脑也被保护液(脑和脊柱)包围,以及称为脑膜的保护膜。两者都为身体伤害提供进一步的防御。
另一个保护元素是血液-brain障碍。顾名思义,这是大脑之间的障碍血管(毛细血管)和细胞和其他组成部分脑组织。颅骨、脑膜和脑脊液可以保护身体免受损伤,而血脑屏障则可以抵御血液中可能存在的致病病原体和毒素。
当德国医师时,在19世纪后期发现了血脑屏障保罗ehrlich.将一种染料注射到老鼠的血液中。令他惊讶的是,染料渗入了除大脑和脊髓外的所有组织。虽然这表明大脑和血液之间存在着一道屏障,但直到20世纪60年代研究人员才开始使用它显微镜足够强大确定血脑屏障的物理层。
我们现在知道提供屏障的血脑屏障的关键结构是“内皮紧密连接”。所有血管的内部都有内皮细胞。在形成血脑屏障的毛细血管中,内皮细胞相互挤得非常紧密,形成所谓的紧密连接。
狭窄的缝隙只允许小分子、脂溶性分子和一些气体自由通过毛细血管壁进入脑组织。一些较大的分子,比如葡萄糖,可以通过转运蛋白进入,转运蛋白就像一扇特殊的门,只对特定的分子开放。
围绕着内皮细胞血管是血脑屏障的其他组成部分,不严格参与停止从血液到脑中的东西,而是与形成屏障的细胞连通,以改变选择性血脑屏障。
为什么我们需要它?
血脑屏障的目的是防止可能导致脑感染的循环毒素或病原体,同时允许致力于到达大脑的重要营养。
其它功能是帮助在脑 - 波动中保持相对恒定的激素,营养和水水平可能会破坏精细调谐的环境。
那么,如果血脑屏障受损或受损会发生什么呢?
发生这种常见的方式是通过细菌感染,如在脑膜炎球菌疾病中。脑膜炎细菌可以与内皮墙结合,导致紧密的连接略微打开。结果,血脑屏障变得更多孔,允许细菌和其他毒素感染脑组织,这可能导致炎症,有时甚至死亡。
它也认为血脑屏障的功能可以减少其他条件。在多发性硬化症例如,有缺陷的血脑屏障允许白血细胞渗透大脑并攻击从一个脑细胞(神经元)发送消息的功能。这导致神经元信号如何彼此发出问题。
我们什么时候需要通过它?
血脑屏障通常在阻止有害物质进入大脑方面非常有效,但它有一个缺点。绝大多数潜在的药物治疗不要易于过障碍,造成治疗精神和神经疾病的巨大障碍。
解决问题的一种可能方法是将血脑屏障“欺骗”允许药物通过。这是所谓的特洛伊木马方法,其中药物融合到可以通过转运蛋白通过血脑屏障的分子。
一种不同的方法是用超声波暂时打开血脑屏障。
在与阿尔茨海默病的鼠标中,我们显示使用超声波打开血脑屏障可以提高认知并降低积聚在大脑中的有毒斑块的量。我们认为这可能是由于超声波的能力,与注入的气体微泡相结合,暂时安全地打开血脑屏障,让保护性血腥因素。重要的是,这种方法没有损害大脑。
在一个新研究我们已经证明,通过暂时打开血脑屏障,超声波可以让更多的治疗性抗体进入大脑,改善类似阿尔茨海默氏症的病理和认知,比单独使用超声波或抗体药物更有效。
因此,超声波是一个有前途的工具,用于暂时和安全地克服通常非常有用,但有时有时是有问题的血脑障碍。它可以用来改善药物向大脑的输送,并用于治疗阿尔茨海默氏症和其他疾病大脑疾病更具成本效益。
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