什么是血脑障碍?我们如何克服它?
大脑是珍贵的,进化已经竭尽全力保护它不受伤害。最明显的是我们7毫米厚的头骨,但大脑也被保护性液体(脑脊液-大脑和脊柱)和一种称为脑膜的保护性膜所包围。两者都能进一步抵御身体伤害。
另一个保护因素是血脑屏障。顾名思义,这是大脑之间的屏障血管(毛细血管)、细胞和其他组成细胞的成分大脑组织.颅骨、脑膜和脑脊液可保护人体免受损伤,而血脑屏障则可抵御血液中可能存在的致病病原体和毒素。
血脑屏障在19世纪晚期被发现,当时德国医生保罗•埃尔利希在老鼠的血液里注射了一种染料。令他惊讶的是,除了大脑和脊髓,染料渗透了所有组织。虽然这表明大脑和血液之间存在屏障,但直到20世纪60年代研究人员才得以使用显微镜足够强大来确定血脑屏障的物理层。
我们现在知道血脑屏障提供屏障的关键结构是“内皮紧密连接”。内皮细胞排列在所有血管的内部。在形成血脑屏障的毛细血管中,内皮细胞彼此紧密相连,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,转运蛋白就像一扇专门为特定分子打开的门。
周围的内皮细胞血管的其他部分是血脑屏障的其他部分,它们并不严格地参与阻止物质从血液进入大脑,但它们与形成屏障的细胞交流,改变血脑屏障的选择性。
我们为什么需要它?
血脑屏障的目的是防止循环中的毒素或病原体导致大脑感染,同时允许重要的营养物质到达大脑。
它的另一个功能是帮助维持大脑中相对恒定的激素、营养和水分水平——这些波动可能会破坏精细调节的环境。
那么,如果血脑屏障受损或以某种方式受损,会发生什么呢?
一种常见的方式是通过细菌感染,如脑膜炎球菌病。脑膜炎球菌可以与内皮壁结合,使紧密连接处略微打开的.结果,血脑屏障变得更加疏松,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。
血脑屏障的功能在其他情况下也会减弱。在多发性硬化症例如,血脑屏障缺陷导致白细胞侵入大脑,攻击从一个脑细胞(神经元)向另一个脑细胞(神经元)发送信息的功能。这就导致了神经元之间信号传递的问题。
我们什么时候才能熬过去?
血脑屏障通常在防止有害物质进入大脑方面非常有效,但这也有缺点。绝大多数潜在的药物治疗不轻易越过障碍这对治疗精神和神经疾病构成了巨大障碍。
解决这个问题的一个可能的方法是“欺骗”血脑屏障,让药物通过。这就是所谓的特洛伊木马的方法在这种方法中,药物被融合到一个可以通过转运蛋白通过血脑屏障的分子上。
另一种方法是用超声波暂时打开血脑屏障.
在患有阿尔茨海默症的老鼠身上,我们显示使用超声波打开血脑屏障可以提高认知能力,减少大脑中积累的有毒斑块数量。我们认为这可能是由于超声波与注入的气体微泡相结合的能力,可以暂时安全地打开血脑屏障,让保护性的血源性因子进入。重要的是,这种方法没有损伤大脑。
在一个新的研究我们已经证明,通过暂时打开血脑屏障,超声可以让更多的治疗性抗体进入大脑,比单独使用超声或抗体药物更能改善阿尔茨海默症样的病理和认知。
因此,超声是一种很有前途的工具,可以暂时安全地克服通常非常有用,但有时有问题的血脑障碍.它可以用来改善药物向大脑的输送,并以此来治疗阿尔茨海默症和其他疾病大脑疾病更划算。
进一步探索