血脑屏障
- 英文名:
- Blood-Brain Barrier
简介
什么是血脑屏障?
你的血脑屏障(BBB)是一层保护层,覆盖在大脑内血管的内表面。它是大脑和神经系统工作的关键部分。
尽管这个名字包含“屏障”一词,但它实际上更像是一个过滤器,就像大脑的守门人一样。它的作用是将有害物质挡在外面,将有益物质留在里面。它还控制着各种化学分子(包括身体所需或自身产生的化合物)进出大脑的方式。
功能
血脑屏障的作用是什么?
在你的血管内部是一层称为内皮细胞的特殊细胞。但在你的大脑内部,内皮细胞是不同的。
排列在大脑血管内部的内皮细胞紧密地排列在一起,形成了你的血脑屏障。它们排列得如此紧密,以至于如果没有帮助,几乎没有任何东西可以通过的空间。这些细胞有一个基于脂质的外膜。
哪些物质可以通过血脑屏障?
如果某些物质足够小,它们可以通过血脑屏障。其他物质可以通过是因为它们是脂溶性的。这意味着它们可以通过血脑屏障而不会被排斥。较大或水溶性的分子不能自行通过血脑屏障。
由于大小的原因,大分子不能在相互锁合的内皮细胞之间通过。水溶性分子不能轻易地通过血脑屏障,因为其细胞膜是基于脂质的,这会排斥水溶性分子。如果包括营养物质在内的大分子或水溶性分子需要通过,它们需要运输来帮助它们穿过。
可以通过血脑屏障(自行或通过运输帮助)的药物和物质的一些例子包括:
- 酒精。
- 麻醉剂。
- 抗抑郁药物。
- 抗焦虑药物(抗焦虑药物)。
- 抗精神病药物。
- 治疗癫痫或癫痫的药物。
- 咖啡因。
- 对乙酰氨基酚和大多数非甾体抗炎药(NSAIDs)。
- 镇静催眠药(如巴比妥类、苯二氮卓类及类似药物)。
上述列表主要广泛指可以通过血脑屏障的药物类别。但来自更多类别的药物也可以通过。可以通过血脑屏障的物质列表极其冗长,因此属于上述类别的药物仅占可以穿过血脑屏障的药物的一小部分。
目前,找到或预测哪些化合物可以通过血脑屏障的最佳方法涉及高度复杂的算法和计算机编程。到目前为止,这些方法列出了近 5000 种化学分子(包括药物)可以(或应该能够)通过血脑屏障。
哪些物质不能通过血脑屏障?
病原体,如细菌或病毒,以及许多有毒物质通常不能通过血脑屏障。
关联问题
医生如何利用他们对血脑屏障的了解来治疗大脑内外的疾病?
你的血脑屏障是治疗大脑和全身许多疾病的一个关键考虑因素。这是因为许多治疗方法——尤其是药物——如果能通过血脑屏障,就会间接影响你的大脑。
其他时候,医生必须尝试绕过你的血脑屏障。这是因为它有时在其工作中太有效了。可以治疗大脑感染或癌症的药物可能无法通过血脑屏障。
为了绕过这一点,专家使用专门配制的药物来避免血脑屏障的过滤。他们可以使用“特洛伊木马”方法,将药物搭载在能够通过血脑屏障的免疫细胞或其他分子上。
专家还可以利用你身体的天然化学物质来绕过血脑屏障。一个例子是使用药物左旋多巴来治疗帕金森病。当你的大脑中多巴胺不足时,就会发生帕金森病,某些大脑区域需要多巴胺来控制肌肉运动。多巴胺无法通过血脑屏障,但左旋多巴可以。一旦进入大脑,左旋多巴就会转化为多巴胺,帮助治疗帕金森病的症状。
谁发现了血脑屏障,当它如此小时如何检测到它?
大多数资料都将发现这一屏障的功劳归于其他科学家,特别是保罗·埃利希或马克斯·莱万多夫斯基,他们在 19 世纪末和 20 世纪初发现了这一屏障。然而,“血脑屏障”一词的首次使用是在 1921 年由俄罗斯(现在的拉脱维亚)的莉娜·什特恩(有时拼写为“斯特恩”)和瑞士医生雷蒙德·高蒂尔撰写的一篇研究论文中。
20 世纪 60 年代和 70 年代首次拍摄的电子显微镜图像证实了什特恩和高蒂尔的工作。这些图像详细描述了动物和人类大脑中血脑屏障的结构。
你的血脑屏障(BBB)是围绕大脑大部分区域血管的一层过滤细胞。它是一道关键的防线,将大多数有害物质挡在外面,将大多数有益物质留在里面。但它并不完美。许多情况会影响它,医生在尝试治疗所有疾病时必须考虑血脑屏障,而不仅仅是那些影响大脑的疾病。
虽然专家对血脑屏障了解很多,但要了解其所有工作原理,还需要更多的研究。解开其内部工作机制可以为许多与大脑相关的疾病的有效治疗打开大门。这样,你的血脑屏障就可以成为只阻挡有害物质的屏障,而不会阻碍可以帮助的治疗。
病症
影响血脑屏障的常见病症和疾病有哪些?
你的血脑屏障是高度安全的,但它并不完美。炎症会削弱它。其他情况也会使其效果降低。这可能会让有害物质或病原体进入你的大脑(它也会使某些药物,如青霉素类抗生素,在治疗大脑感染时更有效)。
涉及血脑屏障完整性任何减弱的病症包括急性和慢性疾病。
涉及血脑屏障完整性减弱的急性病症
急性病症是指现在或最近正在发生的问题。可能影响血脑屏障的急性病症的例子包括(但不限于):
涉及血脑屏障完整性减弱的慢性病症
慢性病症是长期的问题。它们至少可以持续数月,但许多——如果不是大多数——是永久性的,可以持续数年。这些包括(但不限于):
- 阿尔茨海默病。
- 肌萎缩侧索硬化症(ALS)。
- 慢性阻塞性肺疾病(COPD)等病症引起的慢性高碳酸血症。
- 癫痫。
- 额颞痴呆。
- 高血压(高血压)。
- 高血糖(高血糖)和 2 型糖尿病等相关病症。
- 高胆固醇(高脂血症)。
- 多发性硬化症。
- 视神经脊髓炎(NMO)。
- 帕金森病。
专家怀疑许多其他慢性病症也可能影响血脑屏障,但需要更多的研究来证实这一点。
血脑屏障破坏的常见体征或症状
目前,没有明确的方法可以识别血脑屏障的问题。一些实验室测试可能能够间接暗示血脑屏障的问题,特别是对脑脊液的测试。大多数涉及血脑屏障破坏的病症通过与屏障无关的症状变得明显。
专家正在研究使用磁共振成像引导的聚焦超声暂时削弱血脑屏障的方法。这可能会使大脑内部的分子逸出到血液中,使其更容易被检测到。这些分子可能是更早检测和诊断脑癌、阿尔茨海默病和帕金森病等疾病的关键。它也可能允许一些药物通过并治疗大脑内部的癌症等疾病。然而,这项研究仍处于早期阶段,需要更多的研究来确定这是否可能。
有针对血脑屏障的常见治疗方法吗?
目前,没有直接针对血脑屏障的治疗方法。相反,治疗针对可能破坏血脑屏障的病症。一些例子包括:
- 用于高血压、高胆固醇或高血糖的药物。
- 在缺血性中风(涉及阻塞导致部分大脑血液供应中断的中风)后恢复大脑血液循环的治疗。
- 预防癫痫发作的药物。
- 脑癌的治疗。
护理
我可以做些什么来照顾我的血脑屏障的健康?
没有直接的方法可以预防影响血脑屏障的紊乱。相反,最好的方法是避免可能导致其紊乱的情况或环境。你可以做的一些事情包括:
- 吃均衡的饮食并保持健康的体重。影响循环健康的状况,特别是中风,会扰乱你的血脑屏障。达到并保持适合你的健康体重,并遵循初级保健提供者的饮食指导非常重要。它们可以帮助你预防——或至少延迟或减轻中风的严重程度。这可以帮助保护你的血脑屏障。
- 不要忽视感染。眼耳感染可以扩散并引起炎症,扰乱你的血脑屏障。这可能会让它们进入你的大脑,这可能是严重的或致命的。
- 佩戴安全设备。头部受伤会导致血脑屏障的紊乱。使用安全设备——特别是头盔和安全带(或其他车辆安全约束装置)——可以帮助你避免可能扰乱血脑屏障的头部受伤。
- 管理你的健康状况。2 型糖尿病、高血压、高胆固醇和癫痫等慢性疾病会扰乱你的血脑屏障及其周围的血管。用药物或其他治疗方法管理这些状况是保护血脑屏障的重要一步。