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“一夫当关,万夫莫开”——血脑屏障知多少

(2017-12-24 21:57:25)
标签:

分类: 神经

2016141241004 胡悦

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19世纪末,一位名叫保罗的科学家,为了方便观察人体组织结构尝试用一种叫做苯胺的染色剂,给器官染色。将这种染色剂注入血管以后,保罗发现:通过血管注射染料的话,身体中的大多数器官都会被染色,但是唯独脑细胞不为所动,多年之后,保罗的学生,埃德温改将染料注射到脑脑脊液中。出现了脑细胞被染色,而机体的其他部分并未被染色——这个实验结果引导人类发现了大脑中的关键结构——血脑屏障(BBB,blood brain barrier)。从此人类生物医学研究者开启了与之斗智斗勇的旅程。

如果说大脑是人体的“机密重地”,掌控着我们的代谢、运动和思维等,那么血脑屏障(BBBblood brain barrier)就是把守重地的坚固大门,使得血循环中的有害物质, 如毒素等难以进入脑内, 也能将脑内有害或过剩物质排出脑外, 是保护脑组织的重要功臣。

然而,血脑屏障的存在有时也会给脑部疾病的治疗带来阻碍,让人又爱又憎。接下来,让我们通过小问答来深入了解血脑屏障吧!

1 什么物质可以获得大脑通行证?

血脑屏障是指脑毛细血管壁与神经胶质细胞形成的血浆与脑细胞之间的屏障和由脉络丛形成的血浆和脑脊液之间的屏障,主要由脑血管内皮细胞、星形细胞以及紧密连接结构组成,具有选择通透性。由于BBB是一类脂质膜,凡直径小于1.8nm(内皮细胞“有效”孔径为 1.4 1.8 nm)的小分子脂溶性物质均可通过BBB进入脑组织,同时其通透性与pH值、脂肪/水的分布系数及电离常数有一定关系。目前已据此开发出一系列碱性脂溶性药物——强效镇痛剂、苯噻嗪类、三环抗抑郁剂以及一些抗胆碱和抗组织胺类药物。许多挥发性麻醉药如环丙烷也成功获得通行证,在脑组织中发挥作用。而不符合BBB接受标准的大分子蛋白质、药物等则只能“望洋兴叹”了。

2 哪些因素会对血脑屏障有影响?

影响血脑屏障的因素往往分为两大类:自然因素与人为因素。

① 自由基通过激活蛋白酶、磷脂酶引起细胞膜和毛细血管的脂质过氧化,破坏血脑屏障的完整。这些可以通过补充

② 在神经变性疾病中,BBB被损伤,血管周细胞(包括星形胶质细胞、巨噬细胞、微神经胶质细胞)和脑的毛细血管内皮细胞产生各式各样的炎性因子,影响BBB的渗透性,从而可以得出结论:细胞因子BBB有一定影响,并且与免疫机制有关。

③ 目前有关BBB的影响因子研究还有:NO(一氧化氮)、某些金属蛋白(肽)酶等,但因机制尚不明确,在此不过多说明。

④ 科学家在遭遇治疗药物被阻后,进一开发出大约有 10多种方法可逆性开放血脑屏障 ,使药物透过率增加。如皮下植入贮器法、利用鼻腔输送治疗脑部疾病的药物、利用具有芳香开窍作用的中药(冰片、薄荷)开启血脑屏障、血管活性物质(如RMP-7开放BBB是短暂的和可逆的,停止用药数分钟,BBB的屏障功能恢复正常)开放BBB、利用化学传运系统(chemical delivery system,CDS)运载药物透过BBB、改变药物结构制成“前药”进脑……这些有的处于动物试验阶段,有的已运用在临床治疗,不论怎么说,都非常鼓舞人心,为脑部疾病的治愈带来曙光。

http://s5/bmiddle/006Zh2Jozy7gPTtPEJCc4&690

http://s4/bmiddle/006Zh2Jozy7gPTtXmLha3&690
鼻腔给药突破血脑屏障

http://s1/mw690/006Zh2Jozy7gPTz70zu70&690中药冰片

3 有关血脑屏障研究热点有哪些?

在检索栏里搜索血脑屏障,你会发现针对BBB的研究主要集中在

① BBB的细胞结构及分子机制

② 体外血脑屏障模型的建立及功能测定

③ BBB与脑血管疾病的病理机制

④ 如何开放血脑屏障辅助药物治疗

⑤ 血脑屏障与脑转移肿瘤(见 http://blog.sina.com.cn/s/blog_17d9a0e8e0102xiii.html

如今是“脑科学”大放异彩的时代,而关于血脑屏障的研究仍是冰山一角,如果有机会,你希望能通过研究血脑屏障来治疗什么疾病呢?

 

引用

[1] http://www.hxkfh.com/zuixindongtai/20170426090721-1883.html阿法替尼鼻腔给药已突破血脑屏障

[2] 谈荣日, 彭仕政, 刘晓春.血脑屏障与受限液体[J].贵州大学学报(自然科学版),2006,(3):259-262.

[3] 赵志刚, 龚凌志.血脑屏障及药物通过血脑屏障方法研究进展[J].中国药学杂志,2000,(4):227-230.

[4] 张珉, 张俊钰, 钟武.血脑屏障开放方法研究进展[J].国际药学研究杂志,2016,(1):126-133.

[5] 秦鑫, 张英起, 颜真.跨越血脑屏障[J].生命的化学,2003,(3):222-224.

[6] 董小平, 喻斌, 金路, .血脑屏障细胞组成研究进展[J].中国实验方剂学杂志,2012,(8):281-284.


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