血脑屏障2013.11 (1)
血脑屏障
发现
发现
20世纪初发现，给动物静脉注射苯丙胺后，此药可以分布到全身的组织器官，唯独脑组织没有它的踪迹。注 射台盼蓝（锥虫蓝）涂料以后，全身组织都着色，而脑和脊髓则不着色。以后陆续发现很多药物和染料注入动物 体后，都有类似的分布情况。这些事实都启示人们想到有保护脑组织的“屏障”存在。向鸡胚注入谷氨酸后，发 现谷氨酸能迅速进入鸡胚的脑组织，但在成年鸡脑中则很难进入。初生儿脑毛细血管的通透性远较成年人为高， 得重症黄疸后，胆汁色素很快透入中枢神经系统，并破坏基底神经节形成核黄疸。而在成人黄疸患者的中枢神经 系统则不受胆汁色素的污染。以上事实说明血脑屏障结构功能的完善，是随动物个体发育的完善而形成的。
屏障部位
屏障部位
根据电子显微镜和酶标记法的研究结果证明，脑毛细血管内皮细胞可能是屏障起主要作用的关键部位。其根 据如下：
①用分子量较小的辣根过氧化酶（一种蛋白质，分子量约，分子直径约500～600纳米）或其片段作为通透 毛细血管壁的标记物，小分子量的辣根过氧化酶片段可以很快通过肌肉的毛细血管进入肌肉组织，但在脑毛细血 管的这种酶片段则被阻于血管内而不能进入脑组织。在这种屏障作用中，基底膜和血管周足断续血脑屏障的显微结构已如上述，包括无孔或少孔的内皮细胞、连续的基底膜和有疏松连结的星形胶质细胞血 管周足组成的断续膜，它们构成血脑屏障控制血浆各种溶质选择性的通透，有的学者把它叫关门或安全瓣，把有 害物质拒之脑组织之外使它不能逸出脑毛细血管，比较形象地说明了血脑屏障的正常功能。但是三种成分在完成 正常功能时哪个起主要作用则有不同观点。日本药理学家中井健五认为：“屏障中起主要作用的是星形胶质细胞， 内皮细胞在一定程度上也起重要作用”。按显微结构来看，脑毛细血管周足包围血管面积不过85%左右，还有相 当大裸露部分可供有害物质的渗出，显然这种说法是有缺陷的。
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P-450酶系氧化药物的过程见图
1. 复合：药物首先与氧化型细胞色素P450 Fe3+结合成复合物。
2.还原：P-450 Fe3+-药物接受还原辅酶Ⅱ 提供的电子，由辅酶Ⅱ细胞色素C还原 酶传递，还原成P-450 Fe2+药物。
3. 接受一分子氧；P-450 Fe2+药物中的低 铁血红素能与分子氧结合。
（7）弱酸性药物在酸性环境中不易解离，在 碱性环境中易解离。
（8）弱碱性药物则相反，在酸性环境中大部 a值。
（10）某些酸性或碱性药物的pKa值与酸性强 度的关系：其酸性药物pKa越低，酸性越强； 碱性药物pKa越高，碱性越强。
（11）在生理pH变化范围内，弱酸性和弱碱 性药物大多数呈非解离型，被动扩散较快。
绝对生物利用度 F=AUCpo.Div/AUCiv.Dpo x 100% 相对生物利用度 F=AUCt.Dr/AUCr.Dt x 100%
四 表观分布容积
药物在体内分布是不均匀的。当药物在体内分 布达到动态平衡时，体内药量与血药浓度的比 值称表观分布容积（apparent volume of distribution,Vd 或V。
如果离子通道蛋白的开放和关闭， 主要受膜两侧电位差的影响，称电 压依赖性通道（voltage dependent channel,VDC);主要受化学物质决定， 称化学依赖性通道(chemical dependent channel,CDC)。
（二）主动转运(active transport)又称逆 流转运（countercurrent transport）其转 运需要膜上的特异性载体蛋白，需要消 耗ATP，特点是分子或离子可由低浓度 或低电位差的一侧转运到较高的一侧。
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血脑屏障的名词解释
血脑屏障的名词解释人类的大脑是一个复杂而奇妙的器官，对我们的思维、行为和感官等方面起着至关重要的作用。
然而，大脑的保护也变得非常必要，因为它是如此脆弱而容易受到伤害。
在大脑中，有一个重要的防线，被称为血脑屏障。
血脑屏障，也称为脑血屏障，是一种细胞组织结构，是连接微血管和神经元之间的界面。
它的主要功能是限制和控制从血液进入大脑的物质，以保护神经系统的正常功能。
在血脑屏障存在之前，大脑受到来自外部环境的伤害的风险将大大增加。
血脑屏障的主要成分是由特殊类型的细胞组成的血管内皮细胞。
这些细胞通过形成紧密连接，形成了一个相对不透水的屏障。
这种屏障通过控制物质的通过来维护大脑内环境的稳定。
除了血管内皮细胞，其他细胞类型，如胶质细胞，也起到维护和支持血脑屏障功能的作用。
血脑屏障的最重要的功能是限制大脑和血液之间的物质交换。
它通过多种机制阻止大多数药物、细菌和毒素进入大脑。
只有一些特定的物质，如氧气、糖类和某些药物，才能通过血脑屏障。
这一特性是大脑能够在相对稳定的环境中运行的关键。
血脑屏障还对大脑内环境的调节起着重要作用。
它能够通过选择性地允许特定物质进入大脑或排出大脑，来维持神经信号传递的平衡。
血脑屏障还能够保护神经元免受外源性毒物、炎症和感染的侵害。
然而，血脑屏障也可能成为治疗药物进入大脑的障碍。
由于其高度选择性的特性，许多药物无法穿过血脑屏障，从而限制了一些脑部疾病的治疗。
因此，科学家和医生们正在努力寻找突破血脑屏障的方法，以提供更好的治疗机会。
最近的研究表明，血脑屏障也可能与一些神经性疾病的发展有关。
当血脑屏障遭受一些外界刺激时，如感染、炎症或创伤，它可能会受到损伤或破坏。
这可能导致原本保护大脑的屏障变得失效，从而让外界有害物质进入大脑，导致炎症和神经疾病的发展。
总之，血脑屏障是大脑与血液之间的重要界面。
它通过形成物质不透水的屏障，保护和维持大脑的正常功能。
然而，它也可以成为治疗物质进入大脑的阻碍，并与一些神经性疾病的发展相关。
4、血脑屏障
bloodbrainbarrier；血脑屏障是指脑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，这些屏障能够阻止某些物质（多半是有害的）由血液进入脑组织。
血液中多种溶质从脑进入脑组织，有难有易；有些很快通过，有些较慢，有些则完全不能通过，这种有选择性的通透现象使人们设想可能有限制溶质透过的某种结构存在，这种结构可使脑组织少受甚至不受循环血液中有害物质的损害，从而保持脑组织内环境的基本稳定，对维持正常生理状态具有重要的生物学意义。
介于血液和脑组织之间的对物质通过有选择性阻碍作用的动态界面，由脑的连续毛细血管内皮及其细胞间的紧密连接、完整的基膜、周细胞以及星形胶质细胞脚板围成的神经胶质膜构成，其中内皮是血脑屏障的主要结构。
血脑屏障是血-脑、血-脑脊液和脑脊液-脑三种屏障的总称。
与其他组织器官的毛细血管相比，脑毛细血管及其邻近地区在结构上确有一些明显的特点（正常情况下）：①脑毛细血管缺少一般毛细血管所具有的孔，或者这些孔既少且小。
内皮细胞彼此重叠覆盖，而且连接紧密，能有效地阻止大分子物质从内皮细胞连接处通过。
②内皮细胞还被一层连续不断的基膜包围着。
③基膜之外更有许多星形胶质细胞的血管周足（终足）把脑毛细血管约85%的表面包围起来。
这就形成了脑毛细血管的多层膜性结构，构成了脑组织的防护性屏障。
在病理情况下，如血管性脑水肿时，内皮细胞间的紧密粘合处开放，由于内皮细胞肿胀重叠部分消失，很多大分子物质可随血浆滤液渗出毛细血管，这会破坏脑组织内环境的稳定，造成严重后果。
20世纪初发现，给动物静脉注射苯丙胺后，此药可以分布到全身的组织器官，唯独脑组织没有它的踪迹。
注射台盼蓝（锥虫蓝）涂料以后，全身组织都着色，而脑和脊髓则不着色。
以后陆续发现很多药物和染料注入动物体后，都有类似的分布情况。
这些事实都启示人们想到有保护脑组织的“屏障”存在。
向鸡胚注入谷氨酸后，发现谷氨酸能迅速进入鸡胚的脑组织，但在成年鸡脑中则很难进入。
神经组织生化--第一节 血脑屏障
神经组织生化--第一节血脑屏障第十四章神经组织生化(Biochemistry of Neural Tissue)神经组织生化或称神经生化学(neurochemistry)，半个多世纪以来已发展成为一门独立的学科。
然而，由于神经系统结构和功能极为复杂以及研究方法上的难度较大，迄今积累的资料还很不完备，特别是有关代谢与功能间的内在联系，很多问题还不十分清楚。
因此，本章仅就与医学关系较密切的某些问题，有选择地加以介绍，而不是系统地阐述。
第一节血脑屏障大约在一百年前就已发现，给动物注入活性染料，全身组织都染上色而唯独脑组织却不染色。
但是如果把染料直接注入蛛网膜下腔，则脑组织迅速被染色。
以后的大量实验研究表明，有些物质完全不能由血进入脑组织间液；有些物质进入很缓慢；而有些物质的进入颇为迅速。
总之，在血-脑之间有一种选择性地阻止某些物质由血人脑的“屏障（barrier)”存在，称为血脑屏障(BBB)。
血脑屏障的功能在于保证脑的内环境的高度稳定性，以利于中枢神经系统的机能活动，同时能阻止异物(微生物、毒素等)的侵入而有保护作用。
一、血脑屏障的结构特点血脑屏障的物质基础是脑的毛细血管，它与其他组织中的毛细血管不同，有以下三个特点：(1)脑毛细血管内皮细胞间相互“焊接”得十分紧密，不象其他组织毛细血管壁那样有较大的缝隙；(2)毛细血管内皮细胞外的基底膜(b asement membrane)是连续的；(3)毛细血管壁外表面积的85%都被神经胶质细胞的终足所包绕。
由此可见，物质由血液进入脑组织间液要穿越较多的层次，包括脂性的(质膜)和非脂性的(基底膜)膜的结构。
其中，穿越毛细血管内皮细胞是关键性的步骤。
与其他组织，譬如肌肉组织的毛细血管内皮细胞相比较，脑毛细血管内皮细胞的胞饮作用(pi nocytosis)很微弱。
因此，对脑毛细血管内皮细胞来说，借胞饮作用转运物质(大分子和电解质)的能力是很有限的，这就更加强了脑毛细血管壁的屏障功能。
血脑屏障
发育的影响
新生儿血脑屏障发育不全，通透性较高。 正在迅速生长的脑组织对某些积，也可能是由于代谢物的高转换率所致。 人群中儿童期容易发生核黄疸、脑膜炎等中 枢神经系统感染
病理情况下血脑屏障通透性变化
•中枢神经系统疾病常引起血脑屏障结构和功能的 剧烈变化。如新生儿核黄疸河血管性脑水肿。使 脑毛细血管内皮细胞间紧密连接开放，屏障的通 透性显著提高以致血浆白蛋白(分子量69000)这样 的大分子物质都可通过屏障。 •严重脑损伤导致血脑屏障的严重破坏，使血清蛋 白也可通过屏障进入脑组织。 •电离辐射、激光和超声波都可使血脑屏障的通透 性增加
血脑屏障： 是血液与脑组织 间的一种特殊屏障，它主要 由脑毛细血管内皮细胞及其 间的紧密连接,毛细血管基底 膜及嵌入其中的周细胞和星 形胶质细胞等形成的胶质膜。
血--脑屏障电镜图
血--脑屏障模式图
主要结构--紧密连接
主要组成 1.跨膜蛋白 2.胞质附着蛋白
(紧密连接支持结构的基础)
3.细胞骨架蛋白
文献来源
胡宇飞老师的课件
/huyufei/2011.html 血脑屏障的研究进展 朱明启 综述, 赵宝东 审校 《生命的化学》2003 年23 卷3 期 跨越血脑屏障 2 0 0 8 年6 月中华中医药学刊第26卷 第6期 《医用生物化学》，人民卫生出版社，北京，1977。 W．F．Ganong，Review of Medical Physiology，10th ed.， Lange Medical Publications，California，1981． 陈兴洲, 陆兵勋, 石向群, 等1 大鼠大脑中动脉暂时性闭塞 后脑毛细血管内皮细胞凋亡[ J ] 1 中风与神经疾病杂志,1998 , 15 ( 4) : 195 – 1971
血脑屏障的组成结构
血脑屏障的组成结构1.引言1.1 概述血脑屏障是位于脑血管壁上的一道特殊的生物屏障，它起到了维护大脑内环境稳定和保护神经组织的重要作用。
血脑屏障通过精细调控和限制物质的进出，使得大脑能够在一个相对稳定的内部环境中运行。
血脑屏障主要由血脑屏障内皮细胞、基底膜和四类细胞外基质组成。
血脑屏障内皮细胞是形成屏障的主要细胞类型，它们具有严密的连接和特殊的转运通道，可以选择性地限制物质通过。
基底膜是一层结构完整的薄膜，位于内皮细胞的外侧，它起到了支持和维护内皮细胞的作用。
在基底膜之外，还存在着四类细胞外基质，它们主要参与了细胞外信号传导和细胞外基质的组织结构。
血脑屏障的主要功能是稳定和调节大脑内部环境。
它能够阻止多数物质通过，如外源性有毒物质和细菌等，以保护大脑免受外界的侵害。
同时，血脑屏障可以通过主动转运和通透性调节来保证大脑对必需物质和代谢产物的有效供应和排泄。
血脑屏障在维持大脑功能正常运行过程中起到了不可或缺的重要作用。
本文将详细介绍血脑屏障的基本概念、作用机制以及组成结构。
我们将探讨血脑屏障内皮细胞的特殊结构和功能，解析基底膜在血脑屏障中的重要作用，并具体介绍血脑屏障外四类细胞外基质的功能和相互关系。
最后，我们也将探讨血脑屏障的重要性以及其在疾病治疗和药物研发中的研究意义。
通过深入了解血脑屏障的组成结构和功能，我们可以更好地理解和应用于相关疾病的治疗和研究工作。
1.2文章结构文章结构介绍：在本篇文章中，我们将详细探讨血脑屏障的组成结构。
为了更好地理解血脑屏障的作用和重要性，我们首先会对血脑屏障的基本概念和作用进行介绍。
随后，我们将着重介绍血脑屏障的主要组成结构，深入了解其中的组织成分和功能。
最后，我们将总结血脑屏障的重要性以及研究血脑屏障的意义。
通过本文的阅读，读者将对血脑屏障的组成结构有更深入的了解，并能够从更全面的角度认识血脑屏障的重要性和研究意义。
1.3 目的本文的目的是介绍血脑屏障的组成结构。
血脑屏障 ppt课件
跨越血脑屏障
• 1. 高渗性BBB开放法 • 该方法最早是20 多年前由神经外科专家Edward
建立的,他将糖溶液由颈动脉注入人体,这样脑毛 细血管存在高浓度的糖,迫使其吸收周围内皮细胞 的水,使内皮细胞收缩从而造成细胞间的间隙,这 个效应可以持续20～30 分钟,在此期间,那些正常 情况下不能通过血脑屏障的分子就可以进入大脑 内了。动物实验表明,与颈动脉没有注入糖溶液的 对照相比,该方法将药物传递到脑的效率是前者的 10—100 倍。
3. 纳米粒法
• 科学家们还发现纳米粒也可以用于携带药物进入大脑。纳 米粒是指粒径为10～1000nm 的聚合物胶体给药体系。 Kreuter用纳米粒将阿霉素带入到带有脑肿瘤的家兔脑中, 治愈了40 %的家兔,这些家兔在未给药的情况下,10—20 天就死亡了,而在注入纳米粒六个月后,家兔的肿瘤消失了 ,仅留下了一些疤痕。
膜对周围细胞的生长分化也起着调节作用, 脑血管内皮细胞生长和分 化就是星形胶质细胞通过基膜来完成的。
血脑屏障作用
• 1.阻止某些物质（多半是有害的）由血液 进入脑组织的结构
• 2.减少受甚至不受循环血液中有害物质的 损害
• 3.保持脑组织内环境的基本稳定 • 4.维持中枢神经系统正常生理状态
血脑屏障通透性
Blood brain barrier
血脑屏障现象的发现
19 世纪末,德国细菌学家Ehrlich 发现注入机体的染料可以将全身所有器官 染色,却独独不能将大脑染色。后来他的一 个学生Goldman 继续了这个实验,发现将染 料注入脑髓液中,只有大脑被染色而其他器 官不被染色,由此Goldman 正式提出了血脑 屏障(blood brain barrier BBB) 的概念。
血脑屏障名词解释解剖学
血脑屏障名词解释解剖学血脑屏障（blood-brain barrier）是一种保护中枢神经系统的极其重要的结构。
它由中枢神经系统微血管壁上与周围组织交错排列的肿胀细胞和紧密连接组成。
血脑屏障的功能是阻止外部物质和细胞进入中枢神经系统。
屏障组成的不同部分具有不同的特性。
微血管内皮上的突起是由丰富的线粒体支持的，并且在屏障中维护一种独特的电化学位。
这种位差使得微血管内外的化学环境有很大的差异。
紧密连接位于内皮细胞之间，彼此覆盖，以防止物质通过细胞间隙扩散进入中枢神经系统。
肿胀细胞是梳状突触细胞的形态，在微血管旁大量聚集。
这些细胞形态各异，密集排列在外皮细胞之外，并支持微血管和内皮细胞的固定和支持。
与其他组织形成屏障相比较，血脑屏障的复杂性也就更高。
它的独特构造和高度特异性，使其具有不同于其他屏障之处。
然而，这种屏障并不是不渗透的。
有一些物质，比如商业性添加的药物和一些毒素，可以通过屏障进入中枢神经系统，而长期的暴露有可能对神经系统产生不良影响。
血脑屏障是多种疾病的重要因素。
一些疾病，如肿瘤、感染和中枢神经系统炎症，可能会破坏血脑屏障和微血管，导致有害物质进入中枢神经系统。
这种破损可能还会导致水肿和脑灌注不足，从而影响神经元功能，影响心脏麻痹和神经分化。
一些药物，如环磷酰胺、射血跳动干扰素和放射治疗，也可能对血脑屏障造成不良影响。
因此，研究血脑屏障是非常重要的。
了解屏障的结构和功能有利于维护中枢神经系统的稳定，防止不良物质进入该系统，为神经科学研究提供基础，促进创新药物的发展。
同时，对于某些疾病和药物的治疗，也提供了有价值的知识，有时是一个让人神往的理想治疗方案。
总之，血脑屏障是极其重要的结构，虽然它的研究可能有些困难，但它是确保中枢神经系统功能稳定和健康的关键环节。
随着科学技术的不断进步，我们相信，对这个神奇的屏障的理解将更加深入，这将为预防和治疗相关疾病提供更多的启迪和指导。
研究血脑屏障及其在神经疾病治疗中的作用
研究血脑屏障及其在神经疾病治疗中的作用血脑屏障（Blood-Brain Barrier, BBB）是指位于血管壁上的特殊结构，它能够对脑组织产生严格的保护。
这种屏障具有筛选、吸收、运输和代谢的能力，可“过滤”血液中的不合适物质，使之不能进入脑组织。
通俗地说，BBB就好比是一道保护脑细胞的“防护墙”。
BBB的破坏通常是神经系统疾病的原因之一，例如脑损伤、中风、炎症等。
正因如此，研究BBB的结构和功能，对于治疗神经系统疾病具有非常重要的意义。
下面我们将深入探讨BBB在神经疾病治疗中的作用。
第一节： BBB的结构和功能BBB主要由血管内皮细胞、脑毛细血管基底膜和微胶质细胞组成。
其中血管内皮细胞是BBB的主要细胞，它们通过牢固的细胞间连接和严密的紧密连接阻止大多数物质进入脑组织。
除此之外，BBB还具有多种功能，如筛选血液中的营养物质和代谢产物，维持脑细胞内外环境的平衡，调节神经递质和类固醇激素等的输送等。
BBB的这些功能保证了脑细胞的正常工作和生长发育。
第二节： BBB破坏与神经系统疾病BBB的破坏是导致许多神经系统疾病的原因之一，例如中风、脑炎、脑部肿瘤、多发性硬化症等。
这些疾病的发生，会导致血液中的炎性细胞和毒素物质跨越BBB进入脑组织，从而引起炎症反应和神经损伤。
此外，很多神经系统疾病都会引起BBB的改变。
例如在艾滋病、帕金森病、阿尔茨海默病等疾病中，BBB的功能往往会发生改变。
因此，BBB的研究不仅能为神经系统疾病的预防和治疗提供重要的基础，还可为神经系统疾病的早期诊断和预测提供启示。
第三节： BBB在神经疾病治疗中的作用由于BBB的存在，治疗神经系统疾病往往比较困难。
传统的药物治疗常常受到BBB的限制，许多治疗药物不能跨越BBB进入脑组织，或者只能在BBB受损时才能进入脑组织，所以对于治疗神经系统疾病来说是十分不利的。
近年来，随着BBB研究的深入，人们发现通过改变BBB的特性，可以有效地治疗许多神经系统疾病。
血脑屏障
血脑屏障的概念
血脑屏障是指脑毛细血管阻止某些物质（多 半是有害的）由血液进入脑组织的结构。
生物学意义 中枢神经的神经元在正常活动时，需要有一 个非常稳定的内环境
血脑屏障的基本结构
血脑屏障的基本结构特点包括： （1）毛细血管内皮细胞之间的紧
密连接； （2）毛细血管基膜致密； （3）毛细血管基膜外有星形胶质
影响血脑屏障功能的因素
高渗溶液 高温 冷冻 肿瘤 年龄
病理情况下血脑屏障的变化
中枢神经系统疾病常引起血脑屏障结构和功能 的剧烈变化。
如新生儿核黄疸和血管性脑水肿，使脑毛细血 管内皮细胞间紧密连接开放，屏障的通透性显 著提高以致血浆白蛋白（分子量为69000）这样 的大分子物质都可通过屏障。
血脑屏障
血脑屏障
血脑屏障的概念和发现 血脑屏障的基本结构 决定血脑屏障通透性的因素
血脑屏障的发现
20世纪初 注射苯丙胺
这些事实都启示人们想到有保护脑组织的“屏 障”存在
血脑屏障最初是一个解剖概念。它主要具有防御 功能，使大脑有用的营养物质和代谢产物可以自 由通过，并防止外界有害物质进人大脑，因此叫 血脑屏障。
很好a
氯霉素、甲硝唑、磺胺嘧啶、TMP-SMZ、异烟肼、氟康唑、伏立康唑
好b
青霉素类：青霉素G、氨苄西林、美洛西林、哌拉西林、替卡西林 头孢菌素类：头孢呋辛、头孢他啶、头孢噻肟、头孢曲松、头孢唑肟、头孢吡肟、头孢匹胺 喹诺酮类：氟喹诺酮类，如环丙沙星、左氧氟沙星、依诺沙星、加替沙星、莫西沙星
其他：氨曲南、亚胺培南、帕尼培南、舒巴坦、克拉维酸、利福平
小分子化合物如激素，与血浆蛋白质结合后就 不容易透过血脑屏障，因此无从发挥其生理效 应，必须待其游离以后才能通过屏障发挥其效 应。
血-脑屏障(中英双语解读生理、功能与临床意义)
血-脑屏障目录血-脑屏障 (1)一、概述： (1)二、解剖结构： (2)三、血-脑屏障的生理机能： (3)四、血-脑屏障的功能： (3)五、改变血-脑屏障通透性的临床意义： (4)血-脑屏障：早在1885年有人发现，静脉注射苯胺染料后，全身组织均被染色，但脑却不染色，以后的研究表明许多药物和物质都不易从血液中进入脑实质中去，这种现象称为血—脑屏障。
一、概述：学术界认为血脑屏障是由两层膜和其间的细胞浆所构成。
系脑屏障的组成部分之一。
脑、脊髓各毛细血管壁的相邻内皮细胞间以牢固的结合方式彼此相连，这样可以阻止某些有害成分进入脑组织内，以利于脑、脊髓的物质代谢。
由于有屏障作用，故名。
某些感染性疾病、中毒等可破坏血-脑的屏障作用，而造成脑损害，出现相应的临床表现。
血-脑屏障：是血液与脑组织之间的屏障，可限制物质在血液和脑组织之间的自由交换。
可防止有害物质进入脑组织，对脑、脊髓起到保护作用。
毛细血管的内皮、基底膜和星状胶质细胞的血管周足等，可能就是血脑屏障的形态学基础。
二、解剖结构：血-脑屏障一种特殊的解剖结构，一般认为由软脑膜、脉络丛、脑血管和星状胶质组织所组成。
它能防止毒素及其他有害物质进入脑内损害神经细胞，同时又能保证输送脑代谢所需物质的进入和代谢产物的排出，使内环境相对稳定，以维持神经细胞的正常功能。
血-脑屏障：是隔开血液和脑组织、脑脊液的解剖功能结构。
实质上它是指血液与脑细胞、血液与脑脊液及脑脊液与脑细胞之间的三个屏障。
血脑屏障的生理、解剖基础：一是中枢神经系统的毛细血管内皮细胞间连接比较紧密、细胞之间仅有少数或没有微孔，二是比其他部位毛细血管壁多一层星形胶质细胞，三是间质液中蛋白质含量比其他部位少。
这些特征使其具有半透膜性质，因而营养物质可以通过血脑屏障，代谢产物亦可由脑细胞转移到血液中去。
外源化学物较少进入脑组织，对中枢神经系统起保护作用。
化学物质的进入与其脂/水分配系数、蛋白质结合率、解离度有关。
《血脑屏障》课件
维持内环境稳定
总结词
血脑屏障能够调节大脑与血液之间的离子、水分和营养物质的交换，维持大脑内部环境 的稳定。
详细描述
血脑屏障能够控制离子和水分的进出，维持大脑内部的渗透压平衡。同时，它还能够调 节营养物质的运输，保证大脑获得足够的能量和营养物质。在病理状态下，血脑屏障的 调节功能可能会受到影响，导致大脑内部环境的紊乱。因此，保持血脑屏障的正常结构
防止感染和炎症扩散
防止血液中的有害物质进入大脑，保 护大脑免受损伤。
保护大脑免受感染和炎症的侵害，维 持大脑健康。
调节大脑中的物质浓度
控制小分子物质和营养物质的进入， 维持大脑的正常功能。
02
血脑屏障的生理作用
物质运
总结词
血脑屏障能够选择性地进行物质运输，控制大脑与血液之间 的物质交换。
详细描述
功能
保护大脑免受血液中有害物质的侵害，维持大脑内部环境的相对稳定，保证大 脑的正常功能。
血脑屏障的结构
脑毛细血管内皮细胞
形成紧密连接，限制物质通过 。
基膜
包围内皮细胞，提供结构支持 。
星形胶质细胞
环绕毛细血管，参与形成血脑 屏障。
神经胶质细胞
参与形成血脑屏障，调节物质 通过。
血脑屏障的重要性
维持大脑内部环境的稳定
人工膜模型
利用生物相容性材料制备人工膜，模拟血脑屏障的通透性、选择性 等特性。
血脑屏障的体内研究
动物模型
利用小鼠、大鼠等动物建立血脑屏障动物模型，通过观察药物在脑组织中的分布、浓度等指标，评估 药物的透过能力和治疗效果。
临床试验
在人体上进行药物试验，通过观察药物在脑组织中的浓度和分布，评估药物的透过能力和治疗效果。
血脑屏障概述
血脑屏障概述段菁菁!潘!阳!!!江西师范大学生命科学学院!南昌!""$$''"摘!要!血脑屏障存在于高等动物的脑组织与脑毛细血管之间#严格调节血脑两侧的物质转运#为中枢神经系统精密高效运行提供保障$本文介绍血脑屏障的结构%功能%作用机理#及其与疾病的关系#也是对大脑内环境稳态维持机制的解析$关键词!血脑屏障!结构与功能!作用机理!大脑内环境!!高等动物的大脑是一台极精密的,仪器-#任何轻微的环境变化都有可能影响其正常功能$由于对5=%氧浓度%离子浓度的变化高度敏感#神经元需要一个相对稳定的大脑内环境#这种稳定在很大程度上依赖于血脑屏障!*,//1\*0.+3*.00+<0#888"$%&&#年#B;0,+-;给活体动物静脉注射染料时发现#除大脑外的其他器官均着色$%K$$年#E<X.31/X4D?根据普鲁士蓝不能由血液入脑正式提出了血脑屏障这一概念&%'$%K%"年#Z/,1).3直接将染料注射进了动物的蛛网膜下腔#得到了脑组织着色#其他部分不着色的结果#进一步证实了血脑屏障的存在$后续研究发现#血脑屏障普遍存在于包括人类在内的中枢神经系统发达的哺乳动物大脑内#保护大脑免受血液中病原体和毒素的损害#是维持中枢神经系统内环境稳定的重要结构&''$!"血脑屏障的结构血脑屏障是血液循环和中枢神经系统之间的一个高度选择性透过的动态区域#主要由脑血管内皮细胞!及其之间的紧密连接"%基膜%周细胞以及星形胶质细胞构成!图%"#神经元和小胶质细胞在生理和病理状态下也会参与血脑屏障的结构和功能调节$%:%!内皮细胞!内皮细胞!<31/2;<,+.,-<,,4"是一薄层位于血管内侧相互嵌合的扁平细胞#细胞间形成紧密连接#脑毛细血管内皮细胞间的紧密连接比周围毛细血管内皮细胞间的连接要紧密#$*%$$倍#形成紧密9999999999999999999999999999999999999999999999变#更换双凸透镜#可以使远近不同的物体在白纸板上呈现清晰的物像-的感性认识#并能够形成,正常情况下#人能够看清远近不同的物体与晶状体的曲度改变有关-的概念(并能够解释,近视眼的形成原因-等$但是#模拟实验有明显的不足)首先#双凸透镜的曲度不易感知#学生很难形成深刻印象(其次#实验无论更换几个凸透镜#学生形成的认识都是简单的%片面的%肤浅的感性认识#很难长久记忆和迁移应用$若在模拟实验的基础上引入,高斯成像关系式-#即%G物距h%G像距g%G焦距$该关系式能够准确%全面地反映,物距%像距和焦距-的关系#有利于学生准确把握,眼球的成像原理-以及,近视眼和远视眼的特点-$':"!借助图表训练思维!济南出版社的.义务教育教科书+生物学/八年级上册#有下面的一个练习题)在探究种子萌发的外界条件实验中#对H组实验分别进行了如下处理#如表%$请分析回答)!本实验中有几!!表!"探究种子萌发的外界条件%号瓶'号瓶"号瓶H号瓶处理方法%$粒种子#不加水%$粒种子#加水至种子高度的一半%$粒种子#加水淹没种子%$粒种子#加水至种子高度的一半'#e'#e'#e#e组对照0变量分别是什么0"请写出每个瓶内预期的实验结果#并陈述理由$回答这个问题#需要首先两两比较$而学生回答这个问题时#往往会漏掉部分比较#也会出现重复比较$其根本原因是思维的无序性#如比较了%和'#接着比较"和H(而不是按照%*'%%*"%%*H%'*"%'*H%"*H的顺序依次进行比较$为了培养学生思维的有序性#教师可以引导学生思考怎样比较才能避免漏掉比较或重复比较$教师可以引导学生绘制比较表格!表'"$这种表格语言#学生能直观地感受到比较应遵循的顺序和方法#使学生的思路更加有序#因而更加简洁清晰$表#"比较的顺序和内容前项后项变量变量个数是否是对照实验%'"H'"H"H!!显然#利用数学语言#可以增强学生思维的规律性%有序性#发展学生的科学思维能力$"!!图%!血脑屏障结构示意图连接的成分主要有闭合蛋白!-,.(1+34"%咬合蛋白!/--,(1+34"%连接黏附分子%胞质辅助蛋白W J \,等#与内皮细胞共同形成血脑屏障的基础$内皮细胞还间接参与大脑生理活动的调节#内皮细胞葡萄糖代谢产物!如谷氨酰胺和/氨基丁酸"可以跨过血脑屏障进入大脑#进而被加工成神经递质$%:'!基膜!基膜!*.4<)<32)<)*0.3<"位于脑毛细血管内皮细胞的下表面#是由胶原蛋白%层黏连蛋白%纤维连接蛋白等蛋白纤维构成的连续网状结构#对组织结构起支持%连接作用#同时也是渗透性的障碍#兼具调节分子和细胞运动的功能$%:"!周细胞!周细胞!5<0+-?2<4"位于内皮细胞外侧#和内皮细胞之间共同拥有一个基膜#周细胞可以通过细胞间直接接触!如连接蛋白Q 钙粘蛋白"#来控制内皮细胞的功能和分化&"'$周细胞具有手指状外延#可调控毛细血管中血液流动以保证血脑屏障功能#还有调节内皮细胞渗透性%稳定微血管壁和促进微血管生成的能力$此外#周细胞还可调节中枢神经系统免疫细胞对血脑屏障的影响$%:H!星形胶质细胞!星形胶质细胞!.420/-?2<4"位于血管壁外侧#与神经元相连接并通过血管周足促进内皮细胞间紧密连接的形成与维持#阻止物质通过细胞间进入大脑$同时还参与血脑屏障中的水和离子平衡调节$此外#星形胶质细胞通过回收神经递质%刺激突触形成以及为神经元提供营养和代谢支持来维持大脑稳态$%:#!小胶质细胞!小胶质细胞!)+-0/A ,+."分布于脑血管周围#但不与脑血管直接接触#是中枢神经系统内的固有免疫细胞#小胶质细胞静息时呈高度分枝状#激活时形态呈阿米巴样#其激活通常局限于损伤和疾病活动的部位$激活后的小胶质细胞通过介导细胞因子的释放%吞噬病原体和蛋白质聚集的免疫反应来维持大脑稳态&H '$#"血脑屏障的功能':%!屏障功能!血脑屏障可以阻止绝大部分毒素%病原体%抗体等大分子进入大脑#只有J '%7J '等气体%水以及脂溶性物质能扩散通过$正常情况下#外周神经递质和绝大多数激素也无法通过血脑屏障#这有利于维持脑内中枢神经递质水平#保证大脑正常的生理功能$血脑屏障扮演着维持脑组织内环境稳定的重要角色$':'!物质运输调节功能!血脑屏障具有高度选择性#主动调节物质内流和外排运输#允许大脑必需的小分子物质!如葡萄糖%氨基酸%神经活性肽等"经主动运输通过#大脑释放的激素及代谢废物也可以通过血脑屏障进入血液#继而被运走$血脑屏障对调节脑组织的营养与代谢%维持中枢神经系统正常生理功能有重要意义$但并不是大脑所有区域都拥有血脑屏障$一些与体液调节密切联系%需要接触血液以获取信息并做出迅速反应的特殊区域!通常位于脑室系统中线附近#如松果腺%垂体后叶等"#缺少紧密连接的内皮细胞层而具有较高的通透性&%'$$"血脑屏障的作用机理物质通过血脑屏障有被动扩散%载体转运%胞吞作用等多种形式#但是许多物质通过血脑屏障的实际效率却十分低$血脑屏障的屏障功能及选择功能是通过以下途径实现的)":%!紧密连接!内皮细胞及其细胞间的紧密连接是对离子和亲水小分子高度阻拦的胞间屏障#内皮细胞内不含收缩蛋白#可维持细胞间的紧密连接&%'#这是血脑屏障的,物理屏障-$它允许许多气体!包括气态麻醉剂"的被动扩散#但限制极性溶质的进入$紧密连接迫使许多物质只能通过跨细胞途径通过血脑屏障$":'!载体介导的内流转运系统!许多内源性物质和极性营养物质!如葡萄糖和必需氨基酸"无法通过紧密连接#也无法通过被动扩散穿过内皮细胞#所以内皮细胞上有载体介导的转运系统$常见的转运载体有葡萄糖转运蛋白%!Z E69%"%单羧酸转运蛋白%!@79%"%E 型氨基酸转运蛋白!E F 9%"等$其中#Z E 69%介导转运血液中的葡萄糖进入大脑(@79%向脑内转运单羧酸物质如乳酸盐%丙酮酸盐等(EF 9%转运分子质量较大的中性氨基酸#如亮氨酸%苯丙氨酸%甲硫氨酸等&#'$":"!载体介导的外排转运系统!特殊的外排转运系统可实现高度极化的动态控制#主动外排毒素和非内源性物质#是血脑屏障的,转运屏障-$血脑屏障的内皮细胞膜上的外排转运体主要是F 9C 结合盒!F 9C *+31+3A -.44<22<#F 87"转运蛋白家族成员#内含%*'个F 9C 结合域#可借助F 9C 水解释放的能量介导多种物质跨膜转运$其中研究较多的F87转运蛋白有多药耐药相关蛋白!@O C"%C糖蛋白%乳腺癌耐药蛋白!87O C"等$":H!跨内皮细胞的胞吞作用!血脑屏障内皮细胞表面发生的胞吞作用主要有两种类型)受体介导的胞吞作用和吸附介导的胞吞作用$由于内皮细胞中存在复杂的溶酶体系统#是血脑屏障的,代谢屏障-#使得跨内皮细胞的胞吞作用转运效率很低$内皮细胞溶酶体系统由反式高尔基体网络%各时期的内体%逆转录酶阳性囊泡和溶酶体组成#大部分内吞的囊泡被重新运回细胞表面或运至溶酶体降解#仅含有需转运的大分子的囊泡才能从溶酶体的降解区室中转移出来#避免被降解&I'#并在对侧细胞膜胞吐$%"血脑屏障与疾病血脑屏障固然强大#但并非铜墙铁壁$一些病原体可以突破血脑屏障进入大脑#如乙型脑炎病毒%狂犬病毒%伪狂犬病毒等病毒$新冠病毒!>F O>7/b'"也被认为在极少数情况下有通过血脑屏障的可能#还有部分细菌%真菌和寄生虫!如卫氏并殖吸虫%疟原虫及弓形虫等"#等病原体进入后可能损伤神经元引发神经系统疾病$此外#某些毒品成分如海洛因碱!二乙酰吗啡"可凭借高度亲脂性迅速通过血脑屏障进入大脑&M'$狂犬病毒可通过血脑屏障进入大脑#但是人类自身的免疫细胞和狂犬疫苗却无法通过血脑屏障到达大脑#换而言之狂犬病毒若是通过了血脑屏障#就会引发%$$L的死亡率$血脑屏障在高度选择时同样会将超过K&L的小分子药物和%$$L的大分子药物拒之门外#限制其到达中枢神经系统的靶点#因此许多在机理上可作用于中枢神经系统疾病的药物及抗生素只能,望洋兴叹-$药物的通过效率受自身理化性质%与血浆蛋白结合率%与转运体的亲和程度及脑脊液*血液间的5=梯度和渗透压变化等因素的限制$但当大脑处于炎性病理状态时#在小胶质细胞分泌的细胞因子及趋化因子调节下#内皮细胞间紧密连接可能被破坏#血液与脑脊液渗透压发生改变#部分一般不容易通过血脑屏障的药物!如青霉素类%糖肽类药物"#此时有较高的通过效率$@/32.A3<等&&'发现#血脑屏障的破坏是阿尔茨海默症的早期标志之一$此外#脑细菌感染%脑炎%脑肿瘤%脑血管病%神经退行性病变等脑部疾病#会导致血脑屏障中紧密连接蛋白被选择性切割%基膜溶解%星形胶质细胞周足回缩#造成血脑屏障被破坏%通透性增加#进而可能引发局部血管病变%继发性神经炎症%血管源性脑水肿以及弥漫性脑组织损害等症状&K'$虽然病理状态下#血脑屏障通透性增加%发生渗漏#但远没有崩解#治疗药物面临有洞的,柏林墙-依旧束手无策$所以如何打开血脑屏障将药物送入大脑一直是研究的热门课题#也取得了长足的进展$临床上使用聚集超声和微泡造影技术结合&%$'%血管活性剂%惰性高渗溶液!如阿拉伯糖%甘露醇等"可实现血脑屏障的开放$有研究表明#某些中药成分对血脑屏障开合也有一定的调控作用$作为高等生物进化的产物#血脑屏障在保护大脑%维持大脑内环境稳态的同时#也给脑部疾病治疗带来了一定的阻碍#所以血脑屏障的药物透过%无创开合及其与脑部疾病的关系等相关研究一直热度不减#未来这些研究成果也必将创造巨大的应用价值#造福人类$ !通信作者主要参考文献&%'孙久荣:脑科学导论&@':北京)北京大学出版社#'$$%:&''F88J99Q N:U?3.)+-4/T7Q>*.00+<04)<S/,(2+/3#1+T T<0<32+.2+/3# .31)/1(,.2+/3&N':7<,,(,.0.31@/,<-(,.0Q<(0/*+/,/A?#'$$##'#!%")#'":&"'Z B O=F O U9=#V J E86O Z=#O B U P B>7:Q\-.1;<0+3)<1+.2<4 5<0+-?2+-‐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神经系统疾病的血脑屏障损伤与修复
神经系统疾病的血脑屏障损伤与修复随着现代医学的进步，人们对于神经系统疾病的认知和治疗已经取得了显著的进展。
然而，在神经系统疾病的治疗过程中，血脑屏障（blood-brain barrier，BBB）的损伤成为一个不可忽视的问题。
本文将从什么是血脑屏障、血脑屏障在神经系统疾病中的损伤和修复等多个方面进行论述。
第一部分：什么是血脑屏障？血脑屏障是指存在于脑血管内衬的血脑层细胞之间以及这些细胞与周围组织之间形成的一系列生物、生理作用，起到保护大脑环境稳定和调控物质通透性的作用。
正常情况下，血脑屏障限制了大多数物质由外界通过血液进入到中枢神经系统。
它主要由毛细血管内皮细胞间紧密连接而形成，并受到特殊类型的细胞——像神经胶质细胞一样的脑脊液泡上皮细胞的紧密联合控制。
第二部分：血脑屏障在神经系统疾病中的损伤血脑屏障在一些神经系统疾病中常常遭受到不同程度的损伤，导致大量物质从外周血液进入到中枢神经系统，从而引发一系列严重后果。
例如，在中风（stroke）事件中，缺氧、充血和由免疫过程引起的炎性反应可导致血脑屏障受损，使得一些有害因子如细胞色素C、凝集酶-颚口群（complement-cascade）等逸出并激活并发症。
此外，多发性硬化症（multiple sclerosis）也是一个典型例子，该疾病会导致“渗漏”现象加剧和自身免疫现象频发。
异常活化的T淋巴细胞和B淋巴细胞通过释放多种介质使脓毒素库积聚增加，上述物质可汇集于体内的血管细胞间隙分子基质中，并最终破坏了原本紧密连接的内皮细胞。
第三部分：血脑屏障修复的机制鉴于血脑屏障的重要性，科学家们开始研究和探索修复受损的BBB。
在这一过程中，许多机制被发现并提出。
一种方法是通过舒张毛细血管，以减少血液流动速度和结构重新组装。
充盈率或水合作为调节器可以阻止大之入侵分子进入大限干细胞而定位Willebrand因子-样a（众：丝乃亚Bernd-von），并使其彼此吸引起来，增强他们在丛生玻璃体上形成近心性免疫反应。
血脑屏障相关知识课件标准版资料
Key functions ofe brain from "foreign substances" (such
as viruses Circumventricular organs
Circumventricular organs
and
bacteria)
This is a low mass in biomolecular terms and means that everything from hormones and neurotransmitters to viruses and bacteria
are refused access to the brain by the BBB.
血脑屏障相关知识课 件
Outline
Key functions of the BBB Discovery of the blood-brain barrier Anatomy of the blood-brain barrier Circumventricular organs Factors that can lower the blood-brain barrier Blood-brain border and Glucose Blood-brain barrier permeability in the mouse brain
Discovery of the blood-brain
barrier
The special properties of the blood-brain barrier were first observed in the late 19th century by the German bacteriologist Paul Ehrlich. He found that when he injected colored dyes into the blood stream they leaked out of capillaries in most regions of the body to stain the surrounding tissues; the brain, however, remained unstained. Ehrlich wrongly surmised that the brain had a low affinity for the dyes. It was his student, Edwin Goldman, who did the other half of the experiment and realized the truth of what was going on. Goldman injected a dye into the cerebrospinal fluid that surrounds the brain and observed that it stained the brain, but nothing else. Goldmann correctly concluded that the dye was unable to cross the specialized walls of brain capillaries.
血脑屏障
血脑屏障
常规镇痛药有2种。
一种叫“消炎镇痛剂”，比如阿司匹林，芬必得，扶他林。
这些镇痛药治疗轻中度疼痛，比如头痛，关节痛等。
这些药是通过抑制发生炎症的部位的前列腺素的生成起镇痛作用的，是外周镇痛机制。
还有一种叫“阿片类镇痛剂”，比如鸦片，吗啡。
它们治疗重度疼痛，比如手术后疼痛，癌症痛。
这些药进入中枢神经系统内部，是中枢镇痛机制。
脑内外虽然血运是一样的，但是脑血管壁上有天然屏障，能阻止分子量大于30000的物质进入脑内。
所以，AGC分子量5000以内，可以进入脑组织内。
而相对应的，神经生长因子分子量常在20000-50000之间，不能进入脑组织内，只能治疗外周神经损伤。
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Trojan horse hypothesis
瘦素抵抗引起的肥胖症 (Leptin-resistant induced Obesit 2.转运系统异常
William A Banks:
“…In this sense，obesity is a disease of the BBB”
The Blood-Brain Barrier as a Cause of Obesity Current Pharmaceutical Design, Volume 14, Number 16, June 2008 , pp. 1606-1614(9)
NVU): 组成血脑屏障的各成分与邻近
的神经细胞共同组成的功能单位，主 要以旁分泌的方式在生理和病理条件 下相互影响、相互作用。包括神经元、 星形胶质细胞、小胶质细胞、血管内 皮细胞、血管周细胞、基底膜以及细 胞外基质。
NVU in Alzheimer's Disease
5.其它血脑屏障相关疾病
周细胞(Pericyte)
• 属于血管平滑肌细胞系 • 与内皮细胞共用基膜 • 与内皮细胞之间存在特化连接
周细胞
包裹脑微小/毛细血管30%-70%
周细胞的功能
周细胞的缩血管作用
星形胶质细胞终足(Astrocyte end-foot)
调节水分子进出脑组织 调节电解质代谢 调节小血管通透性
二、血脑屏障实验室研究与临床检测方法
1. 动物实验
示踪原理：伊文氏蓝（Evans Blue）静脉注
射入血，可透过被破坏的血脑屏障，迅速与 脑组织中的白蛋白结合，使脑组织染色。
Electron microscopy
体外实验——联合细胞培养
2. 建立血脑屏障开放模型
血压 渗透压 炎症 外伤 辐射
3. 临床检查方法
(1) CSF分析
(2) 影像学检查
35
Clinical 三、血脑屏障相关临床疾病 problems?
1.血液成分进入CNS
血浆蛋白
脑实质受损
病毒、细菌等
免疫细胞
a.血浆蛋白的神经毒性作用
反复开放血脑屏障--癫痫发作，病灶内发现白蛋白沉积
BBB的破坏时程与皮层活动异常一致
将血浆蛋白直接注射到海马，导致行为、 脑电的癫痫改变
32
高渗溶液 伊文氏蓝-白蛋白复合物
Jiang et al., 2012,Neuroscience letters
脊髓挤压伤 内源性IgG
Yao, et al, 2012, ECAM
一过性高血压 （静脉注射肾上腺素） 内源性IgG 免疫电镜结果
Kuang, et al.,2004, Int J Neurosci.
5. 促进中枢神经系统药物通过血脑屏障的策略。
改变给药途径、改变药物、改变屏障
思考题
• 血脑屏障的解剖构成如何？ • 中枢神经系统中神经元和毛细血管之间的 关系如何？ • 神经血管单元的概念和意义？ • 葡萄糖、氧、电解质、激素、蛋白等如何 通过血脑屏障？ • 如何促进一种药物通过血脑屏障？
Thank You!
Blood-brain barrier
&
Clinical problems
神经生物学教研室 魏晓燕
2015-6-17
主要内容
一、什么是血脑屏障 二、血脑屏障实验室研究与临床检查方法
三、血脑屏障相关临床疾病
四、药物通过血脑屏障的解决方法
BRAIN
占全身重量的2-3%
占全身耗能的20-30%
物质交换非常丰富
跨膜蛋白 (claudins, occludin)
锚定蛋白 (ZO-1) 骨架蛋白 (actin filament)
基膜(Basement membrane)
Collagen-V, Laminin等基质蛋白
structure
厚20-200 nm的连续膜结构
function
分隔组成BBB的诸细胞 锚定内皮细胞
L-DOPA
L-type amino acid transporter 1 (LAT 1)
enzyme
BLOOD
BBB
BRAIN
Dopamine
（3）Change the barrier
•改变渗透压（甘露醇） •改变紧密连接 (RMP-7) •超声微泡 •光化学、光动力 •电磁场 •放疗
•中医药（开窍药如冰片）
T-cells crossing the blood-barrier into the brain
Department of Neurobiology mail: xiaoywei@
血中胆红素增高，通过新 生儿未发育健全的血脑屏 障进入中枢神经系统，在 大脑基底节、视丘下核、 苍白球等部位引起病变。 主要表现为重度黄疸肌张 力过低或过高，嗜睡、拒 奶、强直、角弓反张、惊 厥等。
4.神经血管单元 (Neurovascular Unit)
神经血管单元 (Neurovascular Unit，
狂犬病 帕金森病 精神分裂症 慢性病理性疼痛 中枢神经系统创伤 肌萎缩脊髓侧索硬化症 ……
Nearly all large-molecule pharmaceutics & 98% of small molecules
DO NOT cross the BBB
Of the 7000 drugs ( Comprehensive Medicinal Chemistry database) 5% treat the CNS ( limited to depression, insomnia and schizophrenia)
(3) Change the barrier?
59
（1）Change the route
鞘内给药
（2）Change the drugs
•转运蛋白、claudin-5
利用转运系统
•蛋白质转导结构域 (PTD) •单域抗体Fc5 （血管内皮细胞内源性 受体介导）
药物改造
•纳米颗粒 10-100nm •脂质体（球状小囊）
HIV感染晚期最常见的重要并发症。
发病机理不明，多认为是HIV自身导致。 组织学改变为白质变灰，伴有星型胶质细 胞增生性反应，见于周围血管分布区域。
问题：病毒如何进入脑组织？
Colored positron emission tomography (PET) scan.
Top: AIDS patient suffering from dementia. Bottom: a normal brain.
Following questions
毒素 H2O 药物
ATP
How to protect?
BRAIN
BLOOD
BCB
CSF
一、什么是血脑屏障
血脑屏障(blood-brain barrier, BBB)：在血液和脑之间，选择性 地阻止某些物质由血进入脑的屏 障。
1. 血脑屏障的发现
1885 1913
中枢和外周毛细血管的差别
外周 内皮细胞
CNS 无窗孔、缺乏小泡
有窗孔、多小泡
内皮细胞连接
周细胞 基膜 胶质细胞
有间隙
很少 无 无
紧密连接
有 有 星形胶质细胞终足
内皮细胞含有的酶 无 类 内皮细胞是否能收 含收缩蛋白，对组织 缩 胺类药物反应为收缩
含单胺类降解酶及多种 分解酶
不含收缩蛋白，能保持 血管通透性的相对稳定
• 物质的亲水性
• 与血浆蛋白的结合程度
• 载体转运系统
• 发育的影响 ……
5.血脑屏障各组分详解
血管腔面
a b c d 4 e 内皮细胞 紧密连接 基膜 周细胞 星形胶质细胞终足 星形胶质细胞终足
脑实质面
血管内皮细胞(Endothelial cell)
内皮细胞膜上的转运体系
紧密连接(Tight junction)
炎症期
“…rather than being a disease of the immune system, MS is a disease of the blood-brain barrier .”
退变期
HIV脑病 (HIV Encephalopathy)
艾滋病痴呆综合征 (AIDS Dementia Complex, ADC)
…brain diseases account for ~ 30% of the total burden of all diseases.
四、药物通过血脑屏障的解决方法
策略
To cross the blood-brain barrier !
(1) Change the route?
(2) Change the drugs?
电子显微镜的出现，使人们 真正看到血脑屏障的结构。
分子生物学的发展使人们更 深入地认识了血脑屏障。
2.血脑屏障的组成
end foot
10
2.血脑屏障的组成
Brain capillary endothelial cells & Tight junctions Basement membrane Pericytes End -feet of astrocytes
阿尔兹海默氏病 (Alzheimer’s disease)
进行性认知障碍，以神经毒性Аβ在血管和脑实质中的聚集、神
经元损害以及神经缠结为病理特征。
Amyloid peptide β (Аβ) 发挥中心作用
BBB 对Аβ的清除
Аβ内向流
3.其它血脑屏障开放的情况
51
核黄疸(kernicterus)
b.免疫细胞进入CNS
T 细胞进入脑实质