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从小分子到大分子：血脑屏障如何选择性通过物质？
血脑屏障（BBB）是一个高选择性半透性边界，其主要由内皮细胞组成，负责调节血液循环系统与中枢神经系统之间的物质传递。这一屏障的主要功能是保护大脑免受血液中有害或不需要的物质侵害。血脑屏障由毛细血管的内皮细胞、包围毛细血管的星形胶质细胞末端和嵌入于毛细血管基底膜内的周细胞组成，使得某些小分子能够通过被动扩散，同时也可以选择性地主动运输各种营养素、离子、有机阴离子以及对神经功能至关重要的巨分子，例如葡萄糖和氨基酸。
血脑屏障限制了致病原的通过，并且防止大分子或亲水性分子进入脑脊液，却允许疏水性分子（如氧气、二氧化碳和荷尔蒙）及小的非极性分子自由扩散。
结构
血脑屏障的形成与脑毛细血管内皮细胞之间的紧密连接有关。内皮细胞相互之间由紧密接合结构相连，这些紧密接合由一些跨膜蛋白组成，如occludin、claudins（例如Claudin-5）和接合粘附分子（如JAM-A）。这些紧密接合的蛋白质进一步与内皮细胞膜上的其他蛋白质复合体稳定相连。
血脑屏障由内皮细胞组成，其对于物质的选择性明显高于其他部位的毛细血管内皮细胞。星形胶质细胞的突起称为星形胶质细胞的脚（也称为“胶质限制”），以提供这些细胞的生化支持。虽然几乎所有的脑部血管都有血脑屏障的特性，但并非所有，例如环脑室器官及松果腺的毛细血管并不具有这种屏障功能。
发展
血脑屏障在出生时期已经功能性运作。研究表明，新生儿的内皮细胞在功能上与成年人相似，这显示了选择性的血脑屏障在出生时即已运作。随着发育，特定的结构变化将影响血脑屏障的完整性和选择性。
功能
血脑屏障能够有效保护脑组织，阻止传播的致病原及其他可能的毒素。因此，血液中针对脑部的感染相对少见，且一旦发生，通常难以治疗。当抗体无法跨越血脑屏障时，仅有某些抗生素可以通过。
在某些情况下，药物必须直接注入脑脊液，才能进入大脑。
疗法研究
血脑屏障形成于脑毛细血管并排斥100%大分子神经治疗剂及超过98%的所有小分子药物。如何有效将治疗药物送达特定脑区域一直是临床上面临的一大挑战。作为其神经保护作用，血脑屏障限制了许多潜在重要的诊断和治疗剂进入大脑。研究者正寻找不同的途径，以克服这一挑战，包括使用纳米技术等。
伤害和疾病中的损害
在某些神经系统疾病中，血脑屏障可能会受到损害，例如阿兹海默症、肌萎缩侧索硬化症和癫痫等。影像学研究显示，这些疾病可能会导致代谢功能障碍和血脑屏障的通透性增加。在许多神经退行性疾病中，血脑屏障的功能障碍，它究竟是病因、疾病结果或其他因素尚不清楚。
历史背景
早在1898年，有研究观察到低浓度的“胆盐”在注射到动物血液中时，未影响其行为，这理论上表明胆盐未能进入大脑。 1900年，Max Lewandowsky被认为是第一个提到“血脑屏障”这个概念的人，虽然对于该术语的创造存在着一些争议。
不断的研究揭示了血脑屏障的复杂性和重要性，特别是在神经系统疾病的背景下，究竟这一屏障的功能如何在保护大脑与治疗需求之间取得平衡？
