【能量】關於「血腦障壁」這件事

2019.11.25

顯微鏡下的血腦障壁

電子顯微鏡下的腦血管

昨天下課時跟學生談到了「血腦障壁」這件事。

19世紀,德國的諾貝爾醫學獎得主,保羅·埃爾利希(Paul Ehrlich),為了研究梅毒的特效藥,辛勤的在上萬隻兔子身上做實驗,並進行了著名的染色實驗,後來不僅讓他發現了梅毒的特效藥-砷凡納明,也發現了一個醫學界百年來難解的難題:「血腦障壁」(Blood-Brain-Barrier,BBB)。

簡單的來說也就是,當將染劑注入實驗動物的血液循環系統時,除了腦之外,所有的器官都被染劑滲透;而當我們將染劑直接注入腦中,卻發現除了腦之外,其他器官都沒有被染色。於是我們可以推測,在大腦與血管間應該存在著某一種屏障。直到過了半個世紀,當5000倍的顯微鏡問世後,我們才能觀察到那個藏在腦部血管的障壁的樣貌。

在人類的血管中都覆蓋著一層內皮細胞,但是這個內皮細胞在腦血管內壁中的分佈排列方式,比身體任何一個部位都來的更緻密且特殊,形成了一個難以突破的障礙。

這層腦血管障壁幾乎不讓任何物質通過,除了氧氣、二氧化碳和血糖,大部分的藥和蛋白質由於分子結構過大,一般無法通過。人類也因為這層障壁,使得細菌與病毒難以直接進入大腦,同時也讓大腦分泌與控制的激素進入身體後不會回流到大腦,進而產生額外的反饋作用,只讓必要的分子如胺基酸、氧、葡萄糖與水通過,使得大腦能夠呈現正常的運行狀態。

而醫學界很早就對這層障壁有著明確的共識,也就是這層「血管障壁」的在人體存在必然有其必要性,所以也不該去干擾它。

當然也有些地方是例外的,例如腦部中有幾個區域血腦障壁的防禦力較弱。 這些區域稱之為「腦室周邊器官」,大腦藉由腦室周邊器官能夠監控身體血液的組成與狀態。

腦室周邊器官如:松果體(Pineal body)神經垂體(Neurohypophysis)後腦垂腺posterior pituitary)腦極後區(Area postrema)穹窿下器(Subfornical organ)終板血管器(Vascular organ of the lamina terminalis)正中隆起(Median eminence)...等。

然而在神經學疾病的研究範圍內,許多疾病如中風、失智、腦部損傷、癌症的治療障礙也在於這層障壁,使得研究者找不到方法將非脂溶分子的藥物傳遞到腦部,也因此如何將藥物傳遞進入大腦成為了目前醫學界的難題之一。(脂溶性分子,例如:巴比妥鹽類藥物則可以快速通過進入腦部)

然而以下幾種狀況,可以使得「血腦障壁」發生崩解。

01.出生發育未完全的狀態
02.高血壓或液體高張的狀態
03.暴露於微波或放射線下
04.腦部創傷或感染

所以能夠在不影響「血腦障壁」的狀態下,對人類腦部進行藥物的刺激與或是分子傳導,目前仍是目前醫學界的一大難題。

但是藉由腦神經的傳遞理論,我們可以藉由間接的方式傳遞物質與訊息,例如芳香療法刺激嗅覺神經的傳遞概念,繞過「血腦障壁」進而對於大腦的部分系統造成間接性的活化與影響,這是已經被實證且可以期待的。

 

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