Das Gehirn ist kostbar und die Evolution hat große Anstrengungen unternommen, um es vor Schäden zu schützen. Am offensichtlichsten ist unser 7 mm dicker Schädel, aber das Gehirn ist auch von Schutzflüssigkeit (cerebrospinal – des Gehirns und der Wirbelsäule) und einer Schutzmembran namens Meningen umgeben. Beide bieten eine weitere Verteidigung gegen Körperverletzungen. 
Ein weiteres Schutzelement ist die Blut-Hirn-Schranke. Wie der Name schon sagt, ist dies eine Barriere zwischen den Blutgefäßen (Kapillaren) des Gehirns und den Zellen und anderen Komponenten, aus denen das Gehirngewebe besteht. Während Schädel, Hirnhaut und Liquor cerebrospinalis vor körperlichen Schäden schützen, schützt die Blut-Hirn-Schranke vor krankheitsverursachenden Krankheitserregern und Toxinen, die in unserem Blut vorhanden sein können.
Die Blut-Hirn-Schranke wurde entdeckt im späten 19. Jahrhundert, als der deutsche Arzt Paul Ehrlich einen Farbstoff in den Blutkreislauf einer Maus injizierte. Zu seiner Überraschung infiltrierte der Farbstoff alle Gewebe außer dem Gehirn und dem Rückenmark. Dies zeigte zwar, dass eine Barriere zwischen Gehirn und Blut bestand, aber erst in den 1960er Jahren konnten Forscher Mikroskope verwenden, die stark genug waren, um die physikalische Schicht der Blut-Hirn-Schranke zu bestimmen.
Wir kennen jetzt die Schlüsselstruktur der Blut-Hirn-Schranke, die eine Barriere bietet, ist die „endotheliale enge Verbindung“. Endothelzellen säumen das Innere aller Blutgefäße. In den Kapillaren, die die Blut-Hirn-Schranke bilden, sind Endothelzellen extrem nahe beieinander eingeklemmt und bilden sich sogenannte enge Verbindungen.
Durch die enge Lücke können nur kleine Moleküle, fettlösliche Moleküle und einige Gase frei durch die Kapillarwand in das Gehirngewebe gelangen. Einige größere Moleküle wie Glukose können dies Zugang durch Transporterproteine erhalten, die wie spezielle Türen wirken, die sich nur für bestimmte Moleküle öffnen.
Um die Endothelzellen des Blutgefäßes herum befinden sich andere Komponenten der Blut-Hirn-Schranke, die nicht unbedingt am Stoppen beteiligt sind Dinge ge vom Blut zum Gehirn, aber die mit den Zellen kommunizieren, die die Barriere bilden, um zu ändern, wie selektiv die Blut-Hirn-Schranke ist.
Warum brauchen wir sie?
Der Zweck von Die Blut-Hirn-Schranke soll vor zirkulierenden Toxinen oder Krankheitserregern schützen, die Gehirninfektionen verursachen können, und gleichzeitig lebenswichtige Nährstoffe in das Gehirn gelangen lassen.
Die andere Funktion besteht darin, die Aufrechterhaltung eines relativ konstanten Spiegels von Hormone, Nährstoffe und Wasser im Gehirn – Schwankungen, die die fein abgestimmte Umgebung stören könnten.
Was passiert also, wenn die Blut-Hirn-Schranke beschädigt oder irgendwie beeinträchtigt ist?
Eine häufige Dies geschieht durch eine bakterielle Infektion, wie bei Meningokokkenerkrankungen. Meningokokken-Bakterien können sich an die Endothelwand binden, wodurch sich enge Verbindungen leicht öffnen. Infolgedessen wird die Blut-Hirn-Schranke poröser, sodass Bakterien und andere Toxine das Gehirngewebe infizieren können, was zu Entzündungen und manchmal zum Tod führen kann.
Es wird auch angenommen, dass die Funktion der Blut-Hirn-Schranke dies kann Abnahme unter anderen Bedingungen. Bei Multipler Sklerose beispielsweise ermöglicht eine defekte Blut-Hirn-Schranke, dass weiße Blutkörperchen das Gehirn infiltrieren und die Funktionen angreifen, die Nachrichten von einer Gehirnzelle (Neuron) an eine andere senden. Dies führt zu Problemen bei der gegenseitigen Signalübertragung von Neuronen.
Wann müssen wir durchkommen?
Die Blut-Hirn-Schranke verhindert im Allgemeinen sehr effektiv, dass unerwünschte Substanzen auf das Blut gelangen Gehirn, das einen Nachteil hat. Die überwiegende Mehrheit der potenziellen medikamentösen Behandlungen überschreitet die Barriere nicht ohne weiteres und stellt ein großes Hindernis für die Behandlung von psychischen und neurologischen Störungen dar.
Ein möglicher Weg, um das Problem zu umgehen, besteht darin, die Blut-Hirn-Schranke dazu zu bringen, dies zuzulassen Passage des Arzneimittels. Dies ist der sogenannte Trojanische Pferdeansatz, bei dem das Arzneimittel an ein Molekül fusioniert wird, das über ein Transporterprotein die Blut-Hirn-Schranke passieren kann.
Ein anderer Ansatz besteht darin, vorübergehend Öffnen Sie die Blut-Hirn-Schranke mit Ultraschall.
Bei einer Maus mit Alzheimer-Krankheit haben wir gezeigt, dass die Verwendung von Ultraschall zum Öffnen der Blut-Hirn-Schranke die Wahrnehmung verbessern und die Menge an toxischem Plaque verringern kann, die sich im Gehirn ansammelt. Wir glauben, dass dies der Fall sein könnte aufgrund der Fähigkeit des Ultraschalls, in Kombination mit injizierten Gasmikrobläschen, die vorübergehend und sicher zu öffnen Blut-Hirn-Schranke, um schützende, durch Blut übertragene Faktoren hereinzulassen. Wichtig ist, dass dieser Ansatz das Gehirn nicht schädigte.
In einer neuen Studie haben wir gezeigt, dass Ultraschall durch vorübergehendes Öffnen der Blut-Hirn-Schranke mehr therapeutischen Antikörper in das Gehirn zulässt und die Alzheimer-ähnliche Pathologie und Kognition mehr verbessert als bei Verwendung von Ultraschall oder Ultraschall Antikörper-Medikament isoliert.
Ultraschall ist daher ein vielversprechendes Instrument zur vorübergehenden und sicheren Überwindung der normalerweise sehr nützlichen, aber manchmal problematischen Blut-Hirn-Schranke. Es kann verwendet werden, um die Abgabe von Arzneimitteln an das Gehirn zu verbessern und auf diese Weise die Behandlung von Alzheimer und anderen Gehirnerkrankungen kostengünstiger zu gestalten.