Het brein is kostbaar en de evolutie heeft zich tot het uiterste ingespannen om het tegen schade te beschermen. Het meest voor de hand liggende is onze 7 mm dikke schedel, maar de hersenen zijn ook omgeven door beschermende vloeistof (cerebrospinale – van de hersenen en de wervelkolom) en een beschermend membraan dat de hersenvliezen wordt genoemd. Beide bieden verdere verdediging tegen lichamelijk letsel. 
Een ander beschermend element is de bloed-hersenbarrière. Zoals de naam doet vermoeden, is dit een barrière tussen de bloedvaten van de hersenen (haarvaten) en de cellen en andere componenten waaruit hersenweefsel bestaat. Terwijl de schedel, hersenvliezen en cerebrospinale vloeistof beschermen tegen fysieke schade, biedt de bloed-hersenbarrière een verdediging tegen ziekteverwekkende pathogenen en toxines die in ons bloed aanwezig kunnen zijn.
De bloed-hersenbarrière werd ontdekt aan het einde van de 19e eeuw, toen de Duitse arts Paul Ehrlich een kleurstof in de bloedbaan van een muis injecteerde. Tot zijn verbazing infiltreerde de kleurstof in alle weefsels behalve de hersenen en het ruggenmerg. Hoewel dit aantoonde dat er een barrière bestond tussen hersenen en bloed, konden onderzoekers pas in de jaren zestig microscopen gebruiken die krachtig genoeg waren om de fysieke laag van de bloed-hersenbarrière te bepalen.
We kennen nu de sleutelstructuur van de bloed-hersenbarrière die een barrière vormt, is de “endothelial tight junction”. Endotheelcellen bekleden het inwendige van alle bloedvaten. In de haarvaten die de bloed-hersenbarrière vormen, zijn endotheelcellen extreem dicht bij elkaar geklemd en zogenaamde tight junctions.
Door de nauwe opening kunnen alleen kleine moleculen, in vet oplosbare moleculen en sommige gassen vrij door de capillaire wand en in hersenweefsel gaan. Sommige grotere moleculen, zoals glucose, kunnen toegang krijgen via transporteiwitten, die werken als speciale deuren die alleen opengaan voor bepaalde moleculen.
Rondom de endotheelcellen van het bloedvat bevinden zich andere componenten van de bloed-hersenbarrière die niet strikt betrokken zijn bij het stoppen dingen ge van bloed naar hersenen, maar die communiceren met de cellen die de barrière vormen om te veranderen hoe selectief de bloed-hersenbarrière is.
Waarom hebben we het nodig?
Het doel van de bloed-hersenbarrière is om te beschermen tegen circulerende gifstoffen of pathogenen die herseninfecties kunnen veroorzaken, terwijl tegelijkertijd vitale voedingsstoffen de hersenen kunnen bereiken.
De andere functie is om te helpen bij het handhaven van relatief constante niveaus van hormonen, voedingsstoffen en water in de hersenen – fluctuaties waarin de fijn afgestemde omgeving kan worden verstoord.
Wat gebeurt er als de bloed-hersenbarrière beschadigd is of op een of andere manier gecompromitteerd is?
Een veel voorkomende de manier waarop dit gebeurt, is door bacteriële infectie, zoals bij meningokokkenziekte. Meningokokkenbacteriën kunnen zich binden aan de endotheliale wand, waardoor nauwe overgangen enigszins openen. Als gevolg hiervan wordt de bloed-hersenbarrière poreuzer, waardoor bacteriën en andere gifstoffen het hersenweefsel kunnen infecteren, wat kan leiden tot ontsteking en soms de dood.
Er wordt ook gedacht dat de functie van de bloed-hersenbarrière dit kan afname van andere aandoeningen. Bij multiple sclerose bijvoorbeeld, zorgt een defecte bloed-hersenbarrière ervoor dat witte bloedcellen de hersenen kunnen infiltreren en de functies aanvallen die berichten van de ene hersencel (neuron) naar de andere sturen. Dit veroorzaakt problemen met de manier waarop neuronen naar elkaar signaleren.
Wanneer moeten we er doorheen?
De bloed-hersenbarrière is over het algemeen zeer effectief om te voorkomen dat ongewenste stoffen toegang krijgen tot de hersenen, wat een keerzijde heeft. De overgrote meerderheid van mogelijke medicamenteuze behandelingen passeert de barrière niet gemakkelijk, wat een enorme belemmering vormt voor de behandeling van mentale en neurologische aandoeningen.
Een mogelijke manier om het probleem te omzeilen is door de bloed-hersenbarrière te misleiden om doorgang van het medicijn Dit is de zogenaamde Trojaans paard-benadering, waarbij het medicijn wordt gefuseerd aan een molecuul dat via een transporteiwit de bloed-hersenbarrière kan passeren.
Een andere benadering is om tijdelijk open de bloed-hersenbarrière met behulp van echografie.
Bij een muis met de ziekte van Alzheimer hebben we aangetoond dat het gebruik van echografie om de bloed-hersenbarrière te openen de cognitie kan verbeteren en de hoeveelheid giftige plaque die zich ophoopt in de hersenen kan verminderen. We denken dat dit het geval kan zijn. vanwege het vermogen van echografie, in combinatie met geïnjecteerde gasmicrobellen, om tijdelijk en veilig de bloed-hersenbarrière om beschermende door het bloed overgedragen factoren binnen te laten. Belangrijk is dat deze benadering de hersenen niet beschadigde.
In een nieuwe studie hebben we aangetoond dat door het tijdelijk openen van de bloed-hersenbarrière, echografie meer therapeutische antilichamen in de hersenen laat komen, waardoor de ziekte en cognitie van Alzheimer beter wordt verbeterd dan bij gebruik van echografie of de geïsoleerd antilichaammedicijn.
Echografie is daarom een veelbelovend hulpmiddel om tijdelijk en veilig de normaal zeer nuttige, maar soms problematische bloed-hersenbarrière te overwinnen. Het kan worden gebruikt om de toediening van medicijnen aan de hersenen te verbeteren en zo behandelingen voor de ziekte van Alzheimer en andere hersenziekten kosteneffectiever te maken.