血脑屏障与影像上的水肿、强化及出血有哪些关系【一】
很多时候，我们都会听到“血脑屏障遭到破坏”、“药物不通过血脑屏障”这些词，那么血脑屏障到底是什么？
一、血脑屏障的发现
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 正式提出血脑屏障的概念。血脑屏障功能概述后续的研究发现，血脑屏障实际上是几种细胞紧密结合的产物，而它的功能，也远比阻挡染料要强大的多。它就像长城，包裹，保护了整个脑组织，除了氧气，二氧化碳，葡萄糖这类必需品，绝大多数物质都无法透过这层屏障。在进化的漫漫长河中，血脑屏障给予了人类无限的保护，维持了中枢神经相对稳定的状态，使得大脑免受伤害。
血脑屏障主要含三个结构：（示图如下）
①脑毛细血管内皮及其紧密连接
②基底膜
③星形胶质细胞终足
二、血脑屏障的定义
血脑屏障（BBB）存在于血液与中枢神经系统之间的细胞界面，由脑毛细血管内皮细胞（BMECs）、基底膜和星形胶质细胞终足构成，示意见上图。
其功能主要是稳定脑组织内环境，确保神经元和胶质细胞能在最佳状态下工作，阻止不必要的大分子入侵，尤其是有害物质。血脑屏障中最主要的细胞是脑毛细血管内皮细胞。它们精密连接的网络可以有效地限制大分子物质从连接处通过，包括某些针对中枢神经系统的药物。此外，脑毛细血管内皮细胞的胞饮作用提供了有选择性的物质运输，向中枢神经系统传输对于能量生成和氨基酸代谢必不可缺的物质。更有许多星形胶质细胞的血管终足包围内皮细胞及其基膜，协助将代谢物从血管传输到神经细胞，并可以影响特定基因产物在内皮细胞中的表达。这些星形胶质细胞突起还可以移除细胞间隙中多余的钾离子和神经递质。因此上起主要作用的是脑毛细血管内皮细胞（BMECs），它的功能形态特征包括：胞浆厚度一致，少“窗”，几乎没有胞饮泡，细胞间紧密连接，具有抗电性，细胞内含有丰富的酶系统及大量线粒体，但缺乏收缩蛋白，从而构筑起BBB的机械性屏障和酶屏障。
三、血脑屏障的临床意义
血脑屏障从解剖学上讲主要是指脑毛细血管内皮细胞的紧密连接所形成的细胞界面，其作用是保护中枢神经系统不受外来大分子和有害物质的侵入。神经胶质细胞同血脑屏障一起， 保护了神经元所处的离子环境及代谢环境。有一些脑内区域是不受血脑屏障保护的。如化学性催吐感受区、终板血管器(OVLT)和一些含有通过分析外围循环从而调控脑活动的特化细胞的区域等。在保护脑内环境的同时，血脑屏障也给针对中枢神经系统的药物带来了不小的挑战。很多抗生素和其他药剂无法通过血脑屏障，只能通过结合载体分子或者鞘内给药的方式来达到治疗效果。在脑肿瘤、神经变性病、脑水肿或中风等临床疾病中，血脑屏障被严重破坏，脑组织直接暴露在外周循环中。目前已有将针对性药剂传输到血脑屏障内的尝试。这种疗法可保护脑组织在血脑屏障遇到病理侵袭时不受进一步伤害。
三、血脑屏障最近研究成果
2018年，美国宾州大学的科学家在”CELL”杂志上发表了一篇文章，揭示了另外一个很酷的现象：血脑屏障是由日夜节律的。他们发现，果蝇的血脑屏障的通透性在夜间比白天要高。更加酷的是，这种日夜节律是由血脑屏障的组成细胞中的分子时钟控制的。一个人身上最重要的器官应该是我们的大脑了（本文中的大脑包括严格意义上的大脑和小脑）。大脑是最有价值的那个部分。它存着我们的过去，决定我们的喜怒哀乐，控制着我们所有内脏和四肢的活动。大脑死了，我们就不在了。大脑决定了我们是谁。牙齿掉了，我们还是自己。骨折了，需要坐轮椅，我们也还是自己。只要大脑在，我们的记忆就在，那些儿时的玩伴，家人和朋友，去过的地方，吃过的美食。只要大脑还没有被损坏，我们还能保有属于自己对世界独特的判断，和处理情况的方法，所有那些我们原本的三观和方法论。
大脑的重量是我们身体重量的2%，而它却索取着我们20%的能量。大脑比心脏保护得更加密实。心脏是装在镂空的骨头篓子里面的。而大脑是装在结实密致的骨头罐子里。头骨保护大脑不被外部的敌人侵害。大脑里面还有一种重要的保护，那就是血脑屏障。血脑屏障保护大脑不被内部的敌人破坏。
大脑里面的血管和人体其他地方的血管是不同的。为了保护大脑的纯洁干净，大脑血管有一个重要的结构，就是血脑屏障（blood brain barrier：BBB）血脑屏障是脑部血管内部的一种结构。这种结构可以阻止大分子物质由血液进入脑部组织。血液中的物质从脑毛细血管进入脑组织，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细菌和病毒这些有害物质无法进入大脑，从而保持脑组织内环境清洁，对维持中枢神经系统正常生理状态具有重要意义。
脑部毛细血管比人体其他部分的毛细血管的空隙小而且少。内皮细胞彼此重叠覆盖，而且链接紧密。内皮细胞还被一层连续不断的基底膜包围着。基底膜之外还有一层，是星形胶质细胞。把毛细血管的85%的外表面积都包围起来。脑毛细血管的三层膜结构构成血脑屏障。
血脑屏障固然是大脑的强大保护，同时也是麻烦。如果大脑的内部出现了问题，需要药物进入大脑解决的时候，血脑屏障就变成麻烦了。因为大分子的药物无法穿过血脑屏障，科学家必须想办法研发出小分子的可以穿过血脑屏障的药物。这就使得大脑疾病，如阿尔兹海默病的药物研发变得异常困难。
传统的理念认为，血脑屏障是大脑的钢铁长城。因为它的保护，大脑内部完全是一片净土。实际上，我们的大脑并没有想象中的那么干净。大脑解剖学揭示，我们大脑中有各种各样的病毒和细菌代谢产物。
最引人注目的是最近发现，阿尔兹海默病人的大脑中发现有大量疱疹病毒。在最近的一项研究中，科学家发现，患有阿尔兹海默病的大脑中还有可以引起口腔溃疡的白色念珠菌。这些发现完全颠覆了我们的三观。大脑里面完全不干净啊，有病毒有细菌。这些东西到底是什么时候，从哪里进来的？
虽然这个问题还没有答案，但是我们知道血脑屏障是可以被破坏的。有一些疾病，比如新生儿黄疸和血管源性脑水肿，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大分子物质如血浆白蛋白（分子量为69000）都可通过屏障。还有，严重脑损伤也可以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。不过，随着损伤的修复，大分子物不再能够进入大脑。血脑屏障完全恢复后，小分子物交换加快现象也会消失。
因此上，在医学影像中血脑屏障与肿瘤的水肿、对比剂注射后的强化以及出血有密切关系，后面与大家分享各自与血脑屏障的关系。