《生物化學(xué)與分子生物學(xué)》 三、影響因素

物質(zhì)通過血腦屏障的難易取決于兩方面的影響因素：一是物質(zhì)本身的性質(zhì)和狀態(tài)；另一是血腦屏障的結(jié)構(gòu)和功能。

(一)物質(zhì)的親脂性與親水性

細(xì)胞膜是以類脂為基礎(chǔ)的雙分子層結(jié)構(gòu)，所以凡是親脂性強(qiáng)的物質(zhì)就易于透過細(xì)胞膜；反之，親水性強(qiáng)者則不易透過。而物質(zhì)的親脂性與親水性又取決于物質(zhì)的化學(xué)結(jié)構(gòu)：含極性基團(tuán)多者親水性強(qiáng)；含疏水基團(tuán)多者則極性小而親脂性強(qiáng)。亦即物質(zhì)的極性與親脂性之間呈負(fù)相關(guān)。在藥物學(xué)上應(yīng)用這一原理，可以把某些作用于中樞神經(jīng)系統(tǒng)的藥物進(jìn)行化學(xué)修飾，降低其極性，增強(qiáng)其親水性，使其能更迅速地透過血腦屏障，從而提高藥物的療效。例如把巴比妥轉(zhuǎn)變?yōu)楸桨捅韧锥岣叽呙咚幍男Ч?/p>

(二)與血漿蛋白的結(jié)合

在一般組織的毛細(xì)血管，親水性物質(zhì)大多通過內(nèi)皮細(xì)胞之間的縫隙并越過基底膜而進(jìn)入組織內(nèi)(通透性，permeability)。但是，如前所述，腦毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞之間“焊接”十分緊密，通透性較小，實驗證明，分子量大于2，000的物質(zhì)即不能由內(nèi)皮細(xì)胞聯(lián)接處通過。因此，與血漿蛋白結(jié)合的物質(zhì)就難以通過血腦屏障，而實際上血漿中的許多物質(zhì)(激素、脂肪酸、膽紅素等)又都是與血漿蛋白結(jié)合而運(yùn)輸?shù)模捎谖镔|(zhì)與血漿蛋白的結(jié)合是可逆的，所以結(jié)合與解離的動態(tài)平衡直接影響到物質(zhì)通過血腦屏障的速度。例如患高膽紅素血癥(參看肝臟生化)的嬰兒，血中膽紅素與血漿蛋白結(jié)合，從而防止膽紅素進(jìn)入腦組織造成損害。但是如果此時給以磺胺類藥物。由于后者能同膽紅素競爭與血漿蛋白的結(jié)合，使大量游離的膽紅素(親脂性)迅速通過血腦屏障，可引起嚴(yán)重的后果。

(三)載體轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)

腦毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞膜上有多種載體蛋白，能促進(jìn)一些本來難以通過血腦屏障的極性分子的轉(zhuǎn)運(yùn)。已經(jīng)肯定的載體系統(tǒng)有：(1)已糖載體；(2)中性氨基酸載體；(3)堿性氨基酸載體；(4)短鏈單羧酸載體等。

葡萄糖載體具有較強(qiáng)的特異性已如前述。此外，甘露糖亦能較快進(jìn)入腦組織，半乳糖次之，　而果糖則很難通過血腦屏障。由于缺乏酸性氨基酸載體，所以谷氨酸和天門冬氨酸是難以通過血腦屏障的。必需氨基酸特別是芳香族的和支鏈的最容易通過血腦屏障，蛋氨酸的通過亦較迅速。盡管能通過血腦屏障的氨基酸甚多，但已發(fā)現(xiàn)的氨基酸載體卻只有少數(shù)幾個，因此，至少有些氨基酸載體的特異性不是很強(qiáng)的，于是就有可能出現(xiàn)競爭的現(xiàn)象。例如，患先天性苯丙酮酸尿癥(phenylketonuria,PKU)的小兒，血中苯丙氨酸濃度太高，影響色氨酸進(jìn)入腦組織，導(dǎo)致小兒腦發(fā)育不全。

(四)生物轉(zhuǎn)化作用

某些物質(zhì)在通過腦毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞時將遭受到胞漿內(nèi)酶系統(tǒng)的作用而被破壞，所以即使能進(jìn)入毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞的物質(zhì)也不一定都能通過血腦屏障而進(jìn)入腦實質(zhì)?，F(xiàn)已發(fā)現(xiàn)腦毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞含有單胺氧化酶(MAO)可使屬于單胺類的神經(jīng)遞質(zhì)(如兒茶酚胺，5－羥色胺等，見后)氧化分解，又γ－氨基丁酸(GABA)雖然可被腦毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞攝入，但卻又遭受細(xì)胞內(nèi)GABA轉(zhuǎn)氨酶的作用而被破壞，如果用β－氨基乙酸抑制該酶則GABA是可以進(jìn)入腦組織的。腦毛細(xì)血管壁內(nèi)的這種生物轉(zhuǎn)化作用加強(qiáng)了血腦屏障的屏蔽功能，使腦組織的內(nèi)環(huán)境免受血液中化學(xué)成份驟然變動的影響。

(五)發(fā)育的影響

新生兒血腦屏障發(fā)育不全，通透性較高。正在迅速生長的腦組織對某些積極進(jìn)行代謝的物質(zhì)攝取率大增，這可能是由于轉(zhuǎn)運(yùn)本身加快，也可能是由于代謝物的高轉(zhuǎn)換率所致。

此外，腦的不同區(qū)域的血腦屏障也存在著差別。病理情況下，例如血管性腦水腫、腦腫瘤、以及電離輻射損傷等均可發(fā)生血腦屏障通透性的增高。