血液脳関門は、細菌や毒素が脳に侵入するのを防ぎます。その仕組みは次のとおりです。

私たちの脳は非常に複雑で繊細な器官です。私たちの体は、脳を助けるものを保持し、感染症や毒素を引き起こす可能性のある細菌などの有害なものを締め出すことで、脳を激しく守っています。

これは、血液脳関門と呼ばれる保護層を介して行われます。ここでは、その仕組みと、それが医薬品設計にどのような意味を持つのかを説明します。

まず循環器系を見てみましょう

成人はおよそ 30兆 体には細胞が存在します。すべての細胞はさまざまな栄養素と酸素を必要とし、また老廃物も生成するので、それを除去する必要があります。

私たちの循環器系は、栄養素を供給し、老廃物を除去するという役割を果たしています。

循環器系が細胞と出会うところでは、毛細血管と呼ばれる小さな管に分岐します。この小さな管は、人間の髪の毛の約 10 分の 1 の幅で、これも細胞でできています。

しかし、ほとんどの毛細血管には、（窓と呼ばれる）特別な特徴があり、 比較的自由な交換 血液と組織の細胞の間で栄養素と老廃物を分配します。

ピザの配達みたいなもの

循環の仕組みを考える方法の 1 つは、大都市のピザ配達員のようなものです。非常に大きな道路 (船) には壁があり、家のドアまで歩いて行ってピザを渡すことはできません。

しかし、郊外の小さな通り（毛細血管）に着くと、通りの設計により、車を止めてスクーターから降り、玄関まで歩いてピザ（栄養素）を届けることができます。

脳は血液がほとんど入っていないスポンジ状の塊だとよく考えられます。実際には平均的な脳には約 600キロメートル 血管の。

脳の大部分の毛細血管と他の部分の毛細血管の違いは、これらの毛細血管は特殊な細胞でできており、非常に密に結合しているため、血液中に溶解している物質の自由な交換が制限されていることです。これらは連続毛細血管と呼ばれることもあります。

これは血液脳関門です。脳の周囲に袋があって、物質の出入りを阻止するわけではありませんが、あらゆる道路、たとえ非常に小さな道路であっても、壁のようなものです。

ピザが入る唯一の方法は特別なスロットを通ることであり、これらはピザの箱にぴったりの形状です。

血液脳関門は、必要な栄養素を運ぶための特別な輸送体（ピザの箱のスロットのような）が備わっているように設置されています。そのため、ほとんどの場合、体内に入ることができるのは輸送体がある物質だけです。 または 非常によく似ているもの（分子レベルで）。

この例えは、ピザの箱の隙間が水に溶ける栄養素に当てはまるので、少し当てはまりません。脂肪によく溶ける物質は、壁の隙間を通り抜けられることが多いのです。

なぜ血液脳関門が存在するのでしょうか?

血液脳関門が存在する理由はいくつかあると考えられています。

まず、摂取する可能性のある毒素（植物が作る化学物質など）や、体の他の部分に感染することが多いが脳には通常到達しないウイルスから脳を保護します。

また、栄養素や老廃物の出入りを厳密に制御することで保護を提供し、体の他の部分よりも安定した環境を提供します。

最後に、免疫細胞の通過を調節し、脳の細胞にダメージを与える可能性のある不必要な炎症を防ぐ働きがあります。

医薬品にとって何を意味するか

血液脳関門を越えるこの厳しい規制の結果、脳に薬を届けたい場合、どのように薬が脳内に入り込むかを考慮する必要があります。

いくつかのアプローチがあります。脂溶性が高い分子は脳にまで到達することが多いので、少し脂っぽくなるように薬を設計するかもしれません。

もう一つの選択肢は、薬を、通常脳に取り込まれる別の分子、つまり通常輸送される分子に似た「プロドラッグ」にリンクさせて、薬が脳に運ばれるようにすることです。

それを有利に利用する

血液脳関門を利用することもできます。

鎮痛剤として使用されるオピオイドは、便秘を引き起こすことがよくあります。これは、オピオイドの標的（オピオイド受容体）が腸の神経系にも存在し、腸の内容物の動きを遅くする働きがあるためです。

下痢の治療に使われるイモジウム（ロペラミド）は、実際にはオピオイドですが、 特別に設計された そのため、血液脳関門を通過できません。

この設計により、消化管内のオピオイド受容体に作用して内容物の動きを遅くすることができますが、脳内のオピオイド受容体には作用しません。

イモジウム、オゼンピック、ビクトーザ（もともと2型糖尿病用に開発されたが、現在は 減量に人気）はどちらも長い脂肪がついており、体内に留まる時間を長くしています。

この長い脂肪が付いているため、血液脳関門を通過することができ、食欲を抑制する働きをします。これが、 効果的 減量薬として。

したがって、血液脳関門は脳を保護するために重要である一方で、新しい医薬品の開発にとって課題と機会の両方をもたらします。