Гематоэнцефалический барьер (ГЭБ) – это физиологический барьер между кровеносной системой и центральной нервной системой (головным и спинным мозгом). Он контролирует обмен различных веществ между прозрачной жидкостью, окружающей мозг (спинномозговая жидкость) и красными кровяными тельцами в артериях, венах и капиллярах.
Важнейшей особенностью такого барьера является то, что он препятствует попаданию крупных микроорганизмов в мозг, защищая его таким образом от инфекций. В то время как инфекции других участков организма весьма распространены (например, в результате пореза пальца или инфекции дыхательных путей), те что затрагивают мозг, значительно более редкие.
Однако, когда такие заболевания действительно случаются (например, менингит), они потенциально опасны для жизни, поскольку их очень трудно лечить. Плотное расположение клеток барьера позволяет регулировать размер и тип частиц, которые могу пройти между ними, включая кислородные молекулы, молекулы углекислого газа, питательные вещества и гормоны.
Так как этот барьер настолько эффективен, он даже может препятствовать попаданию определенных лекарств в мозг (например, некоторых антибиотиков), поэтому многие эффективные для организма лекарства, крайне неэффективны в этой части тела.Преодоление этого ограничения является на сегодняшний день важнейшей задачей в разработке лекарств для мозга. Манипуляция естественными транспортными механизмами ГЭБ и доставка препаратов с помощью наночастиц – лишь два примера современных методов по преодолению барьера, который сегодня разрабатываются.
Эндотелиальный слой ГЭБ любит липиды (жировые молекулы), но не любит частицы с высоким зарядом (ионы) и крупные частицы. Таким образом идеальным веществом будет небольшое по размерам, богатое липидами и с низким электрическим зарядом. Барбитураты - один из примеров, поскольку они свободно проникают через гемоэнцефалический барьер, чтобы подавить функцию мозга; они действуют как успокоительные средства и антидепрессанты.