Ο σχεδιασμός του ανθρώπινου σώματος πηγαίνει σε μεγάλο βαθμό για να προστατεύσει τον εγκέφαλο. Αυτό έχει νόημα, καθώς μόλις ο εγκέφαλος είναι κατεστραμμένος, δύσκολα μπορεί ποτέ να επιδιορθωθεί, και όμως είναι ίσως το πιο ζωτικό μας όργανο.
Το πιο προφανές βήμα που παίρνει το σώμα για να προστατεύσει τον εγκέφαλο είναι η τοποθέτηση του στο κρανίο. Αυτό προστατεύει τον εγκέφαλο από τραυματικό τραυματισμό. Ωστόσο, ο εγκέφαλος εξακολουθεί να απαιτεί θρεπτικά συστατικά και οξυγόνο, τα οποία παρέχονται από το αίμα.
Είναι κρίσιμο να υπάρχει ένας μηχανισμός που να προστατεύει τον εγκέφαλο από τοξίνες και λοιμώξεις που μπορεί να μεταφέρονται στο αίμα. Ο αιματοεγκεφαλικός φραγμός είναι ένα στρώμα εξειδικευμένων μεμβρανών και κυτταρικών διεργασιών που έχουν σχεδιαστεί για να διατηρήσουν τις ανεπιθύμητες ουσίες να περάσουν από το αίμα στους πολύτιμους ιστούς του εγκεφάλου.
Ενώ ο αιματοεγκεφαλικός φραγμός διατηρεί τα περισσότερα κακά πράγματα εκτός του κεντρικού νευρικού συστήματος, δεν είναι αδιαπέραστο. Ορισμένα μόρια είναι σε θέση να ξεπεράσουν τον αιματοεγκεφαλικό φραγμό, όπως η γλυκόζη και το οξυγόνο που είναι τόσο σημαντικό για την επιβίωση του εγκεφάλου. Ορισμένα κύτταρα όπως τα μακροφάγα, τα οποία είναι σημαντικά για την καταπολέμηση λοιμώξεων, μπορούν επίσης να περάσουν από τον αιματοεγκεφαλικό φραγμό.
Επιπλέον, υπάρχουν περιοχές όπου ο αιματοεγκεφαλικός φραγμός απουσιάζει φυσικά. Παραδείγματα περιλαμβάνουν την περιοχή postrema, την περιοχή του εγκεφάλου που ανιχνεύει τις τοξίνες στο αίμα και σηματοδοτεί μια αγχωτική ανταπόκριση, συμπεριλαμβανομένου του εμέτου.
Ένα άλλο παράδειγμα είναι η υπόφυση, όπου σημαντικές ορμόνες εκκρίνονται απευθείας από τον εγκέφαλο στην κυκλοφορία του αίματος.
Παρά τα ανοίγματα αυτά, ο αιματοεγκεφαλικός φραγμός είναι συνήθως πολύ αποτελεσματικός για τη διατήρηση ξένων ή τοξικών ουσιών εκτός του κεντρικού νευρικού συστήματος. Τις περισσότερες φορές αυτό είναι καλό, αλλά μπορεί να αποτελέσει πρόβλημα κατά την ανάπτυξη νέων φαρμάκων για το νευρικό σύστημα.
Για παράδειγμα, μία από τις μεγαλύτερες προκλήσεις στην αντιμετώπιση όγκων στον εγκέφαλο είναι ότι μπορεί να είναι δύσκολο να γίνει μια διαμεσολάβηση ικανή να περάσει από το φράγμα αίματος-εγκεφάλου για να φτάσει στον καρκίνο.
Έξυπνες μέθοδοι για να περάσετε από το αιματοεγκεφαλικό φράγμα περιλαμβάνουν πολύ προσεκτικά σχεδιασμένα φάρμακα ή τη χρήση τεχνικών όπως το υπερηχογράφημα για να ανοίξετε τοπικά το αιματοεγκεφαλικό φράγμα ενώ παρέχεται μια θεραπεία (αν και αυτό είναι πειραματικό). Το τέχνασμα θα είναι να φτάσετε μόνο αυτό που επιθυμείτε πέρα από την περίμετρο ασφάλειας του εγκεφάλου, αλλά να μην παρεμβαίνει στον πολύ σημαντικό σκοπό του φραγμού.