[意]丽莎·莫斯考尼
神经学家在描述大脑时,可能会使用一系列极限词。首先,也是最重要的,大脑是人体内最脆弱的器官。如果把大脑握在手中,你会发现,它的质地与果冻差不多。由于大脑中含有大量的脂肪,它的质地非常柔软,很容易受损。
在进化过程中,大自然也给了大脑最严密的保护,大脑被几层保护膜(脑膜)包裹,外面是厚且坚硬的颅骨。头部受到偶然的撞击之后,我们通常会“哎哟”叫一声或做个鬼脸,然后就没事了。但如果不是因为颅骨和脑膜,这种看似无害的轻微撞击就会严重损伤大脑,导致大脑功能失常甚至死亡。
在颅内,大脑浸在无色透明的脑脊液中。没有脑脊液,大脑甚至无法支撑其自身的重量。脑脊液“托浮”大脑,緩冲由于突然的头部运动或撞击在坚硬表面上造成的冲击。脑脊液循环可清除大脑中产生的毒素和废物,保持大脑的清洁和功能。
然而,对大脑这个如此容易受损的器官来说,外力损伤并不是其面临的唯一危险。它还需要从内部受到保护,因为在血液中循环的许多物质可能会对大脑造成极大的伤害。
在大自然的安排下,一种介于血液和脑组织之间的特殊屏障,起到了阻止这些有害物质进入大脑的作用。大脑是体内唯一有自身安全系统的器官,该系统即是被称为血脑屏障的血管网络。血脑屏障是大脑的最后一个保护层。它由扁平的细胞构成,细胞间衔接得十分紧密,是一种几乎无法穿透的细胞屏障,只有那些被认为安全、有用的物质,才能穿过血脑屏障,进入大脑。
我们可以将血脑屏障想象成一个戒备森严的机构,在每个大门都设有入口监控和保安。这一策略使大脑能够完全控制局面——哪些物质容易进入,哪些物质只有在监督下才能通过,哪些物质是危险分子,必须把它们拒之门外。
日复一日,通过限制外来、潜在的有害物质(如细菌、毒素,甚至某些药物)的穿过,血脑屏障保护大脑免受感染和炎症的损伤。与此同时,身体其他部位产生的化学信使(包括一些可能干扰大脑活动的自体激素)能否进入大脑,则是受到血脑屏障精确控制的。
另外,大脑行使功能所必需的各种物质,都是可以穿过血脑屏障的。神奇的是,被允许穿过血脑屏障的大多数物质,都与空气、土壤以及地里长出的食物密不可分。随着我们的每一次呼吸,吃进去的每一顿饭,我们所生活的这个星球——它的河流、山谷、海洋和天空——中的很多物质,正在成为我们大脑的一部分,这非常震撼人心。
首先,水是一位嘉宾。水随时都可自由进入脑组织,一些气体(比如氧气)也有如此待遇,它们是细胞呼吸所需要的。
除了水和空气,还有哪些物质能通过血脑屏障?营养物质。蛋白质、脂肪和碳水化合物,以及维生素和矿物质,它们所起的作用是维持大脑功能,促进细胞活动,防止缺损产生。
人类大脑经过数百万年进化到如今的程度,血脑屏障中形成了高度专门化的、具有营养物质特异性的通道,使得我们体内这个最重要的器官能够获得其生长和保持活力所需的所有营养物质。
(马和煦荐自《现代阅读》)