从“闭门羹”到“通行证”：功能性原料如何跨越血脑屏障？

许多在细胞实验中表现惊艳的成分，如姜黄素、非瑟酮等，为何在临床上脑部获益却并不显著？关键在于血脑屏障这道“隐形防线”。

科学研究表明，大多数营养分子在进入血液后，都会被这道严苛的屏障阻挡在外。血脑屏障是人体最复杂、最挑剔的关卡，只允许极少数分子通过，直达脑部。

然而，正是这道屏障，正在成为功能性营养研发的新突破口。从抗衰老到情绪调节，从认知改善到睡眠优化，越来越多的研究开始聚焦于一个核心问题——能否跨越血脑屏障？

能够穿越血脑屏障，意味着功能食品不再只是补进去，而是真正作用到。这场从传统营养补充到脑科学精准营养的转变，正悄然开启。

图源：Denali Therapeutics

隐形的守门人：血脑屏障的结构与通道机理

血脑屏障（Blood-Brain Barrier, BBB）是维持中枢神经系统稳态的重要结构，从解剖学上讲，主要是指脑毛细血管内皮细胞的紧密连接所形成的细胞界面，其最基本的作用是限制物质交换，保持脑微环境稳定，维护神经元功能。它一方面保证代谢物质的自由通过，维持脑内离子、激素和递质等动态平衡，另一方面能有效阻止外来异物对脑的侵犯，使循环中内源性和外源性物质无法轻易进入脑组织。

1. 血脑屏障的主要结构

• （1）脑微血管内皮细胞（Brain Microvascular Endothelial Cells）：位于脑血管内腔，其表面形成单层扁平细胞，富含线粒体和膜受体，通过紧密连接的方式连接，形成一种高度选择性的屏障。
• （2）紧密连接（Tight Junction）：由跨膜蛋白组成，它们将不同大小、形态的内皮细胞串联在一起，确保大多数物质无法自由通过血管壁进入脑组织。
• （3）基底膜（Basement Membrane）：由蛋白纤维组成，位于星形胶质细胞与内皮细胞之间，有助于定位细胞并提供脑细胞之间的联系。
• （4）周细胞（Pericytes）：位于内皮基膜内，与内皮细胞共享基膜，参与调节血脑屏障的功能。
• （5）星形胶质细胞（Astrocytes）：广泛分布于脑部，通过调节血管内皮细胞的功能，影响血脑屏障的通透性。

2. 三重防线：选择性通行的屏障体系

血脑屏障的功能可概括为三重防线：

• 物理屏障：紧密连接和低水平胞吞作用限制了溶质的跨膜扩散；
• 化学屏障：内皮细胞富含代谢酶和抗氧化系统，可对外源化合物进行代谢、降解或排出；
• 转运系统：多种特异性转运蛋白维持能量与营养物质的定向输入。

这三层机制共同塑造了血脑屏障的高度选择性。研究表明，超过95%的外源性化合物无法通过BBB，这使得它成为药物递送、神经保护以及脑营养干预中的关键瓶颈。

3. 两面性：保护与阻隔的平衡

血脑屏障在保护神经系统稳定性的同时，也阻碍了许多具有潜在生理活性的营养成分进入脑部。

以姜黄素为例，尽管其在细胞和动物模型中表现出显著的抗炎与神经保护作用，但在体内研究中脑部浓度极低。这主要由于其分子极性较高、脂溶性不足、在血液中易被代谢失活，且缺乏可识别的特异性转运体，难以有效跨越血脑屏障。与此同时，脑内外排系统（如P-glycoprotein等）会将部分进入内皮细胞的化合物主动排出，进一步降低其中枢可达性。

这种“双刃剑”特性，使血脑屏障成为脑营养研究的重要议题。

4. 通行机制：跨越的可能路径

虽然血脑屏障具有高度选择性，但并非完全封闭。科学研究发现，外源性化合物能够进入脑组织的方式主要包括被动扩散、载体介导转运以及跨胞转运三类途径。

被动扩散是最基本的跨越方式。脂溶性较高、分子量较小且电荷中性的化合物，可以顺着浓度梯度穿过内皮细胞膜。例如，多不饱和脂肪酸（DHA）和某些多酚类物质（如白藜芦醇）具备良好的膜通透性，能够以这种形式少量进入脑部。

相比之下，载体介导转运更具选择性。这一机制依赖分布在血脑屏障内皮细胞膜上的特定转运蛋白，对营养物质或其结构类似物进行主动识别与运输。其中，GLUT1负责葡萄糖及其衍生物的供应；LAT1可转运芳香族氨基酸、左旋多巴及吡咯喹啉醌（PQQ）前体；OCTN-1介导L-麦角硫因等有机阳离子化合物的摄取；而MFSD2a则是DHA-lysoPC复合体进入脑内的关键通道。

另一条重要路径是跨胞转运。当分子体积较大或带电荷时，可能通过跨胞运输进入脑内。受体介导型转运依靠配体与特定受体结合实现选择性跨越，如胰岛素和转铁蛋白即通过此途径进入中枢；吸附介导型转运则通过静电相互作用吸附于内皮细胞膜后被内吞转运。

总体来看，血脑屏障虽具严格的筛选机制，但仍为特定营养素和活性成分提供了多层次的通透途径。深入了解这些转运机制及其调控特性，不仅有助于阐明功能性原料在中枢层面的作用基础，也为脑营养食品和神经保护配方的开发提供了重要理论依据。

从外周到中枢：功能性原料的最后一公里

血脑屏障是药物和营养分子作用于中枢神经系统的前提。一般成年人脑毛细血管内皮细胞的紧密连接总表面积可达约12~18 m²，而神经元直径不足25 μm，这意味着一旦分子能够穿过血脑屏障，便可在脑组织中迅速扩散，与神经元和胶质细胞相互作用，从而产生生理效应。

跨越血脑屏障，意味着物质能直接作用于脑内。几乎所有与记忆、情绪、睡眠相关的神经活动都发生在屏障之内；若成分无法进入脑部，其作用往往局限于外周，如调节血糖、循环或抗氧化状态。这也是许多声称“提升认知”或“助眠”的成分，在人体试验中效果有限的原因：它们难以真正到达中枢。

脑部老化同样与血脑屏障功能密切相关。随年龄增长及慢性炎症积累，紧密连接逐渐松弛，外周毒素和炎性因子得以渗入脑组织，引发氧化应激和神经炎症。这一过程被认为是认知衰退、情绪障碍及阿尔茨海默病的早期诱因。因而，能穿越或修复血脑屏障的活性成分，可能从根源上延缓脑部老化、维持神经稳态。

从产业角度看，跨越血脑屏障正成为功能性营养研发的关键竞争点。能被证明进入脑组织的成分，意味着机制更清晰、证据更坚实，也更具差异化价值。谁能真正证明自己的成分能够入脑，谁就握住了未来脑健康市场的硬通货。这正是下一代精准脑营养产品的核心方向，也是功能食品迈向中枢调控的新起点。

 

谁拿到了大脑的通行证：穿越血脑屏障的明星原料盘点

在众多功能性原料中，只有极少数分子能获得进入大脑的通行证，真正参与神经元的能量代谢与信息传导。根据分子特性与作用机制，这些原料大体可分为三类路径：穿越直达型、双向协同型与外周调控型。

（1）穿越直达型

这类原料具备高脂溶性或特定转运通道，能够直接跨越血脑屏障，在脑组织中发挥能量代谢、神经保护或突触调节作用，是“从吃进去到进脑里”的代表分子。

（2）双向协同型

这类原料既能在一定程度上穿越血脑屏障，又能通过抗氧化、抗炎和自噬调控作用，修复受损屏障与神经系统。

（3）外周调控型

这类原料虽然无法直接穿越血脑屏障，但通过调节肠道菌群、外周神经递质或炎症信号，实现由外周到中枢的信息传递与脑部平衡，是脑营养产品中最具温和性与安全性的路线。

 

吃进去到起作用：脑营养的研发新逻辑

随着血脑屏障研究的深入，功能性食品的研发逻辑正迎来一次结构性升级。

过去我们强调营养成分吃进去，现在的关键是营养如何被识别、运输并精准作用于脑部靶点，从而真正起作用。这一变化，使得生物利用度 + 靶点验证成为脑健康产品的新核心指标。

在这一新框架下，研发思路正在发生三方面转变：

（1）结构优化。通过分子修饰或配体结合，让活性物质具备被血脑屏障识别的特定通行证，如酯化、氨基化或小分子化改造，以增强脂溶性和通透性；

（2）递送策略升级。利用脂质体、纳米载体或乳化包埋技术，不仅提高成分在体内的稳定性与吸收率，还能通过控制释放实现脑靶向递送；

（3）复配路径化。企业不再以单一成分论功效，而是构建穿越+修复+调控三层协同体系，从肠道、血液到中枢神经形成完整的信号与物质通路。

这种以路径为中心的研发思维，正让功能食品从营养补充转向机制干预，真正意义上实现从补脑到通脑。在此背景下，一批基于血脑屏障科学的食品产品，正在率先完成从实验验证到市场落地的跨越。

案例

• 华熙当康Bloomage Health 动能丸

产品以麦角硫因与亚精胺为核心复配配方，全面激活皮肤、脑力、防御、睡眠与精力五大身体动能。

麦角硫因通过OCTN-1主动转运进入细胞及脑组织，在线粒体层面清除自由基、维持能量稳态；亚精胺则激活自噬通路，清除受损细胞器并延缓衰老。两者协同实现从细胞代谢到神经稳态的全系统能量支持。

• Nutri Spring 脑动力

产品配方以PQQ为核心，联合神经酸、磷脂酰丝氨酸（PS）、牛磺酸、维生素B族及叶酸，从线粒体能量与神经膜结构两端重塑脑部活性。

PQQ通过促进线粒体新生与清除自由基，提升细胞代谢效率并延缓衰老；神经酸与PS共同参与神经鞘磷脂合成，强化神经信号传递与脑细胞膜完整性；而B族维生素与叶酸则维持甲基化循环，支持神经递质合成。

该产品虽主打“能量焕新与抗衰老”，但其成分结构已形成可支撑认知保护与脑健康营养的机制闭环，代表了功能食品中线粒体-神经轴的一体化研发趋势。

• Mikra CELLF™ 细胞性能补充剂

产品配方包含PQQ、辅酶Q10与谷胱甘肽，主打抗衰老、增强能量、改善认知与促进健康寿命四大核心功能。PQQ、辅酶Q10与谷胱甘肽三者协同实现能量恢复–抗氧修复–功能优化的闭环。

• 东鹏特饮无糖型能量饮料

产品配方中以L-α-甘磷酸胆碱（L-α-GPC）、牛磺酸、咖啡因、烟酸、维生素B族为核心，优化了能量代谢与神经功能支持路径，主打“高效补能、缓解脑疲劳”的健康升级理念。

α-GPC作为天然存在于体内的胆碱载体，具备优异的血脑屏障通透性，能迅速进入脑组织并转化为乙酰胆碱，提升神经元信号传导效率与认知活性。与之协同的咖啡因、牛磺酸及维生素B族，则分别从能量代谢、抗疲劳及神经保护层面提供支持，共同构成了外周补能—中枢唤醒的双路径机制。

• Ostecform 褪黑素复合软糖

配方包含褪黑素、GABA、L-茶氨酸、西番莲与柠檬蜂风草提取物、氨基酸镁及维生素B6。

茶氨酸与GABA协同作用于 GABA A受体通路，减轻神经紧张、稳定情绪；维生素B6与镁参与褪黑素合成及神经传导，使整体效果更温和稳定。

这类“多靶点放松型软糖”代表了助眠产品从单一褪黑素向神经递质调控与脑-外周联动的新方向。

 

 

 

从补脑到通脑，跨越血脑屏障不仅是科研的终极挑战，更是功能食品实现真实生物效应的关键一步。

当营养分子能够精准抵达脑神经，调控线粒体能量、平衡神经递质、延缓脑衰老，吃进去与起作用之间的距离，正被科学逐步打通。

未来的脑健康，不再依赖补，而是依靠科学通达。能否穿越血脑屏障，正在成为衡量脑健康原料真功效的分水岭。

参考资料

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