سد خونی مغزی یا در اصطلاح پزشکی (BBB) محدودهٔ جداکننده بین مایع برون‌سلولی مغز در سیستم اعصاب مرکزی و جریان خون گردشی در بدن است بطوریکه اگر مواد رنگی به‌درون خون تزریق شود می‌توان مشاهده کرد که از این ماده درون مغز اثری دیده نمی‌شود. این پرده یا سد از مویرگ‌های ویژه تشکیل شده که بر خلاف ساختار عادی در مویرگ‌ها دارای منافذ معمول نبوده و اتصال بین سلولی در آن‌ها از نوع اتصال‌محکم است و در نتیجه بسیاری از ملکول‌ها و ریز ملکول‌ها و همچنین باکتری‌ها قادر به گذشتن از آن‌ها(از طریق انتشار) و رسیدن به مایع مغزی نخاعی در مغز نیستند. متقابلاً سطح اندوتلیال این مویرگ‌ها از پروتئین‌های ویژه پوشیده شده که توسط آن‌ها ورود گلوکز به مغز به عنوان تغذیه امکان‌پذیر می‌گردد. همچنین تبادل گازی (اکسیژن- دی‌اکسید کربن) بین خون گردشی و مغز از این سد بدون مشکل قابل انجام است.
برخی ذرات مانند آلکالوئید می‌تواند از این سد عبور کند (نیکوتین موجود در سیگار هم یکی از آلکالوئیدهاست).
فیزیولوژی
وجود این "سد" حاصل از اتصالات محکم بین سلول‌های اندوتلیال در عروق سیستم اعصاب مرکزی(CNS) است که عبور املاح و مواد را محدود می‌کنند. بین سلول‌های اندوتلیال مویرگی توسط این اتصالات محکم، که از زیر واحدهای کوچکتر بنام دایمر(بیوشیمی) تشکیل شده٬ پروتئین‌های گذراننده مانند کلادینس(claudins)، اکلودین(occludin) و مولکول چسبنده اتصال(JAM) که همگی درون سلول‌های اندوتلیال لنگر انداخته‌اند وجود دارد. سد خونی مغزی از سلول‌های با چگالی بالا تشکیل شده‌است و محدودیت تبادل از بین این سلول‌ها بسیار شدیدتر از سایر سلول‌های اندوتلیال مویرگی در دیگر نقاط بدن است. پشتیبانی بیوشیمیایی از این سلول‌ها به عهده سلول‌های ستاره‌ای یا آستروسیت (Astrocyte) است. این سد تمامی بخش‌های مغز را دربر نمی‌گیرد و در قسمت‌هایی چون سقف بطن سوم و چهارم مغز و همچنین اطراف غده پینه‌آل(ترشحات هورمونی مستقیم وارد گردش خون می‌گردد) وجود ندارد.
فیزیولوژی‌آسیب‌شناسی
با توجه به این‌که سد خونی-مغزی محافظی بسیار قوی در برابر عفونت‌های شایع باکتریایی است، شیوع عفونت در مغز بسیار نادر است با این‌حال، از آنجا که آنتی‌بادی‌ها و آنتی‌بیوتیک‌ها قادر به عبور از سد خونی مغزی نمی‌باشند، در صورت بروز عفونت مغزی٬ آسیب وارده اغلب بسیار جدی و درمان نیز دشوار خواهد بود. با این حال، سد خونی مغزی در هنگام التهاب‌های مغزی تا اندازه‌ای نفوذپذیر شده و برخی آنتی‌بیوتیک‌ها می‌توانند به مغز راه پیدا کنند.
تنها دو نوع باکتری وجود دارند که می‌توانند از سد خونی مغزی عبور کنند. یکی باکتری‌های گرم‌منفی حلزونی(اسپیروکت‌ها) مانند بورلیا عامل بیماری لایم و دیگری باکتری ترپونما پالیدوم عامل سفلیس که احتمالاً با سوراخ کردن فیزیکی دیواره مویرگی در مغز وارد مغز می‌شوند.
بیماری‌های مرتبط
از بیماری‌های مرتبط با سد خونی مغزی می‌توان فهرست‌وار به این موارد اشاره نمود:
مننژیت٬ صرع٬ اسکلروز چندگانه(ام‌اس)٬ بیماری لایم٬ سندرم دویک٬اعتیاد ، تریپانوسومیاز٬ لوکوانسفالیت پیش‌رونده٬ هاری و آلزایمر