Hirnkapillare Endothelzellen bilden die Blut-Hirn-Schranke. Sie sind durch ausgedehnte tight junctions verbunden und in luminale (dem Blut zugewandte) und abluminale (dem Gehirn zugewandte) Plasmamembranbereiche polarisiert. Die polare Verteilung der Transportproteine ermöglicht eine aktive Regulierung der extrazellulären Gehirnflüssigkeit. In Experimenten an isolierten Membranvesikeln aus Kapillarendothelzellen des Rinderhirns wurde die polare Anordnung von Aminosäure- und Glukosetransportern nachgewiesen, und es wurden Vorschläge für den Nutzen einer solchen Anordnung gemacht. So wurden beispielsweise passive Transporter für Glutamin und Glutamat nur in der luminalen Membran von Zellen der Blut-Hirn-Schranke gefunden, während sich Na-abhängige sekundäre aktive Transporter an der abluminalen Membran befinden. Diese Organisation könnte die Nettoentfernung von stickstoffreichen Aminosäuren aus dem Gehirn fördern und das geringe Eindringen von Glutamat in das zentrale Nervensystem erklären. Darüber hinaus kann das Vorhandensein eines Gamma-Glutamyl-Zyklus an der luminalen Membran und von Na-abhängigen Aminosäuretransportern an der abluminalen Membran dazu dienen, die Bewegung von Aminosäuren vom Blut ins Gehirn zu modulieren. Passive Carrier erleichtern den Aminosäuretransport ins Gehirn. Es wird jedoch erwartet, dass die Aktivierung des Gamma-Glutamyl-Zyklus durch erhöhte Plasma-Aminosäuren zur Bildung von Oxoprolin innerhalb der Blut-Hirn-Schranke führt. Oxoprolin stimuliert sekundäre aktive Aminosäuretransporter (Systeme A und B(o)+) an der abluminalen Membran, wodurch der Nettoeinstrom von Aminosäuren ins Gehirn verringert wird. Schließlich gibt es passive Glukosetransporter sowohl in der luminalen als auch in der abluminalen Membran der Blut-Hirn-Schranke. Interessanterweise wurde ein Na-abhängiger Glukosetransporter mit hoher Affinität nur in der abluminalen Membran beschrieben. Dies wirft die Frage auf, ob der Glukoseeintritt in gewissem Maße reguliert werden könnte. Immunoblotting-Studien deuten darauf hin, dass in der Blut-Hirn-Schranke mehr als ein Typ von passiven Glukosetransportern existiert, die jeweils eine asymmetrische Verteilung aufweisen. Zusammenfassend ist nun klar, dass die Blut-Hirn-Schranke an der aktiven Regulierung der extrazellulären Flüssigkeit des Gehirns beteiligt ist und dass die verschiedenen Funktionen jeder Plasmamembran-Domäne zu diesen regulatorischen Funktionen beitragen.