Le cellule endoteliali capillari del cervello formano la barriera emato-encefalica. Sono collegate da estese giunzioni strette e sono polarizzate in domini di membrane plasmatiche luminali (rivolte al sangue) e abluminali (rivolte al cervello). La distribuzione polare delle proteine di trasporto permette una regolazione attiva del fluido extracellulare del cervello. Esperimenti su vescicole di membrana isolate da cellule endoteliali capillari del cervello bovino hanno dimostrato la disposizione polare dei trasportatori di aminoacidi e glucosio, e l’utilità di tali disposizioni sono state proposte. Per esempio, i trasportatori passivi per la glutammina e il glutammato sono stati trovati solo nella membrana luminale delle cellule della barriera emato-encefalica, mentre i trasportatori attivi secondari dipendenti dal Na sono sulla membrana abluminale. Questa organizzazione potrebbe promuovere la rimozione netta di aminoacidi ricchi di azoto dal cervello e spiegare il basso livello di penetrazione del glutammato nel sistema nervoso centrale. Inoltre, la presenza di un ciclo gamma-glutamilico alla membrana luminale e di trasportatori di aminoacidi Na-dipendenti alla membrana abluminale può servire a modulare il movimento degli aminoacidi dal sangue al cervello. I trasportatori passivi facilitano il trasporto degli aminoacidi nel cervello. Tuttavia, l’attivazione del ciclo gamma-glutamyl dall’aumento degli aminoacidi del plasma dovrebbe generare oxoprolina all’interno della barriera emato-encefalica. L’oxoprolina stimola i trasportatori di aminoacidi attivi secondari (sistemi A e B(o)+) sulla membrana abluminale, riducendo così l’afflusso netto di aminoacidi al cervello. Infine, i trasportatori passivi di glucosio sono presenti in entrambe le membrane luminali e abluminali della barriera emato-encefalica. È interessante notare che un trasportatore di glucosio Na-dipendente ad alta affinità è stato descritto solo nella membrana abluminale. Questo solleva la questione se l’ingresso del glucosio può essere regolato in qualche misura. Studi di immunoblotting suggeriscono che più di un tipo di trasportatore passivo di glucosio esiste nella barriera emato-encefalica, ognuno con una distribuzione asimmetrica. In conclusione, è ormai chiaro che la barriera emato-encefalica partecipa alla regolazione attiva del fluido extracellulare del cervello, e che le diverse funzioni di ogni dominio della membrana plasmatica contribuiscono a queste funzioni di regolazione.