Brain capillary endothelial cellsは血液-脳関門を形成している。 これらは広範なタイトジャンクションによって連結され、内腔側（血液側）と外腔側（脳側）の細胞膜ドメインに極性化されている。 輸送タンパク質の極性分布は、脳細胞外液の活発な制御を可能にする。 ウシ脳の毛細血管内皮細胞から単離した膜小胞の実験から、アミノ酸やグルコース輸送体の極性配置が証明され、その有用性が提唱されている。 例えば、グルタミンとグルタミン酸の受動輸送体は血液脳関門細胞の内腔膜にのみ存在し、Na依存性の二次的活性輸送体は外腔膜に存在することが明らかにされている。 このような構成は、窒素を多く含むアミノ酸の脳からの純除去を促進し、グルタミン酸の中枢神経系への浸透が低いことの説明となりうる。 さらに、内腔膜にはγ-グルタミルサイクルが、外腔膜にはNa依存性アミノ酸トランスポーターが存在し、血液から脳へのアミノ酸の移動を調節している可能性がある。 受動輸送体は、脳へのアミノ酸の輸送を促進する。 しかし、血漿中のアミノ酸の増加によりγ-グルタミルサイクルが活性化されると、血液脳関門内でオキソプロリンが生成されると予想される。 オキソプロリンは、脳外膜の二次的な活性型アミノ酸輸送体（Systems AおよびB(o)+）を刺激し、脳へのアミノ酸の純流入を減少させることが予想される。 最後に、受動的グルコーストランスポーターは血液脳関門の内腔膜と外腔膜の双方に存在する。 興味深いことに、高親和性のNa依存性グルコース輸送体は、アブルミナル膜にのみ存在することが報告されている。 このことは、グルコースの侵入がある程度制御されているのではないかという疑問を生じさせる。 イムノブロッティングの結果、血液脳関門には2種類以上の受動的グルコーストランスポーターが存在し、それぞれが非対称に分布していることが示唆された。 以上のことから、血液脳関門が脳細胞外液の積極的な調節に関与していること、そしてその調節機能には、それぞれの細胞膜ドメインの多様な機能が寄与していることが明らかになった。