Ingen vev i kroppen er så avhengig av et konstant indre miljø som hjernen. Blod-hjernebarrieren er en beskyttelsesmekanisme som bidrar til å opprettholde et stabilt indre miljø i hjernen med tanke på ulike substanser og stoffer som vi finner i blodet. Substanser i blodet blir separert fra hjernevevet av blod-hjernebarrieren. Den består av tre komponenter:
- kapillærene, altså de minste blodårene, er tettere enn i andre vev
- bindevevet som ligger rundt kapillærene er tykkere enn ellers i kroppen
- de tykke føttene til astrocyttene omslutter kapillærene
Alle disse mekanismene forhindrer at substanser fra blodet kan passere fritt til nervevevet. Det er viktig å merke at denne barrieren ikke er absolutt, men selektiv. Det betyr at noen substanser, som sukker, aminosyrer og noen salter kan likevel passere. Videre er barrieren ineffektiv mot fettstoffer, oksygen og karbondioksid.
En interessant side av dette er at denne barrieren ikke er fullstendig. Den dekker altså ikke hele sentralnervesystemet, men mangler ved hypotalamus og oppkastsenteret i hjernen. Logikken i at blod-hjernebarrieren mangler på disse stedene, ser man for seg henger sammen med at her foregår det en direkte analyse av blodets sammensetning, inkludert innholdet av henholdsvis væske og giftstoffer eller kjemikalier.