Механизмы, которые предотвращают или ограничивают проникновение лекарств и токсинов в мозг взрослого человека, достаточно хорошо известны.
Для водорастворимых молекул межклеточный перенос в значительной степени предотвращается плотными контактами, для жирорастворимых соединений трансцеллюлярный перенос многих соединений ограничивается механизмами транспортера оттока. Члены семейства транспортеров АТФ-связывающей кассеты (ABC), которые, как известно, расположены в различных интерфейсах мозгового барьера являются основными участниками этой защиты.
Это является основной причиной того, почему оказалось так сложно разработать новые психотропные препараты для лечения нейропсихиатрических расстройств. Было подсчитано, что до 98% лекарств, разработанных фармацевтическими компаниями для психических и неврологических расстройств , не попадают в мозг в терапевтически полезных количествах (Pardridge, 2002).
В случае центральной нервной системы (ЦНС) вредные последствия приема психотропных препаратов могут проявляться гораздо позже в развитии ребенка, что затрудняет их отслеживание.
Ключевой биологической проблемой, которая имеет отношение к пониманию потенциальных вредных эффектов лекарств, назначаемых беременным женщинам или новорожденным, является стадия развития мозга, когда появляются транспортеры оттока и когда они становятся функционально эффективными. Не обязательно, что когда транспортер присутствует, он будет демонстрировать один и тот же уровень активности на протяжении всего развития; это может увеличиваться или уменьшаться в разное время. Результаты ряда исследований показали, что существуют четкие возрастные различия в поступлении трех препаратов (парацетамол, дигоксин, циметидин) в головной мозг и спинномозговую жидкость. Кроме того, при хроническом воздействии поступление лекарства снижалось только после определенного этапа созревания мозга. Некоторые из этих различий, по-видимому, объясняются изменениями уровней экспрессии отдельных транспортеров ABC.
Опубликовано очень мало исследований проницаемости лекарственных средств для развивающегося мозга при их введении беременным крысам или мышам. Из них флуоксетин и венлафаксин, вводимые с питьевой водой в промежутке между E0 и E10, не обнаруживались в мозге эмбрионов. Все остальные препараты (дигоксин, саквинавир, паклитаксел, циметидин, апипаксабан, митоксаурон, талинолол, карбамазепин, генистен, генистен, даидзеин и куместрол), которые вводили внутривенно или перорально между Е15 и Е21, были обнаружены в головном мозге плода. Тем не менее, ни кровь плода, ни спинномозговая жидкость не брались, а уровень препарата в головном мозге (обычно помеченного радиоактивным изотопом) был связан с материнской кровью или другими тканями плода. Это затрудняет оценку вклада различных барьерных взаимодействий (плацентарного, гематоэнцефалического барьеров), которые могут способствовать ограничению проникновения лекарств в развивающийся мозг.