Barier hematoensefalik (BBB) adalah struktur yang membatasi aliran zat dari darah ke otak, berfungsi melindungi otak dari bahan berbahaya dan mempertahankan lingkungan internal yang stabil. Struktur BBB terdiri dari sel-sel endotelium yang saling terhubung rapat, serta glia, seperti astrosit, yang mendukung fungsi barier. Hanya zat tertentu, terutama yang lipofilik atau yang dapat berikatan dengan pembawa spesifik, dapat menembus BBB. Memahami struktur BBB sangat penting dalam pengembangan dan penyesuaian obat-obatan CNS karena mempengaruhi penyerapan, distribusi, dan efektivitas obat. Obat-obatan seperti antidepresan, antipsikotik, atau obat pereda nyeri harus dirancang untuk mengatasi atau melewati BBB untuk mencapai target terapeutik di otak.

Vaskularisasi otak mencakup sistem pembuluh darah yang memasok oksigen dan nutrisi serta menghapus produk limbah. Pembuluh darah di otak memiliki karakteristik khusus dibandingkan dengan bagian tubuh lainnya, seperti kapiler dengan BBB yang ketat. Distribusi obat-obatan CNS sangat dipengaruhi oleh pola vaskularisasi ini. Obat-obatan yang dirancang untuk mempengaruhi otak harus memperhitungkan aliran darah ke area tertentu dari otak, karena distribusi obat dapat bervariasi berdasarkan perfusi lokal. Misalnya, obat untuk stroke atau gangguan neurologis mungkin memerlukan formulasi khusus untuk memastikan distribusi yang optimal di daerah otak yang terkena.

Selain metabolisme obat yang terjadi di hati, beberapa obat mengalami metabolisme di otak melalui enzim spesifik, seperti enzim sitokrom P450 yang ditemukan di sel-sel glial. Metabolisme lokal dapat mempengaruhi efek terapeutik dan toksisitas obat CNS. Misalnya, obat antiepileptik dapat dimetabolisme oleh enzim lokal di otak, mempengaruhi konsentrasi obat yang tersedia untuk target neuron. Memahami bagaimana enzim-enzim ini berperan dalam metabolisme obat membantu dalam merancang dosis yang tepat dan memantau kemungkinan efek samping yang terkait dengan metabolisme lokal obat di CNS.

Faktor-faktor seperti usia, hipertensi, dan penyakit serebrovaskular dapat mengubah struktur dan fungsi sistem serebrovaskular, termasuk BBB dan pembuluh darah otak. Misalnya, pada pasien usia lanjut atau penderita hipertensi, BBB dapat menjadi lebih permeabel, mempengaruhi bagaimana obat-obatan CNS diserap dan didistribusikan. Perubahan dalam vaskularisasi juga dapat mempengaruhi distribusi obat ke area tertentu dari otak, serta potensi risiko efek samping. Memahami bagaimana kondisi-kondisi ini mempengaruhi sistem serebrovaskular memungkinkan penyesuaian terapi obat yang lebih tepat, memastikan efektivitas obat sambil mengurangi risiko efek samping pada pasien dengan kondisi serebrovaskular atau perubahan fisiologis lainnya.