Las proyecciones de los astrocitos también se extienden a las paredes de los vasos sanguíneos que forman parte de la sangre -barrera cerebral y a menudo rodean completamente esos vasos. Estas proyecciones, llamadas patas terminales astrocíticas, parecen desempeñar un papel fundamental en la formación de la barrera hematoencefálica. Por ejemplo, se cree que están involucradas con la señalización que impulsa a las células endoteliales a formar las uniones estrechas necesarias para crear la barrera hematoencefálica. También parecen tener múltiples funciones que involucran el mantenimiento de la barrera hematoencefálica y posiblemente la apertura transitoria de la barrera para permitir el paso de sustancias importantes en circunstancias especiales.
Si bien la mayoría de los vasos sanguíneos del cerebro están instalados en la barrera hematoencefálica, hay algunas regiones que carecen de una barrera hematoencefálica, lo que permite que las sustancias pasen de la sangre al cerebro y viceversa con mayor libertad. Por ejemplo, los órganos circunventriculares son un grupo de estructuras que carecen de una barrera hematoencefálica y se centran alrededor de los ventrículos del cerebro. Se cree que los vasos sanguíneos de los órganos circunventriculares son más permeables por una razón; por ejemplo, la glándula pituitaria posterior necesita liberar hormonas directamente en el torrente sanguíneo y el órgano subfornical está involucrado en la regulación cardiovascular, que requiere acceso al sistema circulatorio para monitorear los niveles de hormonas en la sangre.
Aunque la barrera hematoencefálica es una capa importante de protección entre la circulación sanguínea periférica y el cerebro, en determinadas situaciones puede resultar problemático que el acceso al cerebro sea tan restrictivo. Por ejemplo, en el raro caso de que exista una infección del cerebro, la barrera hematoencefálica dificulta mucho la administración de agentes antimicrobianos al cerebro; también impide el paso de anticuerpos del cuerpo al cerebro. Si bien en estos casos la barrera hematoencefálica puede ser un obstáculo para el tratamiento, en general proporciona un amortiguador esencial entre la sangre circulante del cuerpo y el cerebro.