Lipidlösliche Arzneimittel überwinden die Blut-Hirn-Schranke leichter als wasserlösliche Arzneimittel. Die Penetration von sauren und basischen Arzneimitteln hängt von der Lipidlöslichkeit der vereinigten Moleküle ab.
Ist ein Arzneimittel stark polar, kann es die Blut-Hirn-Schranke nicht so leicht überwinden. Der Grund dafür ist, dass hochpolare Arzneimittel geringere Konzentrationen an unionisierten Molekülen aufweisen. Zum Beispiel dringt Amphetamin (Base) leichter durch als Adrenalin (Säure), da es weniger polare Gruppen hat.
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