Hematoencefalinis barjeras neleidžia daugeliui kraujotakoje esančių cheminių medžiagų patekti į smegenis. Paprastai tai reiškia, kad virusai ir bakterijos kraujyje negali pasiekti smegenų, tačiau sergant tokiomis ligomis kaip bakterinis meningitas ar ŽIV encefalitas, šis barjeras pažeidžiamas. Hematoencefalinį barjerą taip pat veikia išsėtinė sklerozė, Alzheimerio liga ir kai kurie smegenų augliai.
Sergant bakteriniu meningitu, bakterijos ir organizmo uždegiminis atsakas gali sukelti dalinį kraujo ir smegenų barjero suirimą. Tai leidžia bakterijoms patekti į smegenis, kur gali sukelti kai kuriuos neurologinius meningito simptomus, tokius kaip galvos skausmas ir traukuliai. Šis barjero degradavimas taip pat leidžia antibiotikams lengviau pasiekti smegenis, todėl gydymas gali būti veiksmingesnis.
Kaip ir bakterinis meningitas, ŽIV virusas kartais gali pažeisti kraujo ir smegenų barjerą, sukeldamas ŽIV encefalitą, smegenų uždegimą. Pacientams, kurių imuninė sistema susilpnėjusi, kiti virusai taip pat gali prasiskverbti į smegenis ir sukelti tokius sutrikimus kaip progresuojanti daugiažidininė leukoencefalopatija (PML). PML, kurį sukelia baltosios smegenų medžiagos uždegimas, yra labai rimta ir kartais mirtina liga.
Smegenų augliai taip pat gali paveikti šį barjerą. Dažnai naviko kraujagyslės turi prastai išvystytą barjerą, leidžiantį kai kurioms cheminėms medžiagoms iš kraujo patekti į smegenis. Agresyvesnis navikas padarys daugiau žalos šiam barjerui nei gerybinis navikas.
Išsėtinė sklerozė yra dar viena liga, pažeidžianti kraujo ir smegenų barjerą. Sergant išsėtine skleroze, imuninė sistema atakuoja mieliną, kuris dengia ir apsaugo nervų ir smegenų ląsteles. Kai kuriose vietose imuninė sistema gali pereiti kraujo ir smegenų barjerą ir atakuoti smegenų ląsteles.
Kai kurie įrodymai rodo, kad Alzheimerio liga sergančių pacientų kraujo ir smegenų barjeras susilpnėja. Dėl šio skilimo cheminės medžiagos iš kraujotakos patenka į smegenis, o tai gali sukelti kai kurių tipų smegenų ląstelių mirtį. Tai gali sukelti arba sustiprinti Alzheimerio ligos simptomus.
De Vivo liga yra dar viena barjero tarp kraujo ir smegenų liga. Skirtingai nuo daugelio kitų ligų, dėl kurių cheminės medžiagos pernelyg lengvai patenka į smegenis, De Vivo liga neleidžia reikalingiems junginiams patekti į smegenis. De Vivo liga yra genetinis ląstelių tipo, pernešančio gliukozę per kraujo ir smegenų barjerą, defektas. Tai reiškia, kad smegenys negauna pakankamai energijos normaliai funkcionuoti ir gali sukelti neurologinių problemų, tokių kaip protinis atsilikimas.