1、脑水肿的病理生理机制进展,神经科梅元武 胡 波,一、分类,1.血管源性脑水肿（细胞外水肿） 由于血脑屏障碍受损，毛细血管通透性增加，血浆蛋白和水份外溢，使细胞外液增加。早期病灶局部皮质损害为血管充血、出血、血栓形成。中期脑白质明显水肿，细胞外间隙扩大明显，水肿液成份接近血浆电解质及蛋白成份、脑水肿扩散、最后由于离子和各种水肿因子的作用，细胞肿胀，细胞膜和细胞器功能障碍细胞死亡。,2 细胞毒性脑水肿(细胞内水肿） 由于脑缺血缺O2、Na+、K+、CL-、泵的能量ATP很快耗竭,细胞内Na+、Ca2+、CL-、水潴留， 细胞内渗透压高于细胞外液而细胞肿胀，称细胞毒性脑水肿。水肿液浓度成份与血浆中显
2、著不同。多见于早期脑缺血O2。,3渗透性脑水肿 当低血钠和水中毒时血浆内水分由于渗透压低而进入脑细胞内，形成脑水肿，以白质内更明显。此时细胞处间隙不扩大。血脑屏障完整。,4间质性脑水肿 主要见于脑室周围的白质，常与脑积水伴发故称脑积水性水肿。其水肿的程度脑室压高低相关。,5流体静力压性脑水肿 任何因素引起脑毛细血管动一静脉端的静 力压增高，都会导致压力平衡紊乱,引起流体静 力压性脑水肿，如高血压脑病时脑水肿。,二、脑水肿的发生机制,1能量代谢学说： 任何原因导致脑缺血缺O2时，细胞在无O2酵解情况下，ATP产生。原储存的ATP很快耗尽，细胞膜泵功能障碍，从而诱发一系列的代谢异常。,2 血脑屏障
3、学说： 血脑屏障的主要结构是脑内毛细血管的 内皮细胞层。它与其它器官的毛细血管不同 之处是内皮细胞之间紧密连接而几乎不存在 微孔。而且脑微血管都被星形细胞之终足包 缠。正常情况下，屏障对疏水性脂溶性物质 能自由通过，而亲水性如小分子的离子通透 性很差。,近来发现脑微血管还存在一些能参与神经递质、调质及多肽代谢的酶，在脑水肿时至少有10种以上的酶活性升高、抑制这些酶能使屏障的通透性。因此，提出了血脑酶屏障学说（enzymatic brain-blood barrier）。这种化学屏障与局部脑微循环有关。由于屏障破坏，蛋白漏出，细胞外水肿形成，脑微循环障碍形成一个恶性循环。此时因水肿液富含蛋白，吸
4、收缓慢。脑水肿时间长，对高渗脱水剂难以奏效。尤其是白质区水肿甚至还可加重。,3自由基学说： 1972年Demopoulos提出自由基是脑水肿的重要机制之一，并认为无论何种脑水肿均由细胞膜的过氧化所致。自由基形成于血脑屏障开放的第二阶段，提示脑血管内皮细胞的继发性损害。自由基加重了屏障的破坏，其反应还可因脑出血，血液中的Fe2+、Cu2+等催化作用使 脂质过氧化反应加重。,4离子学说： 在能量代谢障碍同时，由于PH值H+、K+、大量排除细胞外，Na+、CL-进入细胞内伴随水的进入而细胞急骤肿胀。这便是细胞毒性水肿的重要机制，在细胞毒性作用下Ca2+通道开放，大量Ca2+内流,Mg2+外流，MgC
5、a泵失活,线粒体、内质网的Ca2+释放Ca2+超载，线粒体肿胀，氧化磷酸化过程中断细胞死亡。可见Ca2+超载催化了脑水肿继发性脑损害的一系列病理生理过程。,5生物膜分子结构紊乱学说： 生物膜是细胞和细胞器外膜的总称，如核、线粒体、内质网、溶酶体等内膜系统。具有重要的稳态，能量转换、物质转运、信息传递作用。任何病理因素都可干扰膜的功能、严重者影响膜的结构，尤其是膜磷脂破坏产生自由基及水肿因子，溶酶体膜破坏加重脑水肿。皮质激素治疗脑水肿有效，主要是通过影响膜的功能和结构。,6兴奋性氨基酸的毒性作用： 中枢神经系统高浓度的Glu起动Ca2+、Na+通道,大量K+外流,膜持续去极化。因此有人认为Glu
6、是细胞毒性水肿的介质。Glu受体阻滞可减轻脑水肿。,7NO与内皮素： 是近年发现的由血管内皮细胞分泌的一种血流调节因子。正常时处于动态平衡，维持着血管舒缩功能，有实验证实二者的浓度与脑水肿成正比。ET的作用主要是加重脑缺血缺氧性损害。NO的作用是双面性的,其毒性作用可增加能耗，激活EAA。,8激素 a糖皮质激素 b前列腺素 c肾素血管紧张素醛固酮系统（RAAS） 研究发现动物脑损伤后，血浆和CSF中血管紧张素(AT-)含量增高与脑组织水含量同步变化,都在损伤后48-72h达高峰。AT-具有刺激饮水,增加摄盐,升高BP，增加加压素、 ACTH分泌,这可能是脑水肿形成或损伤后3-7日脑水肿加重，高
7、血压难控制以及多器官功能衰竭的原因。,三、几种常见疾病致脑水肿的机制,1 脑血管病 a. 脑出血性疾病：不论是脑实质脑室，还是珠网膜下腔的出血，其脑水肿的程度都重于其它CVD。其发生机制更为复杂。约有半数患者无血肿扩大而病情加重的原因归属于脑水肿，脑室扩大，脑积水等。除血肿本身的占位效应外，尚有周围组织液循环障碍，代谢紊乱如酸中毒、血管运动麻痹、血脑屏障受损以及血液分解产物释放多种生物活性物质加重脑水肿。,有人用自体血注入小鼠尾状核，发现同侧基底节区水肿在24h内进行性加重达高峰，直到第5天开始消退。水肿在出血灶周围最严重，对侧皮质及基底节区也有水肿，血肿周围的水肿有血管源性也有细胞毒性，远离
8、病灶是血管源性水肿扩散的结果。,脑出血,凝血瀑布反应,补体活化,红细胞溶解,凝血块固缩,凝血酶形成,炎症反应,膜攻击复合物,血红蛋白,血浆蛋白,血红蛋白 降解产物,脑水肿,b. 脑缺血性疾病：缺血3h镜下可见水肿，缺血6h肉眼可见水肿。24h(34d)达高峰，持续37天（23周)开始消退。早期为细胞内水肿，后由于细胞膜离子泵失活,，缺血缺氧持续，则血脑屏障破坏，而造成血管源性水肿。其机制中强调致水肿因子（前列腺素、白三烯、5-HT 、激肽、自由基、血小板激活因子等）,损伤级联反应（兴奋性毒性、梗塞灶周围去极化、炎症及凋亡）,再灌注损伤等。,2. 颅内感染： CNS感染时，病原及宿主细胞所释放的
9、毒素，某些炎性因子和细胞因子对脑和脑血管的影响，是引起血脑屏障通透性增加，脑水肿和CSF动力学改变的重要病理机制。尤其是细菌感染其内毒素酯多糖激活磷脂酶A2 、环氧化酶、 NOS等，直接或间接地破坏血脑屏障，引起感染性脑水肿，包括血管源性、细胞毒性和间质性脑水肿。,3脑肿瘤： 肿瘤对脑组织造成异物刺激，其代谢产物使血脑屏障破坏，肿瘤组织所产生的致水肿因子，通过毛细血管内皮细胞裂开的通道进入肿瘤间质引起瘤周水肿。肿瘤细胞分泌血管内皮生长因子/血管通透因子（VEGF/VPE），血小板活化因子（PAF）。类固醇激素及其受体，按旁分泌机制刺激血管内皮细胞增生，增强血管通透性，加之肿瘤新生的毛细血管缺乏完善的血脑屏障导致血浆渗漏。这种水肿属血管源性水肿。糖皮质激素可减少VEGF表达，并能减轻脑水肿。此外肿瘤使脑组织缺氧而致细胞毒性水肿。,谢 谢 !,
