腦水腫病理生理機制進展

1、腦水腫的病理生理機制進展神經(jīng)科梅元武 胡 波1一、分類1.血管源性腦水腫（細胞外水腫） 由于血腦屏障礙受損，毛細血管通透性增加，血漿蛋白和水份外溢，使細胞外液增加。早期病灶局部皮質(zhì)損害為血管充血、出血、血栓形成。中期腦白質(zhì)明顯水腫，細胞外間隙擴大明顯，水腫液成份接近血漿電解質(zhì)及蛋白成份、腦水腫擴散、最后由于離子和各種水腫因子的作用，細胞腫脹，細胞膜和細胞器功能障礙細胞死亡。22 細胞毒性腦水腫(細胞內(nèi)水腫） 由于腦缺血缺O(jiān)2、Na+、K+、CL-、泵的能量ATP很快耗竭,細胞內(nèi)Na+、Ca2+、CL-、水潴留， 細胞內(nèi)滲透壓高于細胞外液而細胞腫脹，稱細胞毒性腦水腫。水腫液濃度成份與血漿中顯著不

2、同。多見于早期腦缺血O2。33滲透性腦水腫 當?shù)脱c和水中毒時血漿內(nèi)水分由于滲透壓低而進入腦細胞內(nèi)，形成腦水腫，以白質(zhì)內(nèi)更明顯。此時細胞處間隙不擴大。血腦屏障完整。4 4間質(zhì)性腦水腫 主要見于腦室周圍的白質(zhì)，常與腦積水伴發(fā)故稱腦積水性水腫。其水腫的程度腦室壓高低相關(guān)。5 5流體靜力壓性腦水腫 任何因素引起腦毛細血管動一靜脈端的靜 力壓增高，都會導致壓力平衡紊亂,引起流體靜 力壓性腦水腫，如高血壓腦病時腦水腫。6 二、腦水腫的發(fā)生機制7 1能量代謝學說： 任何原因?qū)е履X缺血缺O(jiān)2時，細胞在無O2酵解情況下，ATP產(chǎn)生。原儲存的ATP很快耗盡，細胞膜泵功能障礙，從而誘發(fā)一系列的代謝異常。8 2 血

3、腦屏障學說： 血腦屏障的主要結(jié)構(gòu)是腦內(nèi)毛細血管的 內(nèi)皮細胞層。它與其它器官的毛細血管不同 之處是內(nèi)皮細胞之間緊密連接而幾乎不存在 微孔。而且腦微血管都被星形細胞之終足包 纏。正常情況下，屏障對疏水性脂溶性物質(zhì) 能自由通過，而親水性如小分子的離子通透 性很差。9 近來發(fā)現(xiàn)腦微血管還存在一些能參與神經(jīng)遞質(zhì)、調(diào)質(zhì)及多肽代謝的酶，在腦水腫時至少有10種以上的酶活性升高、抑制這些酶能使屏障的通透性。因此，提出了血腦酶屏障學說（enzymatic brain-blood barrier）。這種化學屏障與局部腦微循環(huán)有關(guān)。由于屏障破壞，蛋白漏出，細胞外水腫形成，腦微循環(huán)障礙形成一個惡性循環(huán)。此時因水腫液富含

4、蛋白，吸收緩慢。腦水腫時間長，對高滲脫水劑難以奏效。尤其是白質(zhì)區(qū)水腫甚至還可加重。10 3自由基學說： 1972年Demopoulos提出自由基是腦水腫的重要機制之一，并認為無論何種腦水腫均由細胞膜的過氧化所致。自由基形成于血腦屏障開放的第二階段，提示腦血管內(nèi)皮細胞的繼發(fā)性損害。自由基加重了屏障的破壞，其反應(yīng)還可因腦出血，血液中的Fe2+、Cu2+等催化作用使 脂質(zhì)過氧化反應(yīng)加重。11 4離子學說： 在能量代謝障礙同時，由于PH值H+、K+、大量排除細胞外，Na+、CL-進入細胞內(nèi)伴隨水的進入而細胞急驟腫脹。這便是細胞毒性水腫的重要機制，在細胞毒性作用下Ca2+通道開放，大量Ca2+內(nèi)流,Mg

5、2+外流，MgCa泵失活,線粒體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的Ca2+釋放Ca2+超載，線粒體腫脹，氧化磷酸化過程中斷細胞死亡?？梢奀a2+超載催化了腦水腫繼發(fā)性腦損害的一系列病理生理過程。12 5生物膜分子結(jié)構(gòu)紊亂學說： 生物膜是細胞和細胞器外膜的總稱，如核、線粒體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、溶酶體等內(nèi)膜系統(tǒng)。具有重要的穩(wěn)態(tài)，能量轉(zhuǎn)換、物質(zhì)轉(zhuǎn)運、信息傳遞作用。任何病理因素都可干擾膜的功能、嚴重者影響膜的結(jié)構(gòu)，尤其是膜磷脂破壞產(chǎn)生自由基及水腫因子，溶酶體膜破壞加重腦水腫。皮質(zhì)激素治療腦水腫有效，主要是通過影響膜的功能和結(jié)構(gòu)。13 6興奮性氨基酸的毒性作用： 中樞神經(jīng)系統(tǒng)高濃度的Glu起動Ca2+、Na+通道,大量K+外流,膜持續(xù)去

6、極化。因此有人認為Glu是細胞毒性水腫的介質(zhì)。Glu受體阻滯可減輕腦水腫。14 7NO與內(nèi)皮素： 是近年發(fā)現(xiàn)的由血管內(nèi)皮細胞分泌的一種血流調(diào)節(jié)因子。正常時處于動態(tài)平衡，維持著血管舒縮功能，有實驗證實二者的濃度與腦水腫成正比。ET的作用主要是加重腦缺血缺氧性損害。NO的作用是雙面性的,其毒性作用可增加能耗，激活EAA。15 8激素 a糖皮質(zhì)激素 b前列腺素 c腎素血管緊張素醛固酮系統(tǒng)（RAAS） 研究發(fā)現(xiàn)動物腦損傷后，血漿和CSF中血管緊張素(AT-)含量增高與腦組織水含量同步變化,都在損傷后48-72h達高峰。AT-具有刺激飲水,增加攝鹽,升高BP，增加加壓素、 ACTH分泌,這可能是腦水腫形

7、成或損傷后3-7日腦水腫加重，高血壓難控制以及多器官功能衰竭的原因。1617三、幾種常見疾病致腦水腫的機制18 1 腦血管病 a. 腦出血性疾病：不論是腦實質(zhì)腦室，還是珠網(wǎng)膜下腔的出血，其腦水腫的程度都重于其它CVD。其發(fā)生機制更為復(fù)雜。約有半數(shù)患者無血腫擴大而病情加重的原因歸屬于腦水腫，腦室擴大，腦積水等。除血腫本身的占位效應(yīng)外，尚有周圍組織液循環(huán)障礙，代謝紊亂如酸中毒、血管運動麻痹、血腦屏障受損以及血液分解產(chǎn)物釋放多種生物活性物質(zhì)加重腦水腫。19 有人用自體血注入小鼠尾狀核，發(fā)現(xiàn)同側(cè)基底節(jié)區(qū)水腫在24h內(nèi)進行性加重達高峰，直到第5天開始消退。水腫在出血灶周圍最嚴重，對側(cè)皮質(zhì)及基底節(jié)區(qū)也有水

8、腫，血腫周圍的水腫有血管源性也有細胞毒性，遠離病灶是血管源性水腫擴散的結(jié)果。20腦出血凝血瀑布反應(yīng) 補體活化紅細胞溶解凝血塊固縮 凝血酶形成 炎癥反應(yīng)膜攻擊復(fù)合物血紅蛋白 血漿蛋白 血紅蛋白 降解產(chǎn)物 腦水腫 21 b. 腦缺血性疾病：缺血3h鏡下可見水腫，缺血6h肉眼可見水腫。24h(34d)達高峰，持續(xù)37天（23周)開始消退。早期為細胞內(nèi)水腫，后由于細胞膜離子泵失活,，缺血缺氧持續(xù)，則血腦屏障破壞，而造成血管源性水腫。其機制中強調(diào)致水腫因子（前列腺素、白三烯、5-HT 、激肽、自由基、血小板激活因子等）,損傷級聯(lián)反應(yīng)（興奮性毒性、梗塞灶周圍去極化、炎癥及凋亡）,再灌注損傷等。22 2. 顱內(nèi)感染： CNS感染時，病原及宿主細胞所釋放的毒素，某些炎性因子和細胞因子對腦和腦血管的影響，是引起血腦屏障通透性增加，腦水腫和CSF動力學改變的重要病理機制。尤其是細菌感染其內(nèi)毒素酯多糖激活磷脂酶A2 、環(huán)氧化酶、 NOS等，直接或間接地破壞血腦屏障，引起感染性腦水腫，包括血管源性、細胞毒性和間質(zhì)性腦水腫。23 3腦腫瘤： 腫瘤對腦組織造成異物刺激，其代謝產(chǎn)物使血腦屏障破壞，腫瘤組織所產(chǎn)生的致水腫因子，通過毛細血管內(nèi)皮細胞裂開的通道進入腫瘤間質(zhì)引起瘤周水腫。腫瘤細胞分泌血管內(nèi)皮生長因子/血管通透因子（VEGF/VPE