脑功能不全

第一节 概述 一、脑的结构、代谢与功能特征 脑由神经元和角质细胞组成，神经元是脑各种功能的行使者。角质细胞可保护和营养神经元。 血脑屏障包括内皮细胞层、基层、神经角质突起等。

二、脑疾病的表现特点 （一）特殊规律：①病变定位和功能障碍之间关系密切②相同的病变发生在不同部位，会出现不同的后果③成熟的神经元无再生能力④病程的缓急会引起不同的后果。 （二）对损伤的基本反应 脑对损伤的基本反应是神经元的坏死、凋亡和角质细胞的炎性反应。 大脑损伤的最主要表现是认知或意识的异常。

第二节 认知障碍 认知障碍：与学习记忆以及思维判断有关的大脑高级智能加工过程出现异常，从而引起严重的学习、记忆障碍，同时伴有失语，失用或失认或失行等病理改变。 一、认知的脑结构基础：大脑皮层。有52个功能区，额叶皮层区受损导致运动性失语症，顶叶皮层受损导致感觉性失读症，颞叶受损导致感觉性失语症，枕叶受损导致个体不能识别物体。

二、认知障碍的主要表现形式 （一）学习、记忆障碍 记忆是处理、贮存和回忆讯息的能力，与学习和知觉有关。 记忆的过程包括感觉输入→感觉记忆→短时记忆→长时记忆→贮存信息的回忆等过程。短时记忆涉及特定蛋白质的磷酸化和去磷酸化的平衡，长时记忆除此之外还涉及新蛋白质的合成。颞叶海马区受损引起空间记忆障碍，蓝斑受损引起情感记忆障碍。

（二）失语 失语是由于脑损害所致的语言交流能力障碍。患者在意识清晰的前提下，而且无视觉及听觉缺损，却听不懂别人及自己的讲话，说不出要表达的意思。是由大脑皮层语言区损害或丘脑病变引起。 （三）失认 失认是一切正常的情况下，不能辨认以往熟悉的物体。

（四）失用 失用是指一切正常的情况下，不能在全身动作的配合下，正确的使用一部分肢体功能去完成以前习惯的动作。 （五）其他精神、神经活动的改变 情绪多变，焦虑，抑郁等。 （六）痴呆 是认知障碍最严重的表现形式，是慢性脑功能不全产生的获得性和持续性智能障碍综合症。

三、病因及发病机制 （一）慢性脑损伤 1.脑组织调节分子异常 2.脑组织蛋白质异常聚集 3.慢性脑缺血性损伤 4.环境、代谢毒素对脑的损害 5.脑外伤 6.脑老化

1.脑组织调节分子异常 （1）神经递质及受体异常 1）多巴胺 脑中多巴胺含量降低时，会导致智能减退，行为情感异常，言语错乱等高级活动障碍。 2）去甲肾上腺素 有三种受体α1、α2、和β发挥作用。在突触前α2 受体通过Gi蛋白介导，减少cAMP的生成和cAMP依赖性蛋白激酶的活性，对去甲肾上腺素释放起抑制作用。 α1受体激活使K＋通道功能降低， K＋外流减少，神经元去极化产生兴奋。脑中的α2受体激动与维持正常认知功能有关， α1受体过渡激活可导致认知异常。

3）乙酰胆碱 主要通过M和N－受体发挥作用。其神经元分为局部环路神经元和投射神经元，投射神经元的投射通路与学习记忆功能有关。乙酰胆碱的含量的改变可导致学习记忆障碍和精神异常。AD患者记忆障碍机制是：皮层的胆碱乙酰转移酶活性和乙酰胆碱的含量降低。 4）谷氨酸 籍N-甲基-D-门东氨酸（NMDA）受体和非NMDA受体发挥作用。当纹状体谷氨酸能神经低下时，感觉冲动发出增多，大脑皮层单胺活性增强，引起认知功能异常。 谷氨酸是最重要的兴奋性神经递质，增多时引起兴奋性毒性。

（2）神经肽异常 神经肽是一类生物活性多肽，主要分布于神经组织。如血管加压素和血管活性肠肽及受体含量的减少可引起记忆力的减退，促甲状腺素释放素（TRH）可引起兴奋、情绪暴躁。促肾上腺素释放素（ACTH）水平的改变可影响学习记忆。

（3）神经营养因子缺乏 如神经生长因子（NGF）、睫状神经营养因子（CNTF）、脑源性神经营养因子（BDNF）和胶质源性神经营养因子（GDNF）对神经元的存活和神经元突起的生长有重要作用。神经营养因子的含量改变可导致神经的退行性变。

2.脑组织蛋白质异常聚集 蛋白质的异常聚集与基因变异、蛋白质合成后的异常修饰、脑组织慢病毒感染、脑老化和环境毒素中毒等多种因素有关。 （1）基因异常 多种基因异常参与神经细胞退行性变。在AD患者，已发现5个相关基因突变，所编码的蛋白质依次是：淀粉样前体蛋白（APP）、早老蛋白-1（PS-1）、PS-2、载脂蛋白E和α2－巨球蛋白。

（2）蛋白质合成后异常修饰 蛋白质的异常修饰可导致其结构异常和功能的丧失。AD患者的细胞骨架蛋白tau蛋白被异常磷酸化、异常糖基化和异常糖化，异常修饰后的tau蛋白会在神经纤维中缠结、聚集。这是AD患者神经细胞退化的重要机制。

（3）脑组织慢病毒的感染 最常见的是由一种传染性的阮蛋白（PrP）感染所致的海绵状脑病（CJD）。这种PrP蛋白类似病毒，有两种异构体：存在于正常细胞的PrPc和引起阮蛋白病的PrPsc。有阮蛋白基因突变时，细胞中的PrPc易从α-螺旋转变为β-片层，导致PrPsc增殖与聚集。

3.慢性脑缺血性损伤 （1）能量耗竭和酸中毒 （2）细胞内Ca2＋超载，导致细胞死亡。 Ca2＋超载的机制：一是脑缺血时神经细胞膜去极化，兴奋性神经递质谷氨酸释放激活NMDA受体，使Ca2＋通道开放， Ca2＋内流增加。二是激活了非NMDA受体，使Ca2＋从内质网释放至胞浆内。三是膜去极化本身也启动了电压依赖式钙通道，加重了Ca2＋内流，导致Ca2＋超载。

Ca2＋超载导致细胞死亡的原因 ①脑缺血造成Ca2＋超载， Ca2＋沉积于线粒体上，干扰氧化磷酸化，使能量产生障碍；②激活Ca2＋依赖性酶类使神经细胞骨架破坏；③激活磷脂酶，产生花生四烯酸和自由基，加重脑损害；④ Ca2＋超载使血管收缩增加脑血管阻力，还使内皮细胞收缩，产生血管源性脑水肿。

（3）自由基损伤 急性脑缺血时，自由基的产生和清除平衡受到破坏，产生大量的自由基，引起脑损伤。 自由基产生的机制： （1）缺血时脑细胞能量衰竭，谷氨酸增多，使电压依赖性钙通道和NMDA受体操纵性钙通道开放， Ca2＋大量内流使黄嘌呤脱氢酶转化为黄嘌呤氧化酶，黄嘌呤氧化酶催化次黄嘌呤转化为黄嘌呤时同时产生大量自由基。

Ca2＋内流可以激活磷脂酶A，造成细胞膜磷脂降解，花生四烯酸产生增加，花生四烯酸代谢生成自由基。 （2）缺血区的脑细胞线粒体内Ca2＋增多，影响了三羧酸循环，不能将O2还原成H2O，生成了氧自由基，漏出线粒体。 （3）急性脑缺氧时，NO增多，NO与氧自由基结合成氧亚硝基阴离子，氧亚硝基阴离子分解成另两种自由基：羟自由基和二氧化氮自由基。

（4）梗死灶内的游离血红蛋白和铁离子与H2O2发生反应，产生羟自由基和氧自由基。还有儿茶酚胺也可以发生氧化反应生成氧自由基。 （5）缺血灶内由于趋化因子增加，在血管内皮表面吸附了大量的中性粒细胞和血小板，中性粒细胞通过细胞色素系统和黄嘌呤氧化系统产生氧自由基和H2O2，血小板通过血小板活化因子引起细胞内Ca2＋浓度升高，促进自由基生成。

（4）兴奋性毒性 概念：脑缺血缺氧造成的能量代谢障碍抑制细胞膜上的Na＋-K＋-ATP酶活性，使胞外K＋浓度增高，神经元去极化，EAA在突触间隙大量释放，因而大量激活了EAA受体，使突触后神经元过渡兴奋并最终死亡的病理过程。机制：一是AMPA受体和KA受体过度兴奋，引起细胞急性渗透性肿胀,以Na＋，CL-和H2O内流为特征。二是NMDA受体过度兴奋导致的神经细胞迟发性损伤，以Ca2＋内流为特征。 （5）炎症细胞因子损害 脑缺血时产生大量的致炎因子而加重脑缺血损害，如IL-1β和TNF-α都会加重脑损害。

4.环境、代谢毒素对脑的损害 毒品，药物，酒精和一些脑病，还有一些心肺衰竭，慢性肝性脑病。

5.脑外伤 轻度，中度，重度。拳击手。 6.脑老化 认知功能随年龄增高而下降。老年人脑血供减少，对毒素代谢清除能力降低造成脑神经细胞死亡。

（二）慢性全身性疾病 心血管系统疾病，高血压，糖尿病可减少脑血供，使大脑功能异常，引起认知障碍。

（三）精神、心理异常 不良的心理和社会因素，长时间惊恐，压抑是认知障碍的诱因。 精神分裂者有关脑区神经细胞数目减少，细胞萎缩。 （四）人文因素的影响 受教育程度是最重要的影响因素。认知程度与其呈负相关。社会地位低下，生活经济状况较差的人较易发生认知功能减退和痴呆，而在我国女性认知功能损害的发生率高于男性。

四、认知障碍防治的病生基础 （一）对症治疗加神经保护性治疗。 可应用神经细胞保护剂。 （二）恢复和维持神经递质的正常水平 药物补充多巴胺。 （三）手术治疗 PD的治疗，苍白球切除术。

第三节 意识障碍 意识：是指人们对自身状态和客观环境的主观认识能力，是人脑反映客观现实的最高形式。 第三节 意识障碍 意识：是指人们对自身状态和客观环境的主观认识能力，是人脑反映客观现实的最高形式。 意识障碍是指不能正确认识自身状态和客观环境，不能对环境刺激做出反应的一种病理过程。病理基础是大脑皮层、丘脑和脑干网状系统的功能异常。常是急性脑功能不全的主要表现形式。

一、意识维持和意识障碍的脑结构基础 意识的维持是脑干网状结构－丘脑－大脑皮层之间相互密切联络的功能活动的结果。 网状结构主要与觉醒状态有关,是保持大脑清醒的结构基础。 丘脑有特异性和非特异性投射系统，向大脑皮层传递感觉信息，以及维持大脑皮层觉醒状态。 大脑皮层是完整意识的高级中枢。

意识障碍的发生机制是网状结构-丘脑-大脑皮层系统发生器质性损伤、代谢紊乱和功能异常 （一）脑干网状结构功能障碍 脑干网状结构分上行激动系统（ARAS）和上行抑制系统(ARIS)。ARAS在网状结构中多次更换神经元，易受到致病因素的影响而导致意识障碍。ARIS是对大脑皮层有抑制作用。 （二）丘脑功能障碍 丘脑系统被破坏时，动物可长期处于昏睡状态。

（三）大脑皮层功能障碍 大脑皮层是机体全部功能活动的最高调节器。比如脑缺血、缺氧可影响脑的能量代谢而发生意识障碍，重者会发生昏迷。

二、意识障碍的主要表现形式 由轻到重分为 （一）谵妄 是一种以意识内容异常为主的急性神经错乱状态，其表现在不同病人或同一病人不同时间可明显不同。患者常发生睡眠-觉醒周期紊乱以及错觉、幻觉、兴奋性增高为主的精神运动性改变。常有一些攻击性行为。

（二）精神错乱（confusion） 觉醒状态与意识内容皆出现异常，处于一种似睡似醒的状态。并常有睡眠-觉醒周期颠倒。 （三）昏睡（stupor） 觉醒水平、意识内容均降至最低水平，强烈的疼痛刺激病人会有睁眼、眼球活动等反应，但很快又进入昏睡，病人几乎无随意活动，但腱反射尚存。

（四）昏迷 是指觉醒状态、意识水平、随意运动持续（至少6小时）完全丧失的极严重意识障碍，昏迷时出现病理反射，强烈的疼痛不能使之觉醒。昏迷发生的机制是大脑半球和脑干网状结构广泛的轴突损伤和水肿。

三、意识障碍的病因和发病机制 各种脑器质性病变、一些精神疾病或继发性的脑中毒都可破坏脑干结构-丘脑-大脑皮层对意识的正常调节功能。 （一）急性脑损伤 颅内弥漫感染、广泛脑外伤、蛛网膜下腔出血；高血压脑病可引起大脑半球弥漫性炎症、水肿、坏死等反应，导致急性颅内压升高，脑血管受压，脑血供减少或脑疝，挤压脑干网状结构，导致上行网状激动系统受损，出现意识障碍。

（二）急性脑中毒 1，内源性毒素损伤 毒素来源：A,肝性脑病、尿毒症脑病、肺性脑病、心性昏迷、水电解质及酸碱平衡紊乱产生大量的代谢性毒素。 B,急性肺部感染、流行性出血热、伤寒、中毒性痢疾产生大量的感染性毒素。 这些毒素可引起脑内神经递质异常、脑能量代谢障碍，神经细胞膜损伤等反应。

（1）神经递质异常 GABA是最重要的抑制性神经递质，其含量的异常增高和降低均可导致意识障碍。肝性脑病。 （2）能量代谢异常 脑能量代谢异常，常见的有低血糖性脑病和急性缺血缺氧性脑病，都可引起意识障碍。

（3）神经细胞膜损伤 在缺氧性酸中毒时，脑脊液酸性增强更明显，导致神经细胞膜损伤。肝性脑病时血氨升高会影响细胞膜上的Na＋-K＋-ATP酶活性，影响细胞内外Na＋、K＋分布，进而影响膜电位和兴奋以及传导功能。 2，外源性毒素损伤 大脑网状结构易受药物、毒素的影响，大脑皮层也是其攻击的部位。如苯二氮类（安定等）通过增强GABA能神经效应产生突触抑制作用，其作用于大脑边缘系统产生抗焦虑作用，作用于脑干网状结构和皮层时，可引起意识模糊、昏睡。

（三）颅内占位性和破坏性损伤 外伤性颅内血肿、脑肿瘤、脑梗死等会使脑干网状结构受压，引起意识障碍。破坏性损伤会直接伤及网状结构或大脑皮层直接造成意识障碍或昏迷。一些颅内占位性病变会使颅内压升高，压迫脑干的网状结构上行激动系统，引起昏迷。

四、意识障碍对机体的主要危害 （一）呼吸功能障碍 1，呼吸中枢受压 各种颅内病变、弥漫性脑损害导致颅内压升高压迫脑干引起呼吸节律和深度的改变导致通气不足，如果延髓也受压会导致呼吸停止。 2，肺部感染 意识障碍的患者咳嗽反射迟钝，气道易呛入异物易发生感染，昏迷的病人做气管插管极易合并肺部感染。

（二）水、电解质、酸碱平衡紊乱 意识障碍，昏迷的患者失去了渴感及主动饮水行为加以使用脱水利尿剂，会出现内环境紊乱。 （三）循环功能障碍 脑水肿、颅内压升高都会使脑循环障碍，导致脑血管痉挛引起脑缺氧。

（四）其他 病损波及体温调节中枢，病人发生体温调节障碍，出现过热或体温过低，丘脑下部和脑干受压可引起应急性溃疡。

五、意识障碍防治的病生基础 （一）紧急应对措施 保持呼吸道通畅，建立输液通路维持循环功能。 （二）及早明确诊断、对因治疗 中度病人洗胃治疗，，颅内出血及占位要外科治疗。 （三）生命指征、意识状态的检测 监测病人血压、呼吸、脉搏、体温及瞳孔。 （四）脑保护措施 降低颅内压，减轻脑水肿。