第四节　脑　水　肿

脑水肿是脑损伤后的一种组织病理学反应,主要表现为脑实质细胞内水、钠增多及钾减少、脑组织水肿等导致脑体积增加、颅内压升高,甚至脑疝、死亡。其发病机制是血脑屏障受损、脑缺氧、颅内静脉压增高等因素导致脑组织中水分的运输和平衡失调,水电解质在脑细胞膜内外的分布失衡而引起水分在脑细胞内或细胞外的病理性蓄积。1967年Klatzo将脑水肿分为“血管源性脑细胞外水肿与细胞毒性脑细胞内水肿”。近年来,由于医学技术的进步,电镜的应用,神经化学和细胞分子生物学等发展,对脑水肿的分类和发病机制提出新的概念(表2-1)。

表2-1　脑水肿的分类

一、细胞性脑水肿

细胞性脑水肿亦称细胞毒性脑细胞内水肿(cytotoxic,edema),继发于脑缺血、缺氧后早期,以及严重脑损伤后早期出现严重脑细胞损害。细胞毒性脑水肿系脑组织所有成分(神经元、胶质细胞、血管内皮细胞)的肿胀,同时伴有脑细胞外间隙的缩小。脑是细胞密集型器官,脑细胞外间隙仅占5%,故脑水肿主要为脑细胞内水肿。脑水肿的治疗亦应重点以保护脑细胞为主。过去将此类脑水肿定义为细胞毒性脑水肿,认为是由于细胞中毒引起。但近年的研究表明外伤后细胞内外环境的变化、细胞缺氧和能量代谢障碍是引起者类脑水肿的主要原因,所以将之定义为细胞性脑水肿。细胞性脑水肿是细胞外水分进入细胞内,在细胞内聚集,细胞外间隙水分减少,引起细胞肿胀。主要机制为:①颅脑外伤后继发缺血缺氧,细胞内ATP生成减少,神经细胞膜的钠-钾ATP酶活性降低,细胞内外的钠-钾交换障碍,造成细胞内钠和细胞外钾的积聚。由于细胞外高钾,致使钾的大量内流,伴随有氯离子和水分进入细胞内引起脑细胞水肿;②由于细胞内缺氧,引起二氧化碳的聚集,二氧化碳水解生成的氢离子与碳酸氢根可与细胞外的钠离子和氯离子交换,导致水分子进入细胞内。同时交换至细胞外的氢离子和碳酸氢根又能重新化合成二氧化碳,可弥散进入细胞内,开始又一次的交换过程;③细胞膜脂质的破坏和氧自由基的产生,造成细胞膜通透性增高,可引起水分子随着钠离子的进入而进入细胞内。随着细胞代谢障碍的进一步加重,细胞内钾的大量丢失。使细胞膜去极化。细胞膜上的钙离子通道的开放,引起细胞内钙超载,而且大量的兴奋性氨基酸的释放进一步加重了细胞内水肿,造成颅内高压,危及生命。此类脑水肿时血-脑屏障不受影响,血管周围间隙和细胞外间隙无明显扩大,细胞内水肿液不含蛋白,钠氯离子水平增高。

二、渗压性脑细胞内水肿

在生理条件下,垂体前、后叶之间在下丘脑调控下维持功能平衡。腺垂体分泌的促肾上腺皮质激素(adrenocorticotrophic hormone,ACTH)和神经垂体释放的抗利尿激素(antidiuretic hormone,ADH)通过对细胞内、外液中电解质和渗透压的影响相互制约而维持内环境的恒定。ACTH通过周围靶腺兴奋醛固酮的分泌而滞Na+排K+,促使血Na+升高、血浆渗透压增高、导致高血Na+综合征(血Na+145mmol/L)。此际,细胞内渗压相对地偏低于血浆渗透压。为了缓和高血浆渗透压,细胞内液外流而致脑细胞内失水。ADH的作用恰相反,通过促进肾脏对游离水重吸收而致水潴留,引起高血容量、稀释性低血Na+(血Na+＜130mmol/L、低血浆渗透压,以致细胞内渗压相对地高于血浆渗透压,于是水向细胞内移动直至细胞内、外渗压恢复平衡为止,结果造成脑细胞内水肿。这种因渗压失衡引起的细胞内水肿称为渗压性脑水肿(osmotic edema)。由于血Na+和Cl-约占血浆渗透压的96%,故可认为低血Na+=低血浆渗透压=脑细胞内水肿。正常情况下,下丘脑调控ACTH与ADH的动态平衡。脑损伤时,下丘脑易遭到直接或间接的损害,上述平衡被破坏,神经垂体ADH大量释放,出现抗利尿激素不适当分泌综合征(syndrome of inappropriate secretion of ADH,SIADH)。由于ACTH分泌相对地偏低,以致其靶腺的醛固酮分泌相对减少,其滞Na+作用减弱,故在低血Na+的同时,出现尿钠反常性升高(一般＞30mmol/L)的异常现象。临床上,血Na+＜120mmol/L时,除厌水厌食、恶心呕吐外,出现神经系症状如肉跳、抽筋、易激惹、不合作、嗜睡、乏力、腱反射迟钝、病理征(+)、意识模糊、木僵、抽搐等。血Na+低于90～105mmol/L时,则表现出重症水中毒、惊厥、死亡。

三、间质性脑细胞外水肿

脑脊液(CSF)吸收障碍时,脑室内压力升高,引起脑室扩大、脑室壁室管膜破裂,CSF逸出至脑室周围白质内,形成脑细胞外间隙水肿(interstitial edema)。这种间质性脑水肿亦称为脑积水性脑水肿(hydroce phalic edema)。间质性脑水肿多见于严重脑损伤(格拉斯哥昏迷指数glasgow coma scale,GCS≤7)后3～6周内甚或6～12个月,一般属交通事故性脑损伤,系外伤性蛛网膜下腔出血继发CSF吸收障碍所引起。病理切片常见蛛网膜增厚纤维变性,伴室管膜破坏,以及脑室壁周围血管周围脱髓鞘现象。其发病率介于0.7%～4.5%。临床上脑损伤或颅内血肿清除术后持久昏迷(数月左右),难与植物人相鉴别时,或意识障碍无端加重,或明显精神障碍时,CT复查见脑室系均匀性扩大伴额角周围低密度区,即可确诊。

四、血管源性脑细胞外水肿

脑损伤时,局部BBB破坏、毛细血管通透性增加,血浆蛋白渗出血管外至脑细胞外间隙,引起局部脑细胞外水肿,称为血管源性脑细胞外水肿(vaso genic edema)。脑细胞外间隙内蛋白浓度甚至可达血浆浓度的93%,脑细胞外水肿不断发展。在脑水肿实验中,选用伊文思蓝(Evans blue,EB)作为BBB指示剂,EB系大分子,不能通过BBB;当BBB破坏时,EB与血浆白蛋白结合后渗出至脑组织内,使局部出现蓝染。根据蓝染的程度和范围,可了解BBB破坏发生的迟早和程度。兔脑损伤实验证实,脑损伤后30分钟其BBB破坏才开始出现,至24小时达高峰。由于脑白质细胞外间隙(＞800A)比灰质者(150～200A)大4～6倍(因灰质内细胞突网密集),故脑水肿主要在白质内发展,且大多沿神经纤维长索扩展。脑水肿的发展主要取决于血管内液静压与脑实质内液静压之差:当前者高于后者时,水肿不断扩展,至两者相等时,水肿遂停止发展。待病程稳定后,脑水肿液的吸收快慢取决于其内容物,一般单纯含电解质的水肿液的吸收约需72小时,而富含蛋白质者的吸收至少需8天之久。电镜下可见蛋白质积聚在软脑膜下、室管膜下及血管周围等区,主要被巨噬细胞,尤其是星形细胞俘获和降解,故吸收较慢。在脑水肿的发展过程中,各种类型可同时存在,并相互演变。例如,创伤性脑水肿发生早期主要是血管源性脑水肿,伤后6小时出现细胞毒性脑水肿。血-脑屏障通透性改变可能是直接导致创伤性脑水肿的早期最重要的因素,而脑水肿的形成又可作用于血-脑屏障,加重其损害,使血-脑屏障通透性增加,形成恶性循环。

（刘隆熙　裘孝忠）