第十六章  脑功能不全Chapter 16 Brain Dysfunction 河北北方学院病理生理学教研室教学要求●掌握脑功能不全的表现形式、认知障碍和意识障碍的原因、表现；●熟悉意识障碍的发病机制及对机体的主要危害；●了解认知障碍的发病机制，了解防治脑功能不全的病理生理基础。一、脑的特点两多：神经元多、功能多两少：能源少、储备少两大：血流量大，耗氧及糖量大两难：扩展难、再生难二、表现形式及病理基础表现形式：急性——意识障碍严重：昏迷（脑衰竭）皮层+皮层下病变慢性——认知障碍严重：痴呆皮层功能、结构异常病理基础：神经元：坏死凋亡退行性变神经胶质细胞：增生、肥大、炎症反应促进颅内高压认知：机体认识和获取知识的智能加工过程。包括：学习、记忆、语言、思维、判断、理解、精神、情感等。基础：结构：大脑皮层，Brodmann 的52 个脑功能分区。功能：血流保证摄氧、摄糖神经递质介导突触信号传递。（二）认知障碍的表现1. 学习和记忆障碍2. 失语：无意识障碍情况下，丧失语言表达和理解能力3. 失认：无意识障碍情况下，不能通过视、听和躯体感觉辩认过去熟悉的物体4. 失用：清醒、无麻痹的情况下，不能按要求完成随意动作5. 精神改变：焦虑、抑郁、欣快、唠叨、情绪多变等。6. 痴呆：最严重的认知障碍学习和记忆障碍Learning and memory disorders 学习：NS 接受外界信息而影响自身行为的过程。记忆：所获信息或经验在脑内储存和提取的过程。二者是既有区别又不可分割的N生理过程。获得（登录）巩固再现脑内编码、储存、保持提取信息再现于意识学习记忆脑不部位受损，导致不同类型的记忆障碍。记忆研究研究海兔（全身NC<2 万个，NC 体积大），鳃受刺激后收缩，躲避刺激，多次则收缩加快（记忆）弱刺激多次训练，记忆保持几min~ 几h ……短时程记忆强刺激多次训练，记忆保持几w ……长时程记忆记忆信号转导研究短时程记忆弱刺激信号激活N.C 内原已存在的蛋白激酶蛋白打开离子通道兴奋活动长时程记忆的形式及其控制区域痴呆dementia 是一种进行性认知障碍综合征，亦即持续性智能障碍综合征。表现为记忆、语言、视空间功能受损、人格异常、分析和解决问题的能力降低，常伴行为和情感异常，使病人日常生活、社交和工作能力显著降低。发病率随年龄而增大，>60 岁为1% ，>85 岁达20% 以上。常见于阿尔茨海默病（Alzheimer disease, AD ）AD 三个阶段的主要临床表现（三）认知障碍的病因大脑皮层慢性损伤1. 脑老化：神经元退行性变脑萎缩：CT 示脑回变窄，脑沟变宽、脑室扩大2. 慢性脑缺血：颈颅AS 3. 慢性脑损伤：慢性外界因素中毒（毒品、酒精）慢性代谢性脑病（肝性脑病、尿毒症脑病）脑外伤（拳击手）（四）认知障碍 的发病机制1. 脑调节分子异常：A. 神经递质异常：经突触联系介导NS 信号传递的化学物质称神经递质。B. 调质减少：通过非突触联系作用于效应细胞的肽类物质。C. 神经营养因子减少：神经元功能降低。A. 神经递质及其受体异常①多巴胺（dopamine, DA ）：基底神经节，促进脑控制躯体运动。DA↓，致肌肉僵直、运动呆板等运动失调……PD PD 患者给L-Dopa ，病情迅速好转，恢复运动功能2000 年瑞典77 岁的药理学家卡尔森因发现DA 的突触传递功能及其与PD 的关系，获诺贝尔生理学/医学奖。②去甲肾上腺素（NE ）：维持觉醒α1 受体持续过度激活→认知障碍③乙酰胆碱（Ach ）Ach↓→记忆障碍（AD ，精神分裂症）④谷氨酸（Glu ）↓→认知异常↑→兴奋毒性B. 调质减少主要调质种类及其减少对认知的影响2. 脑组织蛋白异常聚集：原因和机制：①基因突变或缺失，AD 、PD ②蛋白质异常修饰，tau 蛋白过度磷酸化→神经元纤维缠结（AD ）③慢性病毒感染：雅-克病（CJD ）后果：脑神经元退行性变3. 慢性缺血性脑损伤：（五）认知障碍的防治原则1. 对症治疗2. 神经细胞保护剂：脑循环改善剂，能量代谢激活剂，神经递质和神经生长因子保护剂，抗氧化剂以及钙拮抗剂等。3. 纠正神经递质含量改变4. 手术治疗四、意识障碍conscious disorder 意识（consciousness ）：是人认识自身和外界环境，并经语言和躯体进行适当反应的功能。人脑反映客观现实的最高形式。意识的医学概念：觉醒状态+意识内容觉醒状态：与睡眠呈周期交替的清醒状态靠皮层下激活系统及大脑皮层意识内容：知觉、思维、情绪、记忆等靠大脑皮层意识-认知紧密联系意识障碍：不能正确认识自身及环境，不能对环境刺激作出反应的病理过程。是脑功能发生高度抑制的状态，也是脑衰竭的主要临床表现。（一）意识障碍的分类及表现形式Glasgow coma scale (GCS) 3-15 分Glasgow-Pittsburgh 昏迷观察指标（二）意识障碍的病因和发病机制觉醒的解剖生理基础内外感觉→本体意识的结构基础病变→脑干网状结构-丘脑-大脑皮层损伤1. 颅内病变：急性脑损伤脑血管病颅内弥漫性感染颅内占位性病变2. 全身性疾病：病因：急性脑中毒：肝、肺、尿毒症性脑病，药物中毒缺血、缺氧内分泌及营养代谢障碍性疾病水、电解质、酸碱平衡紊乱其它：妊娠高血压综合征，中暑发病机制A. 神经递质异常→ARAS 冲动传递障碍：①抑制性神经递质过多：GABA↑：肝性脑病、代酸5-HT↑：肝衰、尿毒症、糖尿病②兴奋性递质↓：Ach↓，缺氧，低血糖③假性神经递质形成：肝性脑病苯乙醇胺、羟苯乙醇胺取代NE 和DA B. 脑细胞能量代谢障碍：①急性缺血、缺氧性脑病：心搏骤停、肺性脑病（ATP↓、脑水肿、钙超载、FR 损伤、兴奋毒性）②低血糖性脑病：糖尿病用过量胰岛素ATP↓：中度低血糖ATP↓30% 意识模糊、嗜睡重度低血糖：昏迷C. 神经细胞膜损伤：①酸中毒：pH<6.8 ，EEG 消失②钙超载：膜通透性↑；细胞器膜损伤③毒物抑制Na+-K+-ATP 酶活性：血NH3↑，尿毒症毒素（三）昏迷的危害1. 呼吸障碍、呼吸衰竭或停止：颅内高压、脑水肿、脑疝压迫2. 肺部感染：误吸、分泌物潴留3. 水、电解质、酸碱平衡紊乱：各型4. 脑循环障碍：原始病因、颅内高压、脑水肿致，加重昏迷5. 上消化道出血：丘脑下部、脑干损伤致应激性溃疡6. 高热或体温过低7. 抽搐8. 褥疮（四）意识障碍的治疗原则1. 应急处理，维持呼吸循环功能，防止衰竭2. 监测生命指征和意识状态3. 明确诊断、病因治疗4. 降低颅内高压，治疗脑水肿：脱水剂、利尿、控制输液、手术治疗5. 脑保护措施：改善脑代谢和脑血流，控制抽搐6. 加强护理：呼吸道、口腔、眼、泌尿道、大便、皮肤，记出入量，营养维护本章主要内容1. 掌握表现形式：急性：意识障碍慢性：认知障碍2. 掌握原因和表现：意识障碍：皮层+皮层下病变（ARAS 、丘脑）。颅内病变、全身疾病。昏迷，嗜睡、昏睡；意识模糊，谵妄，植物状态。认知障碍：皮层慢性损伤。脑老化，脑缺血、损伤，AD 、PD 。痴呆，学习记忆障碍，失语，失认，失用，精神改变。3. 熟悉意识障碍的发病机制：颅内病变：破坏、压迫、损伤ARAS 及大脑皮层全身疾病：N 递质异常、脑C能量代谢障碍、N.C 膜损伤4. 熟悉昏迷的危害5. 了解认知障碍的发病机制：脑调节分子异常，脑蛋白异常聚集，慢性缺血性脑损伤6. 了解意识障碍和认知障碍的防治原则参考文献1. 袁勇贵,叶勤,陈勇,等. 老年期抑郁症和轻度阿尔茨海默病的血浆同型半胱氨酸水平及MTHFR 基因多态性. 中华老年医学杂志, 2007,26(10):767-9 2. 樊小平,刘荣耀,王秋开. 重型颅脑损伤病人下呼吸道感染相关因素分析. 护理研究, 2007, 21(6B): 1567-8 3. 尹晟,华荣. 中医药联合亚低温脑保护治疗的研究进展. 中国急救医学, 2007,27(10):943-5 4. 陈俊抛,林煜. 痴呆治疗学. 人民军医出版社, 2002 5. 邢成名.缺血性脑血管病.人民卫生出版社,2003 6. 徐如祥.现代临床昏迷学.军事医学科学出版社,2003 Delirium Confusion Drowsiness Coma 正常15 ；轻度：14-12 ；中：11-9 ；重：<8 ；深：<5 。7~4 预后很差；3：少存活瞳孔光反应脑干反射抽搐情况呼吸状态正常5 全部存在5 无5 正常5 迟钝4 睫毛反射消失4 局限4 周期性4 双侧不同3 角膜反射消失3 阵发性大发作3 中枢性过度换气3 大小不同2 眼脑眼前庭反射消失2 连续大发作2  不规则或低换气2 无反应1 以上均消失1 松弛状态1 呼吸停止1 七项35 级。轻型：35-28 ；中：27-21 ；重：20-15 ；特重：4-7 。下丘脑后外侧丘脑网织系脑干网状结构腹前核网状核隔区边缘系统大脑皮层维持觉醒（网状结构上行激动系统，ARAS ）脑干网状结构的主要核群脑全身破坏、压迫致ARAS/ 大脑皮层损伤水电酸碱紊乱急性脑损伤、缺血、感染压迫脑组织突触损伤，细胞水肿NC 膜损伤神经递质异常脑C能量代谢障碍内分泌代谢病破坏脑细胞急性脑中毒颅内病变缺血缺氧全身疾病颅内肿瘤大脑皮层、ARAS 损伤、功能障碍意识障碍* * 意识障碍（皮层+皮层下）认知障碍（皮层）三、认知障碍（cognitive disorder ）（一）认知及其基础Lateral (A) and medial surface (B) of brain 2000 年70 岁的美国神经生物学家Kandel 因“神经系统信号转导”研究中的成就获诺贝尔奖。坎戴尔和克劳斯长时程记忆强刺激信号激活另一些蛋白激酶N.C 核内特定基因表达新蛋白生成N.C 体积增大（记忆牢,持续时间长）黑质神经元内Lewy 小体（PD ）海马神经元纤维缠结（AD ）Alzheimer Disease Parkinson Disease  脑的主要神经递质及作用生物胺类递质氨基酸类递质胆碱类递质多巴胺（DA ）+ 谷氨酸（Glu ）+ 乙酰胆碱(Ach) + 去甲肾上腺素（NE ）+ 门冬氨酸（Asp ）+ 肾上腺素（EP ）+ γ- 氨基丁酸（GABA ）–5- 羟色胺(5-HT) –甘氨酸（Gly ）–+  兴奋性递质；–抑制性递质Dopamine Pathway Dopamine Glu↑Na+ 内流N.C 肿胀N.C 损伤激活NMDA 受体Ca2+ 内流速迟P-tau 细胞因子（TNFα、IL-1β等）酸中毒ATP↓神经细胞功能↓线粒体损伤钙超载细胞水肿K+ 外流、Na+ 内流自由基脑损伤干扰生物氧化脑血管痉挛平滑肌收缩血脑屏障通透性↑内皮C收缩Glu 、Asp 等EAA↑脑缺血缺氧兴奋毒性*