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高原脑水肿

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二、病因

高原脑水肿是由什么原因引起的?

(一)发病原因

高原脑水肿的发病率与上山速度,海拔高度,居住时间以及体质等有关,一般来讲,平原人快速进入海拔3000m以上高原时大约50%~75%的人出现急性高原病,但经3~10天的习服后症状逐渐消失,多数作者认为,本病的发生老年人低于青年人,女性低于男性;急性高原病的发生率与男性的体重指数(体重 /身高2)呈正相关(p<0.05),与女性的体重指数无关,说明肥胖男性易感性大。

(二)发病机制

在机体的所有器官中,大脑是最活跃的耗氧者,100g脑组织每分钟耗氧量为3.5ml,几乎是肌肉所需量的20~25倍,当人体暴露于低氧环境时,虽然吸入气氧分压明显降低,但机体对低氧进行内在自身调节,使脑血流量增加,脑组织的氧传递和氧利用率仍维持正常水平,脑组织一般不发生缺氧性损伤,在急性缺氧下,脑循环的变化与血液中氧分压,二氧化碳分压和组织代谢水平的高低等有关,Siesjo指出当动脉血氧分压下降至30mmHg时,脑循环开始障碍,脑组织代谢紊乱,高原脑水肿发病机制很复杂,主要变化是缺氧引起的脑间质水肿和脑细胞肿胀。

1.脑细胞毒性水肿(cytotoxic edema) 细胞毒性水肿系指脑组织缺血性和(或)缺氧性损伤引起的脑细胞内水肿,致使大脑功能严重障碍,病人可出现昏迷,颅内压增高,脑脊液量剧增等;脑CT和 MRI检查表现为大脑灰质水肿,细胞毒性水肿主要是由严重缺氧引起的脑细胞能量不足,从而导致离子泵功能减弱,钠在细胞内潴留,最近,Green (2000)等发现,当人体进入6200m高原时,肌细胞Na -K -ATP酶出现下调(down-regulation),另有报道,当动物吸入15%低氧混合气体时,脑血流量及血乳酸无明显变化,而吸入6%的氧 8min,脑血流明显增加,血乳酸含量增至40mg/ml,说明严重缺氧导致脑细胞能量代谢障碍,高能氧化磷酸化过程减弱,其结果既可降低细胞膜的离子转运,又可增强无氧酵解,乳酸产生增多,致脑血管扩张,血流量增加,缺氧也可直接作用于血管内皮细胞,释放扩血管因子,使小动脉平滑肌舒张,血流及血容量增高,血管渗透性增加,由于脑毛细血管渗透压增高,血浆内的胶体物质,离子,水分从细胞外移入细胞内,出现脑细胞渗透性肿胀(osmotic swelling),脑组织肿胀及脑容积增加,一方面可压迫周围小血管,使局部血液循环不足,另一方面因血管压力增高,毛细血管机械性损伤而局部供血不足,出现灶性脑缺血(focal ischemia),根据MRI的检查,细胞毒性脑水肿常常由急性高原病的基础上发展而来,故有人把中,重型急性高原病称之为轻型脑水肿,即血管性脑水肿,但在临床上很难明确区分。

2.血管性水肿(angioedema) 是因毛细血管压升高引起的血-脑屏障机械性损伤而导致血管壁的通透性增加,致液体渗出血管壁外而进入脑间质,发生脑间质的水肿(详见急性高原病节),病人脑压可升高,脑MRI检查表现为大脑白质水肿。

3.血管新生(angiogenesis)现代研究表明,当组织缺氧和(或)缺血时,受伤部位有很多新的血管生长(vascular growth),又称为血管新生,血管新生学说在近代医学研究领域受人关注,特别是在肿瘤,烧伤,心肌病及肺动脉高压的发病机制中起重要作用,血管新生是受各种肽类血管生长因子的刺激或趋化而致,这些因子包括转化生长因子-β(transforming growth factor-β),肿瘤血管新生因子(tumor angiogenesis factor),血小板衍生生长因子(platelet-derived growth factor),白介素-8(interleukin-8)及血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)等,其中研究较多的是VEGF,它是由巨噬细胞分泌,能促使血管内皮细胞有丝分裂,血管通透性增加,故又称之为血管渗透因子 (vascular permeability factor),已知VEGF对毛细血管基膜有较强的溶解作用,并能破坏血管内皮细胞,使细胞间隙扩大,血管通透性增高,以往研究证实,脑肿瘤组织,特别是组织缺血或坏死区,VEGF-mRNA的基因表达最明显,最近,Xu(1998)等将大鼠暴露于9%~6%的低氧气体3h,脑组织VEGF-mRNA开始增加,至12h达高峰,说明缺氧可促使脑组织中VEGF增高,因此,Severinghaus提出,急性缺氧引起的VEGF对脑毛细血管基底膜的溶解是发生高原脑水肿的重要因素。

根据文献记载,死于高原脑水肿病人的尸检报告大约为25例,其共同特点是:大脑表面及脑底血管扩张,充血及水肿,脑表面,脑实质如灰质,白质,胼胝体和小脑灶性点状出血,显微镜下神经细胞肿胀,边缘不清,染色模糊,脑血管壁钙化等,Fuhgren总结了11例尸检资料,其中脑水肿9例 (81.8%),脑出血7例(63.6%),脑静脉窦栓塞3例(27.3%),肺血管栓塞6例(54.5%),肺部感染5例(45.5%),支气管肺炎8 例(72.7%),肺水肿7例(63.6%),西藏自治区医院报告7例尸检,其中脑水肿7例(100%),脑出血6例(86%),脑栓塞2例 (28.6%),肺水肿4例(57.1%),肺栓塞1例(14.4%),Kobayashi报告4例,均发现脑水肿和散在性脑出血,神经细胞肿胀及变形。

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