图15－4 假性神经递质的形成

　　肝功能不全时，由于肝脏解毒功能降低，或经侧枝循环，使血液中的苯乙胺及酷胺积聚，随体循环进入脑组织，在脑细胞内经非特异性的β-羟化酶的作用，在侧链β位置上被羟化，形成苯乙醇胺和对羟苯乙醇胺（鱆胺）。

　　当脑组织中的苯乙醇胺及对羟苯乙醇胺增多，特别是在脑干网状结构中，由于苯乙醇胺和对羟苯乙醇胺在结构上与脑干网状结构以及黑质、纹状体的正常递质去甲肾上腺素和多巴胺很相似，于是发生竟争，而被儿苯酚胺能神经元所摄取、贮存，并作为神经递质释放出来。脑中苯丙氨酸还具有抑制酪氨酸羟化酶的作用，使多巴胺和去甲肾上腺素生成减少，由于苯乙醇胺和对羟苯乙醇胺的作用远不如正常递质强（如羟苯乙醇胺的作用不到去甲肾上腺素的1/50），因而不能产生正常的效应，故称为假性神经递质（false neurotransmitter），使脑组织中这类神经细胞功能失常。脑干网状结构中，此类儿苯酚胺能神经元的上行神经纤维属于非特异性投射系统，经丘脑后再向大脑处于觉醒状态有关，故当其功能失常时，可导致昏迷。而大脑基底核内有关神经元的功能失常，造成锥体外系失调，可能与扑翼样震颤的发生有关。

　　在一些肝性脑病的患者，采用左旋多巴治疗（去甲肾上腺素及多巴胺不易通过血脑屏障），由于增加了中枢神经系统内儿茶酚胺的合成与贮存，在恢复神志上常有明显效果，但只有短时清醒的效应。

　　3．胰岛素、血浆氨基酸失衡学说（theory of insulin, plasma amino acid inbalance）正常血浆及脑内各种氨基酸的含量有适当的比例。近年来证实，肝脏受损害时，许多氨基酸的含量有变化，其中主要有芳香族氨基酸（苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸）增多，支链氨基酸（缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸）减少。

　　肝功能不全时，苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸在肝内分解代谢发生障碍，致血液和脑组织内苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸含量增多。苯丙氨酸和酪氨酸则在脑组织内形成假性神经递质（图15－5）。色氨酸则在脑组织内经色氨酸羟化酶和5-羟色氨酸脱羟酶的作用，生成过多的5-羟色胺。5-羟色胺是中枢神经系统中的一个抑制性递质，是去甲肾上腺素的拮抗物。脑中的5-羟色胺大量集中在脑干的中缝核（此神经核与睡眠有关），脑内5-羟色胺增高可引起睡眠，故认为它可能是引起肝性昏迷的一个重要原因。

　　芳香族氨基酸为什么进入脑增多呢？目前认为芳香族氨基酸与支链氨基酸都是在正常pH下不电离的氨基酸，它们通过血脑屏障是由同一载体转运的，因此它们之间有竞争作用。肝功能不全病人，血中支链氨基酸浓度降低，其竞争力量减弱，芳香族氨基酸争得载体而入脑的机会就增多。

　　酪氨酸在脑内的浓度升高，使脑内对羟苯乙醇胺生成增多。苯丙氨酸的升高，使脑内苯乙醇胺生成增加，而且高浓度的苯丙氨酸对酪氨酸羟化酶有抑制作用，阻碍多巴和多巴胺以及去甲肾上腺素的生成，而有利于对羟苯乙醇胺的生成（图15－5）。

　　严重肝损害病人血中支链氨基酸为什么会降低呢？原因是血中胰岛素浓度升高。正常胰岛素在肝脏失活，一次循环，门静脉中的胰岛素就可被肝脏清除40－50％。以此维持血中胰岛素于一定水平。支链氨基酸的分解代谢主要在骨骼肌和肾脏等组织中进行，而肝脏处理支链氨基酸的能力极为有限。当肝功能受损时，血中岛素因清除减少而增多。胰岛素不仅有降低血糖的作用，还能增加肌肉对支链氨基酸的摄取和分解，使血中支链氨基酸浓度降低。

　　肝功能不全，一方面由于芳香族氨基酸分解代谢障碍，使血浆芳香族氨基酸含量增多；另一方面血中胰岛素升高，使血液支链氨基酸含量减少，结果芳香族氨基酸进入脑组织增多，在脑组织内生成假性神经递质和过多的5-羟色胺，儿茶酚胺生成减少和儿茶酚胺能神经元功能降低，而引起中枢神经系统功能障碍，这就是肝性脑病的胰岛素、血浆氨基酸失衡学说的主要论点。

　　血浆氨基酸谱（plasma aminogram），除上述六种氨基酸有变化外，还有其他氨基酸的变化，如甲硫氨酸、门冬氨酸、谷氨酸含量增多等。

　　血浆氨基酸的变动不仅表现为氨基酸绝对值的变化，而且表现为氨基酸的克分子比率（molar ratio）的变化。正常人，（缬＋亮＋异亮）/（苯丙＋酷氨酸）的平均克分子比率为3.0－3.5，而在有肝性脑病患者，其比率明显降低，可降到1.0以下（表15－1）。若用中性氧基酸混合液将此比率矫正到3－3.5，则中枢神经系统功能可得到改善，神志恢复。无脑病的慢性肝病患者也有上述克分子比率的变化，因此，某些研究者试图纠正血浆氨基酸比例来治疗肝性脑病，例如输注特制的氨基酸葡萄糖混合液，其中支链氨基酸含量高而芳香族氨基酸含量低，使之有利于纠正已经失衡了的血浆氨基酸谱，以改善中枢神经系统的功能。动物实验证明，给肝昏迷动物输注特制的氨基酸平衡液，使失衡的比值恢复正常，动物也随之苏醒。

图15－5 假递质生成过程

→：减弱　↑：升高 ↓减低　（—）：抑制

表15－1 肝性脑病病人的血浆氨基酸含量的变化

　　4．短链脂肪酸中毒学说（theory of short chain fatty caid intoxication）肝病患者的血及脑脊液中，某些短链脂肪酸（指4－10碳原子的低级脂肪酸）含量较高；在肝性脑病患者的血液中，其浓度特别高。将大量短链脂肪酸给动物注射可引起昏迷。因此有人认为短链脂肪酸增多与肝病的发生有关。正常从肠道吸收的短链脂肪酸在肝内进行氧化分解；肝功能严重损害及门体分流存在时，可大量出现于血循环，并进入脑组织中。脑电图变化的研究表明，短链脂肪酸主要作用于脑干网状结构。关于短链脂肪酸对脑的损害机制，目前还不清楚。主要材料来自离体实验。①在体外，高浓度的短链脂肪酸对氧化磷酸有解偶联作用，使ATP生成减少；②直接与神经细胞膜或突触部位的某些成分结合，从而影响神经的电生理效应；③在突触处与正常神经递质（如多巴胺等）结合，从而干扰正常脑功能。

　　5．其它除上述因素较重要外，下面一些因素在肝性脑病的发生中，可能也起一定的作用。

　　（1）严重的肝功能不全时，由于血糖降低（特别是空腹时），脑组织能量供应不足，可促使肝性脑病的发生。

　　（2）电解质代谢紊乱及酸碱平衡失调。

　　1）低血钾：肝病病人常因饮食减少，腹泻，放腹水，特别是长期使用利尿剂（如双氢克尿噻等），使钾摄入不足，丢失过多。低血钾可以引起中枢神经系统兴奋性降低，严重的可以发生昏迷。

　　2）碱中毒：肝功能不全时，可能由于血氨增多，氨剌激呼吸中枢，使呼吸中枢兴奋，换气过度，而出现呼吸性碱中毒。低血钾时伴有代谢性碱中毒。血液的pH正常时，只有4％的NH₃呈游离状态，96％是成离子状态的NH₄⁺，NH₄⁺容易通过细胞膜，进入脑细胞。当血液的pH值增高时，则下面的反应

　　朝着NH₃的方向进行。因此，随着血液pH值的增高，游离的NH₃增多，大量的NH₃进入脑细胞，促使肝性脑病的发生。

　　3）代谢性酸中毒：肝功能不全时，促进丙酮酸氧化脱羧的脱氢酶的辅酶，如焦磷酸硫胺素（在肝内合成）合成减少，于是丙酮酸氧化脱羟过程障碍，三羟酸循环不能正常进行，丙酮酸堆积，乳酸生成增多，同时乳酸在肝内合成糖元的功能也降低。由于血液中丙酮酸和乳酸增多，引起代谢性酸中毒。酸中毒时，脑组织氧化过程受抑制，能量供应不足，可以发生昏迷。

　　综上所述，肝性脑病主要是由脑性毒物在体内增多，作用于中枢神经系统的结果，而在肝病时，脑对一些毒物的敏感性增加，更促进了脑病的发生。慢性肝功能不全的患者，镇静剂、感染、电解质紊乱、缺氧等因素，易引起昏迷。脑的敏感性升高，可能与脑长期受各种毒物剌激或肝脏提供的某些物质（如白蛋白）减少有关。

　　（二）肝性脑病发生的诱因

　　1．出血肝硬化时上消化道出血（如食道静脉破裂）、外伤、手术、产后大出血等，往往促使肝性脑病的发生。可能是由于循环血量减少，肝脏血液供应不足，发生缺氧，肝细胞进一步受损害，引起肝功能衰竭。脑组织也因缺血、缺氧，使脑细胞的代谢和机能障碍。如果为消化道大出血，血液在肠腔内分解生成氨增多，使血氨增高。