（一）脑能量代谢改变
脑的正常生理活动需要充分的能量支持，除一小部分来自储存的ATP外，几乎全部能量都靠葡萄糖有氧代谢产生。脑内能量储备很少，所储备的ATP和糖原（约1.5g）在10min内即完全耗竭，使脑功能丧失。脑血流中断5-10秒就发生晕厥，继而抽搐。近年来的研究发现，脑缺血持续15-30分钟，当重建循环后，ATP浓度仍可恢复到正常或接近正常水平，甚至循环停止60分钟，能量代谢和酶功能仍可恢复，并出现诱发电位。脑细胞形态在缺血后10-20分钟也可无明显损害。这些结果提示，心搏停止后（缺血期）的能量代谢障碍易于纠正，而重建循环后发生的病理生理变化将给脑组织以第二次打击（即再灌注损害），这可能是脑细胞死亡的主要原因。
（二）脑循环的“无再灌现象”
其机制可能与下述因素有关：
1、凝血和血液流变学异常，血液粘滞度增加，血小板聚积等引起的毛细血管阻塞。
2、神经、体液因素和微环境失调导致血管痉挛和血液供应失衡。脑循环停止重建后，由于反应性充血、脑水肿及脑循环的“无再灌现象”，导致大脑微循环功能障碍，使脑缺氧持续存在，引起脑细胞死亡。
（三）脑生化异常
主要表现为高能化合物缺乏、细胞内酸中毒、活性自由基形成、异常的脂肪酸代谢、细胞内钙离子水平的增加和亚细胞单位蛋白合成不足。缺血早期，由于能量代谢障碍，无氧酵解形成乳酸增多，致脑细胞内产生酸中毒，加重脑细胞肿胀。循环重来后，自由基的释放增多，导致神经细胞结构和功能的破坏，是引起细胞死亡的主要致病原因。缺血后导致细胞损害的另一重要激活物是细胞内钙离子增加，细胞浆中钙离子浓度增高是致成缺血缺氧后脑细胞死亡的关键因素。细胞内钙离子增高的效应之一是激活磷脂酶A2，磷脂酶A2使游离脂肪酸释放至胞浆中，游离脂肪酸（FFA）的主要成分为花生四烯酸，缺血性缺氧5分钟，花生四烯酸浓度可增高5倍。花生四烯酸在环氧合酶的作用下生成前列腺素，在脂氧合酶作用下生成白三烯，这些物质都参与缺血缺氧后脑细胞损害。
目前还认为，脑缺血期间由于ATP迅速耗竭导致神经细胞膜去极化引起大量的兴奋性（激动性）氨基酸（EAA）释放，EAA是具有2个羧基和1个氨基的酸性游离氨基酸，主要包括谷氨酸（Glu）、天门冬氨酸（ASP）等，其对中枢神经系统有兴奋作用。正常时，其合成和分解保持动态平衡，凡合成释放增多或分解摄取减少，均可导致EAA增多。大量EAA一是通过激活膜上N-甲基D-门冬氨酸（NMDA）受体引起Ca2+病理性内流增加，引起一系列生化反应，从而对神经元产生毒性作用，二是通过非NMDA受体过度兴奋，导致Na+、CL-、H+大量内流、引起神经细胞急性渗透性肿胀、水肿。
（四）、脑水肿
脑缺血后的脑水肿包括细胞毒性（cytotoxic）和血管源性（vasogenic）两种机理，前者在缺血期间已启动，属细胞内水肿，在再灌注后可继续加重，主要由于脑细胞内大量Ca2+、Na+、CC-和水潴瘤形成脑细胞肿胀。当缺血达一定时限，脑血管内皮细胞损伤，血脑屏障（BBB）受损，脑毛细血管通过性增加，血浆蛋白与水分外溢，脑细胞外液增加，造成间质性脑水肿，即谓血管源性脑水肿。脑水肿和脑肿胀除脑细胞功能受损外，由于脑体积增加致颅内高压。颅内压升高，进一步减少脑血流灌注，从而使受损的脑细包遭受第二次打击，可因此向不可逆方向转化，也可因此而发生脑疝而致不可逆的呼吸再次停止。
缺血后再灌注损害是心跳骤停后脑损害的发病特征，但是再灌注是CPR成功的标志，也是脑复苏的必要条件，如何减轻再灌注损伤是脑复苏面临的重大课题。
责任编辑：cyth
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