（2）能量代谢异常 脑急性能量代谢异常引起意识障碍，最常见的有低血糖性脑病和急性缺血、缺氧性脑病。低血糖性脑病多发生在使用胰岛素的糖尿病或胰岛细胞瘤的患者。
其发生机制主要是低血糖引起脑组织中高能磷酸酯，如三磷酸腺苷（ATP）和磷酸肌酸（PCr）含量急剧下降，使脑组织能量缺乏。研究证明，中度低血糖早期脑干网状结构的ATP水平下降约30%，PCr 水平下降约55%，此时患者出现嗜睡、注意力丧失、意识模糊、错乱、癫痫大发作，并随血糖不断降低而进入昏迷状态。急性缺血、缺氧性脑病常见于心脏停搏和急性呼吸衰竭（肺性脑病）等，由于急性全脑血液灌流或氧供障碍，患者可在数分钟内立即出现意识丧失。在急性缺血、缺氧性脑病发病过程中，能量不足、酸中毒（包括乳酸酸中毒和高碳酸血症）、Ca2＋失衡、自由基、兴奋性氨基酸毒性作用和神经递质异常等相关因素是引起缺血、缺氧性细胞损伤的相关环节。
（3）神经细胞膜损伤 在缺氧性酸中毒时，脑脊液的PH 变化比血液更加明显。当脑脊液pH 低于7.25时（正常为7.33～7.40），脑电波变慢，pH 低于6．8时脑电活动完全停止，可能与酸中毒导致神经细胞膜损伤有关。在肝性脑病时，升高的血氨除干扰神经细胞能量和递质代谢外，还影响神经细胞膜Na＋‐K＋‐ATP 酶活性，或与K＋竞争进入细胞内，影响细胞内外K＋的分布，进而影响膜电位、兴奋及传导等功能。在尿毒症性脑病，尿毒症毒素蓄积，使神经细胞膜Na＋‐K＋‐ATP 酶活性降低，能量代谢障碍，脑细胞膜通透性增加，脑细胞内Na＋含量增高，导致脑水肿而出现严重意识障碍。
2．外源性毒素损伤
许多神经系统类药物是通过选择性作用于某一类型突触而影响神经功能的，因而在神经冲动传递过程中，最易受药物、毒物影响的部位是突触。由于网状结构的多突触传递特性，使网状结构成为特别易受药物、毒物影响的位点，大脑皮层的广泛突触结构也是药物和毒物攻击的重要部位。例如，苯二氮卓艹 类（安定、氯安定等）通过增强GABA 能神经的效应产生突触抑制，大脑皮层、边缘系统、脑干都含有丰富的GABA 受体，苯二氮卓艹 类作用于边缘系统主要产生抗焦虑作用；但大剂量作用于脑干网状结构皮层时，则可引起意识模糊、昏睡。巴比妥类药物也主要抑制多突触传递，从而产生镇静、催眠、麻醉作用。有机磷农药则通过对胆碱酯酶的抑制和破坏，阻断胆碱能神经突触的传递，最终亦可导致意识障碍。需要引起警惕的是，有些深度的药物中毒病人可出现与脑死亡几乎相同的表现，因此，“排除药物过量中毒”是英国制订的脑死亡标准之一。
（三）颅内占位性病变和破坏性损伤
颅内占位性病变常见于外伤性颅内血肿、脑肿瘤、颅内局灶感染（如脑脓肿、硬膜外脓肿）和肉芽肿（如血吸虫、隐球菌、结核）等。颅内占位性病变导致意识障碍主要是由于脑受压，特别是脑干网状结构受压引起，由于中脑上段（网状结构的主要通路部位）恰位于小脑幕与颅底围成的天幕孔狭窄处，因此，各种颅内占位性病变，包括弥漫性的脑损害，常常因引起颅内压升高，使脑干移位、受压，形成不同的小脑幕裂孔疝，压迫网状上行激活系统，引起昏迷。
颅内破坏性损伤多指脑梗死、脑出血等。当破坏性损伤直接伤及脑干网状结构或引起大脑皮层广泛性梗死时可直接造成意识障碍或昏迷，当损伤位于脑桥－中脑的网状结构上行激动系统时，即使损伤小而局限，也可导致深度的昏迷，如脑桥的出血或小梗死灶。
（四）其他
一些精神性疾病，如癔症（hysteria）、精神分裂症（schizophrenia）等，可通过影响脑干网状结构和大脑皮层的代谢和功能，导致不同程度的意识障碍。
四、意识障碍对机体的影响
意识障碍、特别是意识丧失的病人通常会降低或失去机体的各种自我防御保护机制和对外界环境变化的适应能力，极易受到伤害。导致意识障碍的病因在损害脑干网状结构和大脑皮层的同时，常常也会累及各种生命中枢，导致各个系统功能障碍，直接威胁病人的生命。
（一）呼吸功能变化
呼吸功能障碍是出现较早且最常见的变化，主要表现为：
1．呼吸中枢受损
颅内占位性病变、脑水肿、脑出血及其他弥漫性的脑损害常常导致颅内压升高，压迫脑干、延髓。脑干受压常引起呼吸节律和深度的改变，呼吸变浅、变慢，通气不足，导致缺氧和CO2潴留，PaO2下降，PaCO2升高；也有患者早期因呼吸中枢受刺激而兴奋性升高，出现通气过度而使PaCO2下降。若延髓受压，导致呼吸节律失常，出现深大呼吸，甚至呼吸停止。
2．肺部感染
意识障碍患者多种神经活动均减弱。吞咽反射减弱常使异物呛入气道，咳嗽反射减弱使气道的清除能力下降，易于细菌的繁殖生长；昏迷病人常因气管插管、气管切开等治疗以及吸痰管、吸氧管等各种气道侵入式医疗、护理操作，常常合并肺部感染。严重的肺部感染常导致呼吸衰竭而死亡。
（二）循环功能变化
在意识障碍的发生发展过程中，许多由原发病因引起的继发性变化，如脑血肿造成的颅内压升高，自由基、缺氧、血管活性因子、代谢紊乱等引起的脑水肿，均可导致脑血液灌流减少；延髓受压和缺血使心血管中枢受损，导致心功能不全和血压下降，同时意识障碍患者对血压的自稳调节能力降低而加重脑缺血；血管活性因子失常导致脑血管痉挛。诸多因素相继或同时作用于循环系统，使脑血流量减少，而脑的供血不足又进一步加重脑损伤。
（三）消化功能变化
下丘脑和脑干受压影响胃肠功能，多种消化酶分泌减少，胃肠蠕动减慢使消化功能降低。早期，由于神经-体液机制失调可出现应激性溃疡。意识丧失的患者，因不能主动进食，机体活动必需的营养物质不足，常在短期内出现营养缺乏。
（四）水、电解质、酸碱平衡紊乱
意识障碍和昏迷患者失去了对自身需求的主观感觉和主动调节能力，如对与机体物质和营养代谢相关的饥饿感、口渴感的主动调节能力下降，使病人发生水、电解质和酸碱平衡紊乱。又可因治疗需要给昏迷病人使用脱水剂、利尿剂等，进一步加重内环境紊乱。中枢的损害也常常会波及一些与内环境稳定相关的调节中枢，如渗透压调节中枢、口渴中枢等，使病人对内环境稳定的自我调控能力明显下降。
（五）其他
意识障碍和昏迷患者常常波及位于下丘脑的体温调节中枢，导致体温调节障碍，病人体温易受环境影响而改变，出现体温过高或过低。免疫机制障碍易诱发感染，如皮肤破损继发感染出现溃疡、褥疮等。由于昏迷病人不能主动进食，加上原发病引起的分解代谢增强，病人基本上处于负氮平衡。脑的病变或毒物蓄积、代谢紊乱等因素可引起抽搐，持续的抽搐又可加重神经细胞的损害，进一步加重意识障碍。
五、意识障碍防治的病理生理学基础
（一）病因学治疗
脑组织受损后，除了表现为脑功能障碍外，由于失去了对全身各个系统、器官功能的调控能力，还会继发多器官功能障碍。因此，针对原发病的治疗显得尤为重要。它不但可以减轻脑损害，保护脑组织，也会有效地预防其他并发症发生，甚至挽救病人生命。如针对中毒病人的洗胃治疗及使用相应的拮抗药物；颅内出血、血肿的相应内外科处理；对急性脑梗死患者，若能在发病后6小时内进行有效的脑再灌注和脑保护等治疗措施（“超早期治疗”），有可能最大限度争取神经细胞存活，减少细胞死亡，缩小梗死灶面积，降低致残率和病死率。
多数中毒性病因引起的意识障碍，在早期尚未造成脑的实质性损害前，若能及时救治，预后通常较好。
（二）紧急应对措施
指在昏迷原因尚未确定之前的应急处理措施，以避免可能出现的各种生命功能的障碍和衰竭。如保持呼吸道的通.，迅速建立输液通路以维护循环功能等等。因昏迷病人的呼吸、循环中枢的调控能力都常明显受损，且昏迷病人的呼吸道防御反射也多有障碍，因而一旦呼吸、循环功能出现障碍甚至衰竭，则病情将急剧恶化。此外，严重感染时常伴有休克发生，抗休克治疗是重要的救治措施，如补液、改善微循环等。急性脑梗塞患者在发病后6小时内若能进行有效的血液再灌注，则可大大减少细胞损伤，缩小梗死面积，降低致残率和死亡率。
（三）控制感染
意识丧失的病人极易诱发各种感染，特别是呼吸道、皮肤、黏膜感染。细菌、病毒通过破损部位，进入体内。严重感染常常引起中毒性脑病，加重脑损伤。
（四）保持呼吸道通畅
及时排除呼吸道分泌物，必要时行气管切开术，可以改善通气功能，增加氧的吸入。脑PaO2升高有利于组织代谢，防止脑水肿，纠正酸中毒，减少自由基的产生。
（五）降低颅内压
如有颅内压增高、脑疝者，应尽快降低颅内压力，以遏制其他并发症的发生。急性脑水肿引起的颅压增高，应用脱水剂可有效地降低颅压。急性脑血肿、脑出血应及时清除积血，必要时进行手术减压。
（六）加强护理和对生命指征、意识状态的监测
对于意识丧失、昏迷的病人，加强护理和监测尤为重要。因为患者缺乏自我保护意识，多种神经反射活动减弱或消失，尤其是昏迷病人，其意识状态和生命指征随时都可能出现急剧的变化，因此，必须对患者加强护理，同时严密监测患者的血压、呼吸、脉搏、体温、瞳孔等生命指征，以便及时应对各种紧急情况。而意识状态的细致观察对于中枢神经系统的受损程度、预后评估都极其重要，目前已有对意识状态较为客观的计分评定表，可对意识障碍和昏迷作较准确的评定。
（高维娟）
主要参考文献
1．金惠铭，王建枝．病理生理学．第六版．北京：人民卫生出版社，2004，283－298
2．陈主初．病理生理学．北京：人民卫生出版社，2005，366－379
3．王建枝，陈国强．病理生理学．北京：科学出版社，2006，219－235
4．王树人．病理生理学．北京：科学出版社，2001，248－255
5．Kaufman CE and Mckee PA.Essentials of Pathophysiology.北京：中国协和医科大学出版社，2002，639－689
6．Grob P，et al.Dementia，Delirium，and Amnnestic disorders.See：Goldman HH，Review of General Psychiatry.5th ed， McGraw‐Hill.北京：人民卫生出版社，2001，189－207
