肝性腦病研究進展

1、肝性腦病（HE）定義,由于肝功能紊亂或腸道血液門體分流導致的神經精神綜合癥，表現為人格改變、智力缺陷、意識水平降低、行為異常等近70%肝硬化病人有輕微肝性腦病征象，24-53%門體分流術病人存在肝性腦病癥狀肝性腦病是重癥肝炎的標志,HE分型,HE分型,C型HE：發(fā)作性HE：誘發(fā)性：胃腸出血、尿毒癥、使用鎮(zhèn)靜藥、攝入過多含氮食物、感染、便秘、脫水、低鉀或高鉀血癥、低鈉血癥自發(fā)性復發(fā)性：1年內發(fā)作2次以上持續(xù)性HE：輕度（1

2、級）、重度（2-4級）、治療依賴性輕微型HE：不用亞臨床型HE,精神狀態(tài)半定量West Haven分級標準,輕微型HE的診斷,診斷方法：正式神經心理評估（Formal neuropsychological assessment）簡短神經心理測驗組合（Short neuropsychological batteries）計算機化試驗（Computerized tests）：如臨界閃光頻率、反應時間神經生理檢測：腦電圖、腦誘發(fā)電

3、位等,輕微型HE的診斷,HE的發(fā)病機制：（一）氨中毒,氨是HE發(fā)病機制的關鍵因子（1）氨的代謝：腸蛋白質，氨基酸脫氨反應；尿素（20-25%）進入腸道，細菌尿素酶（包括H. pylori）腎臟：谷氨酰胺脫氨肝臟：尿素循環(huán)骨骼?。涸诮】等藙用}中的氨有50%由骨骼肌清除,尿素循環(huán),骨骼肌、腦清除氨,（2）血、腦氨增加,Ong JP等報道肝硬化病人血氨增高，與HE嚴重程度相關Kundra A等報道急性肝衰竭病人血漿氨水平增高，與

4、HE嚴重程度相關慢性肝病伴HE病人血漿氨水平與未伴HE病人高，但兩組血氨超過正常上限的病人比例無顯著差別因此慢性肝病者血氨值增高不能確定也不能排除HE的診斷,（2）血、腦氨增加,正電子發(fā)射斷層掃描（positron emission tomography, PET）：慢性肝病伴輕度HE病人腦氨攝取、代謝率增加伴通透/表面產物（permeability/surface area product ）增加，表明慢性肝衰竭者血、腦屏障對氨

5、通透性增加因此慢性肝病者對高蛋白飲食、胃腸出血等產氨情況高敏感也解釋這類病人神經功能失常程度與血氨濃度相關性不佳,腦/血氨濃度比值,（3）氨對腦能量代謝的影響,氨可抑制三羧酸循環(huán)限速酶α-酮戊二酸脫氫酶（α-ketoglutarate dehydrogenase）(50年代）氨也可抑制丙酮酸脫氫酶（pyruvate dehydrogenase）肝衰竭可導致腦及腦積液乳酸濃度增加，并直接與神經功能惡化相關，然而腦氧供給并不減少，說

6、明乳酸增加是由于氧化代謝受抑制所致,（3）氨對腦能量代謝的影響,缺乏氧化代謝將導致細胞死亡，然而暴發(fā)性肝衰竭存活者并無神經功能缺陷長時間高氨下腦ATP不降低腦代償機制：回補（anaplerosis）途徑：丙酮酸羧化酶、蘋果酸酶支鏈氨基酸如異亮氨酸、纈氨酸、亮氨酸氧化血漿支鏈氨基酸下降，腦細胞為了存活進行蛋白分解，從而出現負氨平衡,（4）氨對谷氨酸能神經的影響,谷氨酸是哺育動物主要的興奮性神經遞質谷氨酸能神經傳遞異常在HE發(fā)病

7、機制中起著主要作用腦細胞外谷氨酸濃度：輕度高氨影響輕微或無，但重度高氨細胞外谷氨酸濃度增加,（4）氨對谷氨酸能神經的影響,谷氨酸攝取：高氨可抑制谷氨酸攝取，星狀膠質細胞以及神經細胞谷氨酸轉運體（ GLAST 、GLT-1及EAAC1）mRNA與蛋白表達降低谷氨酸受體：分為兩大類，即親離子（ionotropic）和親代謝（metabotropic）受體前者活化可導致離子通道開放，允許Na+, K+, Ca2+的轉輸后者與G蛋白耦連

8、，可改變不同酶（如磷脂酶C、D及腺苷環(huán)化酶）的活性和離子通道,（4）氨對谷氨酸能神經的影響,對親代謝（metabotropic）受體的影響：親代謝受體分為3大類，I類刺激后可活化磷脂酶C，II與III類活化G蛋白可抑制腺苷環(huán)化酶氨可抑制tACPD誘導的磷酸肌醇的形成tACPD可增加對照神經元的微管相關蛋白（microtubule-associated protein, MAP-2）的磷酸化，但氨處理神經元后， tACPD誘導MAP

9、-2去磷酸化但氨可增強另類受體對腺苷環(huán)化酶的抑制,（4）氨對谷氨酸能神經的影響,氨對AMPA和Kainate受體的影響：狗慢性肝性腦病AMPA或Kainate結合部位下降， 并且AMPA受體缺失與肝性腦病相關急性肝衰竭大鼠AMPA或Kainate結合部位下降然而Suarez I等報道免疫組化檢測門體分流大鼠小腦AMPA受體，受體亞單位GluR1和GluR2/3免疫活性增加,（4）氨對谷氨酸能神經的影響,急性或慢性氨中毒均可影響N

10、MDA受體，但兩者作用不同：急性大劑量氨中毒可激活NMDA受體，導致谷氨酸-NO-cGMP信號途徑活化，細胞內cGMP增加， NMDA受體活化與神經系癥狀相關急性大劑量氨中毒可導致小腦細胞外谷氨酸，但NMDA受體抑制劑MK-801可防止其增加，表明細胞外谷氨酸是受體活化后的結果，而非受體活化的原因,（4）氨對谷氨酸能神經的影響,NMDA受體離子通道阻滯劑MK-801，phencyclidine（苯環(huán)利定），ketamine（氯胺酮）

11、以及受體競爭性抑制劑CPP，AP-5，CGS 19755，CGP 40116可防止急性大劑量氨中毒誘導的小鼠死亡門體分流大鼠輸注氨誘導HE，給予美金剛（ memantine ）（非競爭性抑制劑）可改善HE以上表明急性氨中毒是通過NMDA受體介導的,（4）氨對谷氨酸能神經的影響,不同的慢性氨中毒或肝衰竭模型示大腦皮質、海馬、小腦等選擇性NMDA結合部位缺失，但紋狀體無顯著變化，可能為適應反應，避免過度活化但急性氨中毒或肝衰竭不影響M

12、K-801結合Marcaida G等報道大鼠慢性氨中毒海馬MK-801結合部位下降，但NMDA受體蛋白量不降低，表明慢性氨中毒可影響NMDA受體功能但PKC活化后可恢復其功能，表明氨中毒可影響受體功能是通過降低PKC依賴的磷酸化,（4）氨對谷氨酸能神經的影響,慢性氨中毒神經元cGMP形成顯著降低，但谷氨酸誘導的一氧化氮合酶（NOS）的活化無影響表明慢性氨中毒可影響可溶性GC的活化，導致cGMP形成減少谷氨酸-NO-cGMP信號途

13、徑可調節(jié)許多腦功能如細胞間交流、一些神經遞質的釋放、長時程增強（long-term potentiation）及學習、記憶、睡眠-覺醒周期慢性氨中毒大鼠長時程增強、學習能力及睡眠-覺醒周期障礙,（5）氨對星狀膠質細胞的影響,急性肝衰竭：腦星狀膠質細胞腫脹，導致細胞毒性腦水腫腦水腫也見于其它高氨綜合癥如Reye綜合癥、先天性尿素循環(huán)酶病體外培養(yǎng)的星狀膠質細胞與毫摩爾氨接觸后可導致顯著細胞腫脹慢性肝衰竭：星狀膠質細胞形態(tài)、功能改變，

14、可出現細胞腫脹，但通常不足以引起顱內壓改變,（5）氨對星狀膠質細胞的影響,慢性肝衰竭：特征性改變是Alzheimer II型星狀膠質細胞病變細胞表現為核腫脹、核仁明顯、染色質邊緣化Alzheimer II型星狀膠質細胞病變也見于慢性氨中毒疾病如尿素誘導的高氨血癥或體外培養(yǎng)的星狀膠質細胞慢性暴露于氨,HE的發(fā)病機制：（二）腦水腫,（1）星狀膠質細胞腫脹：急性肝衰竭兔腦水含量測定：皮質灰質水含量增加，但白質無增加1.滲透壓改變：谷

15、氨酰胺增加，它是有機滲透劑它的增加不是由于血腦屏障的轉換增加所致正常情況下，星狀膠質細胞氨基化谷氨酸，生成谷氨酰胺，后者維持星狀膠質細胞與神經細胞谷氨酸-谷氨酰胺循環(huán),HE的發(fā)病機制：（二）腦水腫,星狀膠質細胞快速適應反應：通過細胞內離子的改變，K+外流長期適應反應：通過控制細胞內有機滲透劑如肌醇、?；撬崴铰愿尾∧X肌醇降低；門體分流大鼠6周后腦肌醇、?；撬崴较陆?.“木馬”假說（“Trojan horse” hypoth

16、esis）：谷氨酰胺是氨（85%）解毒的終末產物，通常認為是無毒的,HE的發(fā)病機制：（二）腦水腫,谷氨酰胺只合成于星狀膠質細胞然而谷氨酰胺對中樞神經系統(tǒng)具有毒性：蛋氨酸亞砜酰亞胺（methionine sulfoximine, MSO），GS的抑制劑，可降低急性氨中毒大鼠死亡率，腦谷氨酰胺降低，星狀膠質細胞腫脹、腦水腫等改善腦谷氨酰胺水平與高氨導致的神經精神障礙程度相關腦谷氨酰胺濃度與顱內壓相關,HE的發(fā)病機制：（二）腦水腫,①

17、谷氨酰胺合成，②谷氨酰胺通過其載體進入線粒體，③磷酸活化谷氨酰胺酶（phosphate-actiavated glutaminase, PAG）水解谷氨酰胺，④氨產生自由基PAG抑制劑DON，也可抑制谷氨酰胺載體可顯著降低氨誘導的ROS的產生和線粒體通透性轉換（mitochondrial permeability transition, MPT）腦低溫可降低腦水腫，但不伴谷氨酰胺下降；近來報道最大腦水腫發(fā)生時谷氨酰胺水平低,HE的發(fā)

18、病機制：（二）腦水腫,谷氨酰胺通過ROS和MPT介導氨誘導的星狀膠質細胞腫脹（見下圖）ROS可引起細胞腫脹，抗氧自由基可防止氨誘導的星狀膠質細胞腫脹CsA可阻止氨誘導的星狀膠質細胞腫脹，表明MPT參與細胞腫脹的發(fā)生最近Jayakumar AR等報道氧應激可通過MAPK（ERK1/2，p38及JNK）介導氨誘導的星狀膠質細胞腫脹，后兩者抑制尚可逆轉氨誘導的谷氨酸攝取抑制,HE的發(fā)病機制：（二）腦水腫,3.血流動力學改變：門體分流大鼠

19、輸注氨后，皮質血流增加；急性肝衰竭病人顱內壓增高時腦血流也增加Chung C等報道門體分流大鼠輸注氨同時給予消炎痛（indomethacin）可防止腦血流增加、腦水含量增加及顱內壓增高，腦氨攝取也下降腦輕度低溫也可防止腦血流及水含量增加腦血流量增加可引起腦內毒性物質（如氨）增加，另外有利于水擴散入腦內,HE的發(fā)病機制：（二）腦水腫,腦血流量增加原因：（1）NO：門體分流或急性肝衰竭大鼠腦nNOS、iNOS活性增加，然而NOS抑制

20、劑并不能改善腦充血及水腫（2）CO：HO-1催化血紅素氧化為膽綠素及CO，門體分流大鼠腦HO-1表達增加，星狀膠質細胞暴露于氨后HO-1表達也增加預先給予HO-1抑制劑鋅原卟啉II（zinc–protoporphyrin II）可防止門體分流加氨輸注大鼠腦充血、腦水腫,HE的發(fā)病機制：（二）腦水腫,4. 水孔蛋白-4（aquaporin-4, AQP-4）：腦表達豐富，主要在星狀膠質細胞AQP-4表達的變化參與各種病理情況下腦水腫

21、如外傷、缺血AQP-4基因敲除小鼠可抵制缺血誘導的腦水腫體外培養(yǎng)星狀膠質細胞經氨處理后， AQP-4蛋白表達上調，并發(fā)生于細胞腫脹之前暴發(fā)性肝衰竭大鼠腦AQP-4 mRNA與蛋白表達增加,HE的發(fā)病機制：（二）腦水腫,5.外周型苯二氮卓受體（peripheral benzodiazepine receptor, PBR）：位于線粒體外膜，在中樞神經系統(tǒng)主要位于星狀膠質細胞，主要功能是轉運膽固醇至線粒體內，用于合成孕烯醇酮（pre

22、gnenolone），后者是許多神經類固醇（neurosteroids）前體門體分流腦病者尸檢、肝衰竭動物模型或星狀膠質細胞氨處理， PBR結合部位增加,HE的發(fā)病機制：（二）腦水腫,PBR是線粒體膜通透轉換孔（permeability transition pore）的組成部分，與配體結合后可導致MPTPBR激動劑Ro5-4864可加重氨誘導的星狀膠質細胞腫脹，但拮抗劑PK 11195可減輕細胞腫脹PBR活化導致神經類固醇合成，

23、后者可增強氨誘導的星狀膠質細胞腫脹,HE的發(fā)病機制：（三）氨基酸失衡,“假神經遞質”學說（“false-neurotransmitter” theory）：Hilgier W等報道硫乙酰胺（thioacetamide）誘導的大鼠HE腦蟑胺和苯乙胺含量增加然而Cuilleret G等報道肝硬化HE病人腦多巴胺、去甲腎上腺素水平與對照組無區(qū)別，蟑胺水平也不升高高氨本身并不影響兒茶酚胺神經系統(tǒng)，盡管酪氨酸增加，但兒茶酚胺合成無變化肝硬化

24、HE病人給予L-dopa治療無效故目前幾乎拋棄了這個學說,HE的發(fā)病機制：（三）氨基酸失衡,肝硬化病人血漿芳香氨基酸（aromatic amino acids, AAAs）如苯丙、酪氨酸升高但支鏈氨基酸（branched chain amino acids, BCAAs）如亮氨酸、異亮氨酸和纈氨酸下降Fisher’s ratio（ BCAAs/ AAAs）下降急性肝病如急性重癥肝炎或暴發(fā)性肝炎及慢性肝炎Fisher’s rati

25、o也下降，肝衰竭比值下降更顯著AAAs升高是由于肝臟降解能力下降，BCAAs機體不能合成，主要在骨骼肌代謝,HE的發(fā)病機制：（三）氨基酸失衡,氨可增加骨骼肌合成谷氨酰胺，導致BCAAs利用增加氨輸注可降低骨骼肌BCAAs含量BCAAs、AAAs通過血腦屏障需system L轉運，兩者可競爭Fisher’s ratio下降，導致AAAs進入腦增加AAAs是腦內單胺神經遞質的前體，腦內氨基酸組分異常可能引起單胺異常,HE的發(fā)病機制

26、：（四）GABA-BZ,γ-氨基丁酸（γ-aminobutyric acid,GABA）是神經系統(tǒng)中主要的抑制性神經遞質GABAA受體為5聚體：由α、β、γ亞單位組成（見下圖），GABA、苯二氮卓（BZ）可與受體結合，活化Cl?通道氨可增加GABA誘導的神經元Cl?電流；可增加GABA與BZ與GABAA受體結合的協同作用；可增加激動劑與GABAA受體的結合；肝衰竭腦BZ激動劑增加；可抑制星狀膠質細胞攝取GABA,HE的發(fā)病機制：（四

27、）GABA-BZ,Ahboucha S等報道氨可抑制[3H]flunitrazepam與GABAA受體的結合，不支持氨可活化GABAA受體復合物，增加GABA能神經傳遞急性或慢性HE腦GABA總濃度無變化；突觸間隙GABA濃度也無變化急性肝衰竭大鼠腦核磁共振波譜學（nuclear magnetic resonance spectroscopy, NMRS）檢查示GABA合成無變化但HE病人腦內GABAA受體激動化合物增加,HE的發(fā)

28、病機制：（四）GABA-BZ,PBR（外周型BZ受體）：暴發(fā)性肝衰竭模型或肝硬化HE病人尸檢腦PBR表達上調PBR增達增加可促進線粒體合成與釋放神經固醇，如THP、THDOC，是GABAA受體強激活劑暴發(fā)性肝衰竭模型腦THP、THDOC水平增加， 將THP或THDOC注射入正常小鼠腦可誘發(fā)鎮(zhèn)靜，腦皮質、紋狀體和下丘腦Alzheimer II型膠質細胞病變PBR拮抗劑PK 11195可降低高氨或急性肝衰竭誘導的小鼠死亡率,HE的發(fā)病

29、機制：（五）5-HT,5-羥色胺（serotonin, 5-HT）：中樞神經系統(tǒng)大約含有1-2% 5-HT，存在于5-HT能神經元調節(jié)攝食、睡眠-覺睡循環(huán)、日節(jié)律、運動、學習與記憶等5-HT代謝見下圖，由色氨酸經羥化酶、脫羧酶合成，同MAOA降解門體分流大鼠、HE病人血漿、腦色氨酸水平增加，腦脊液中含量也升高,HE的發(fā)病機制：（五）5-HT,色氨酸增加可導致5-HT能神經元合成5-HT增加，然而許多研究表明HE腦內5-HT濃度無顯

30、著變化，表明合成增加被MAO活性增加抵消急性HE腦皮質5-HT釋放顯著下降，但慢性HE 5-HT能神經元釋放5-HT無變化Lozeva V等報道門體分流大鼠腦色氨酸、5-HIAA濃度增加與分流程度及血氨水平相關，但腦5-HT濃度無顯著變化肝硬化病人用5-HT受體拮抗劑ketanserin可加重HE，表明5-HT能神經傳遞下降,HE的發(fā)病機制：（六）錳,80%肝硬化病人磁共振成像（MRI）T1加權像示蒼白球高信號，見下圖蒼白球高信

31、號與椎體外系癥狀相關肝硬化病人蒼白球出現高信號，血錳濃度增高尸檢蒼白球錳濃度增加7倍錳是由肝臟排泄，肝炎后肝硬化病人血錳增高錳可降低星狀膠質細胞谷氨酸的攝取，尚可增加PBR結合部位錳中毒可導致Alzheimer II型膠質細胞病變,HE的發(fā)病機制：（七）其它,（1）硫醇（mercaptan）：包括甲硫醇（methanethiol）、二甲基硫化物（dimethyl sulphide ）由蛋氨酸內源性代謝產生，而非腸道細菌作用H

32、E大鼠或狗血甲硫醇混合硫化物不增高肝硬化病人口服蛋氨酸負荷后并未出現神經異常，故不支持硫醇在HE發(fā)病機制中的作用（2）短鏈脂肪酸（short-chain fatty acids）：可引起可逆動物昏迷，肝硬化HE病人血濃度增高，但與昏迷程度不相關暴發(fā)性肝衰竭病人血漿短鏈脂肪酸水平與臨床預后不相關，故短鏈脂肪酸在HE發(fā)病機制中作用不大,HE的治療,（一）足夠的支持護理：防止跌倒，昏迷病人要考慮氣管插管，營養(yǎng)支持營養(yǎng)支持：HE病人應避

33、免長期食物蛋白限制，應接受最大可耐受的蛋白攝入量，目標為1.2g/kg/d急性HE第一天限制食物蛋白質，隨后逐漸增加至可耐受量長期蛋白限制可導致營養(yǎng)不良及使預后惡化正氮平衡有利于肝再生和增加肌肉清除氨,HE的治療,肝硬化代謝率增加，導致推薦量為1-1.5g/kg/d植物蛋白或牛奶蛋白代替動物蛋白支鏈氨基酸口服劑鋅缺乏可加重HE，肝硬化病人鋅缺乏應補鋅（乙酸鋅，口服）（二）找出并糾正誘發(fā)因素：消化出血：大便檢查、安置鼻胃管

34、感染：自發(fā)性細菌性腹膜炎、肺炎腎功能與電解質紊亂：包括腎衰竭、代謝性堿中毒、低鉀血癥、脫水、利尿劑作用,HE的治療,鎮(zhèn)靜劑的應用：苯二氮卓、麻醉藥等便秘食物蛋白質過多肝硬化肝功能急性惡化：肝硬化HE很少能反映肝衰竭急性發(fā)作，但重疊病如酒精性肝炎、門靜脈血栓形成、手術可促進肝功能惡化（三）降低腸道氮負荷：1.腸道清洗：各種導瀉劑可用，但傾向用不吸收的二糖,HE的治療,嚴重意識障礙者可灌腸經胃管灌注等張甘露醇1g/kg可防止

35、胃腸出血后誘發(fā)的HE2.乳果糖：是HE藥物治療的一線藥急性HE：45 ml p.o.，隨后每小時給藥直到排泄，然后調節(jié)劑量（通常15-45ml每8-12h）至每天軟便2-3次尚可300ml+1L水用于保留灌腸（1h）慢性HE：開始治療時不需每小時用藥其它藥：乳糖、乳山梨醇,HE的治療,3.抗菌藥：新霉素可影響小腸粘膜及腸絨毛谷氨酰胺酶，長期用可導致聽力喪失及腎衰竭急性HE：3–6g/d p.o.，1-2周慢性HE：1–2

36、/d p.o.，定期監(jiān)測聽力與腎功能甲硝唑，在肝硬化病人中可出現神經毒性開始劑量：250 mg b.i.d.不推薦H.pylori根除作為HE治療方案利福昔明（Rifaximin） 200mg t.i.d,HE的治療,4.益生菌：類腸球菌（Enterococcus faecium）（SF68）可降低血氨、改善HE乳酸桿菌（Lactobacillus acidophilus）可與利福昔明序貫治療，單獨乳酸桿菌治療可降低血氨但苯