从急性代谢紊乱中识别脑病

危急重症淋床医学 2023-11-22

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从急性代谢紊乱中识别脑病

简介

代谢紊乱，当急性和严重时，会影响大脑功能。这主要表现为意识水平明显下降，导致反应受损、接受能力异常、内容受损和记忆力丧失。代谢性脑病这个术语已经被使用，但是在现代神经影像学时代可以挑战这个猜想。我们现在认识到，许多代谢性脑病可能涉及结构性病变，并在早期阶段。常见的临床难题是评估脑损伤的程度及其可恢复性。本综述讨论了这些疾病的适当术语、诊断方法、治疗建议和恢复潜力预测。在评估脑病的推定代谢原因时，我们必须认识到(1)尽管有明显的代谢紊乱的解释，但仍要寻找并排除大脑的结构性损伤；(2)认识到几个混杂的条件往往同时存在；(3)承认尽管实验室数值正常化，但大脑功能障碍的解决可能是漫长的。

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介绍

任何破坏代谢过程的情况都可能间接影响大脑功能。脑功能障碍主要见于主要器官衰竭或多器官衰竭级联后的危重疾病。当大脑严重衰竭时，它会影响其他器官。大脑和主要器官具有相互关系。他们很少在彼此孤立的情况下衰竭。这种交感神经过度驱动“压力”心脏、肺和胃肠器官。相反，任何急性的、有临床意义的器官衰竭都会影响大脑生理。这种大脑功能障碍被称为代谢，因为它破坏了神经元中经过微调的代谢调节系统。最近，并且比以前更常见的是，明显的代谢紊乱，脑病与结构性脑损伤相关。例如，磁共振成像 (MRI) 显示严重尿毒症中广泛分布的白质水肿和急性暴发性肝衰竭中弥漫性皮质肿胀。一旦器官衰竭得到解决，之前的大脑功能水平可能无法恢复；特定的结构性损伤可能会导致持续的缺陷。

尽管标记为“代谢”的神经系统疾病列表似乎无穷无尽，但实际临床实践中只有少数严重的临床疾病会导致最普遍的器官功能障碍相关的生化变化。临床医生如何对这些情况进行分类？这篇综述检查了适当的术语、诊断方法、治疗建议和潜在康复的预测。常见的临床难题包括评估损伤程度和可恢复性。这篇评论提供了三个基本规则。首先，尽管存在明显的解释性代谢紊乱，仍应继续寻找结构性脑损伤。其次，必须识别和消除混杂条件。最后，尽管实验室值标准化，但脑功能障碍的解决可能会延长。

被称为代谢性的脑部疾病

代谢性脑病常用的临床“诊断”需要细化。对于知觉异常导致注意力不集中、分心和意识下降的情况，脑病一直是“包罗万象”的疾病。代谢应用于导致神经元功能障碍的底物异常或脑酶活性。当它们由底物和/或氧不足、脑酶活性干扰、代谢物转运到神经细胞以及未受刺激的神经元呼吸过程引起的氧化磷酸化引起时，它们被粗略地定义为“代谢”。脑病通常与器官衰竭相关，使用限定词如尿毒症性脑病、肝性脑病、肺性脑病、胰腺性脑病、和缺氧后（或心肺复苏后 [CPR]）脑病。脑病是指广泛的脑功能障碍，当出现明显的躁动时，称为谵妄。谵妄符合脑病的条件，除非伴有额外的极度不安或兴奋并伴有听觉或视觉幻觉。由于这些神经系统状态重叠或收敛，一些人提出了“急性脑衰竭”，这个术语与“急性肾衰竭”、“急性呼吸衰竭”和“急性心力衰竭”等广泛接受的术语相似。其他人进一步将谵妄分为单独嗜睡的状态与意识水平显著下降的状态。

一旦我们接受脑病作为一个可行的术语，将它与形容词代谢或毒性代谢配对是否合理？我们认识到代谢紊乱的毒性。事事实上，外部施用的毒素可能会在任何已知的代谢紊乱的情况下产生类似的脑病。风险在于，额外的限定词会冲淡特异性，并阻碍对主要诱发过程的搜索。在神经系统会诊“中毒性代谢性脑病”（更糟糕的是，添加额外的限定词“多因素”）后对患者进行粗略的诊断几乎没有帮助。无数的神经毒性物质会导致脑病（例如，环境、有机和工业神经毒素；精选重金属；有机或工业毒素，如杀虫剂；吸食、吸食或注射非法药物；和偶然或故意中毒）。许多神经毒素无法进行诊断测试。然而，单次接触会导致永久性缺陷或死亡。这为脑病添加了“毒性”限定词，该限定词最好保留给这些药物，这些药物包括一个单独的神经毒理学领域，此处未进一步考虑。住院期间，与药物相关的神经毒性并不常见，但会在相关时提及。

器官衰竭间接导致神经元功能障碍。通常，底物不足（例如氧和葡萄糖）或有毒中间体的循环是原因，特别是在急性肾功能衰竭或淋巴功能衰竭中。多器官衰竭通常是由炎症激增引起的脓毒症引起的。多个器官衰竭的组合本身并不能解释神经元功能障碍。同样，大脑通常是“无辜的旁观者”，而对神经元功能的急性损伤可能会导致永久性异常和结构衰退。图 1总结了主要的病理生理机制。表 1概述了常见原因。

图1.涉及脑血流或酶功能障碍与每个器官衰竭的病理生理变化的图示。

什么让人困惑和迷惑

临床医生必须认识到干预（或不干预）导致危重疾病的许多混杂因素。这些包括药物输注、休克、严重的电解质紊乱以及抗生素和化疗相关的毒性。

当器官衰竭时

代谢毒性中间体和辅助因子缺乏

临床医生可能仅在特定情况下考虑此诊断类别：(1) 不寻常的病史，(2) 不寻常的临床过程，或 (3) 不寻常的 MRI。虽然有许多遗传代谢缺陷，但很少有人在成年后首次出现。这种罕见的疾病类别会导致脑病的四种原因：急性卟啉症、糙皮病、硫胺素缺乏症和 MELAS（线粒体脑肌病、乳酸性酸中毒和中风样发作）。我们通过测量血清乳酸（乳酸酸中毒）、血清氨（高氨血症）和严重营养不良（最近静脉注射葡萄糖以发现严重的 B1 缺乏症）来发现这些疾病的线索。临床医生应在适当的情况下考虑这些疾病（图 2）。

图2.一些导致神经元损伤的有毒中间体

急性间歇性卟啉症 (AIP) 是一种常染色体显性遗传疾病，由部分缺乏胆色素原 (PBG) 脱氨酶（血红素合成途径中的第三种酶）引起。在压力、月经、禁食、怀孕、手术或药物引起的情况下，这种情况会一直保持静止。在急性发作期间，血红素前体，如氨基乙酰丙酸 (ALA) 和 PBG，会在尿液中大量排出。建议的机制包括 ALA 的直接神经毒性作用，其结构类似于 GABA 并与 GABA 受体相互作用。ALA 还容易穿过血脑屏障，在神经元组织中积累，并改变色氨酸代谢。AIP 相关 MRI 异常类似于 PRES，累及枕叶或额顶叶皮质（90% 的患者也出现前部病变）。尽管病变很容易逆转，但微循环受损和组织缺血以及长期或反复发作可能导致脑梗塞。其他异常包括由于 AIP 相关的低钠血症导致的中央脑桥髓鞘溶解[34 ]。尽管大多数发作可能涉及短暂或永久性 MRI 变化，但没有关于卟啉性脑病影像学伴发的全面数据。卟啉性脑病的癫痫发作原因尚不清楚。建议的机制包括 ALA 的直接神经毒性作用，在结构上类似于 GABA 并与 GABA 受体相互作用。ALA 还容易穿过血脑屏障，在神经元组织中积累，并改变色氨酸代谢。治疗患有严重、急性、卟啉症相关脑病的患者需要立即给予羟基化血红素（血红素），静脉内给药，每天 2-5 mg/kg，持续 14 天或直至注意到改善。成人高氨血症通常与急性或慢性肝功能衰竭的实验室证据相关。作为孤立的实验室异常，它是罕见的。尿素循环的缺陷经常存在。它在肺移植术后即刻的过程中发生已得到很好的认识，并且可能是原因不明的昏迷或癫痫发作的原因。一些人发现播散性脲原体物种是这种综合征的原因（在术后有所改善）四环素），其他人将其归因于由手术压力或全肠外营养引起的尿素循环缺陷，但在许多情况下它仍然是一个意想不到的谜。有酒精依赖的患者应考虑糙皮病，尤其是有不明原因的持续性脑病、神经系统症状、胃肠道不适或弥漫性表皮脱屑伴暴露皮肤红斑类似脂溢性皮炎的患者。无家可归的人群很脆弱，因为不良的饮食习惯和酒精使用障碍的高发病率会增加糙皮病的风险。在等待血清烟酸结果时，应开始口服烟酰胺，每天 3 次，每次 100 毫克。无硫胺素饮食的患者在 3 周内会耗尽硫胺素储备 [ 36 ]。输注葡萄糖会激活糖酵解，从而消耗维生素 B1 并消耗硫胺素的储存。硫胺素缺乏会引发神经系统异常，但神经元丢失的特定区域更为复杂，可能通过组胺或谷氨酸转运蛋白的下调介导。与水溶性 B 族维生素缺乏相关的其他神经系统疾病涉及脊髓而不是大脑。MRI 显示乳头体、内侧丘脑、导管周围灰质以及脑桥、延髓和额顶叶皮质的双侧高密度。Wernicke-Korsakoff 综合征的治疗需要立即静脉注射 100 mg 硫胺素，还需要补充镁和其他多种维生素。一些患者可能会出现意识改善，但当 MRI 异常严重时，意识会延长或很少。由于严重的共济失调，预计会出现持续的、长期存在的认知异常和行走困难。

MELAS 是一个首字母缩写词，用于描述一种独特的临床综合征，最终表现为线粒体肌病、脑病、乳酸性酸中毒和中风。某些常见的迹象是癫痫发作、中风样发作、身材矮小和智力迟钝，但肌肉无力、头痛和易疲劳也是非特异性表现症状。皮层受累在 MRI 上很明显，深部白质不受影响，这可以通过皮层中更高的代谢周转来解释，这也使其更容易受到伤害。MELAS 的神经病理学是广泛的神经元丢失、神经元嗜酸性粒细胞增多、空泡化和星形胶质细胞增生。异常也超出了典型的血管区域。有趣的是，大约一半的 CT 钙化患者的基底节与苍白球和尾状核异常有关 [ 41 - 44]。MELAS 涉及线粒体呼吸链复合体的缺陷。诊断基于外周血的线粒体 DNA 分析，显示位置 3243 处的 A→G 点突变。肌肉活检可显示所谓的“参差不齐的红肌纤维”，这是所有线粒体疾病的特征。MELAS 患者的血清乳酸增加，但只有增加的 CSF 乳酸值与结果相关。由于电子从复合物 1 和 2 转移到 3，辅酶 Q10 可以恢复氧化磷酸化的缺陷。MELAS 患者通常接受辅酶 Q10（2 mg/kg/天）6 个月 [ 40 ]。

结论

脑病已经让医生们陷入困境，因为（1）原因的绝对数量和（2）定义的不确定性。幸运的是，大多数临床实践中的医生只需要考虑几个原因。通常，有针对性但全面的评估会确定原因。表 2提供了一个合理的初始方法，包括必要的辅助测试。

代谢性脑病术语可能被错误地延续到了现代神经影像学时代。代谢性脑病中结构性病变损伤的识别是一项重要突破。代谢性脑病是一个未完成的医学叙述。目前，临床医生（尤其是咨询神经科医生）使用具有多种含义的词语，并且对于所指的含义不明确。两位经验丰富的专家可能会检查同一位患者并得出不同的结论和治疗建议。例如，这个水平的 BUN 是否可以解释临床情况，还是我们应该考虑一个混杂因素？这个水平需要透析吗？我们不能宣布暂停使用代谢性脑病这一术语，但我们也不能不加批判地考虑它，因为它已融入医院实践。尽管如此，我们必须直面歧义，以改进未来临床研究、病理生理学理解以及最终我们的实践的定义。所有这些都需要对初步初步诊断为脑病的患者进行全面研究的前瞻性队列。

目前，我们的临床方法必须确定哪些器官功能障碍与临床和生理相关。在没有结构性病变的 MRI 证据、正常脑脊液配方和长期 EEG 监测癫痫发作的情况下，我们应该假设一旦器官衰竭消退，患者可以恢复。缺乏恢复需要在考虑“稀有性”时重新审视和进行另一系列集中测试，其中许多是事后的想法。

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