脑水肿不是一个统一的概念，根据它的发病原因可能有完全不同的含义。例如，由于物理损伤、脑瘤及脓肿而产生的液体积累，基本上是由于血脑屏障通透性增加，血清渗液中大分子蛋白质透过微血管壁，进入并扩大了细胞外空间的结果。由于缺氧而产生的脑水肿则主要是细胞内液体的积累，是由于酶系统活动错乱，钠泵受到抑制的结果。

颅脑损伤时，脑血流自动调节功能紊乱，主要表现为脑血流降低；另一方面，在脑损伤的局部区域也可表现为脑血流过度灌注。脑血流过度灌注可发生脑肿胀，血脑屏障受损害，血管通透性增高，血浆蛋白及水分渗出增多，使脑水肿范围急剧扩展，颅内压增高加重，以致发生脑疝危及生命。

主要包括胶质瘤、脑膜瘤、颅咽管瘤、松果体瘤、皮样或上皮样囊肿及脊索瘤等，各种类型的肉瘤及向颅内生长的各种类型的颅骨肿瘤等。脑肿瘤瘤周水肿是典型的血管源性脑水肿，脑肿瘤压迫周围组织，使脑细胞缺血缺氧，静脉回流障碍；脑膜瘤浸润使软脑膜、脑皮质受损，水肿液进入脑白质；脑转移瘤分泌蛋白质，在瘤周形成高渗透梯度；另外，脑肿瘤分泌的其他物质，如谷氨酸、白三烯类、溶酶体酶等可通过炎性反应增加血脑屏障的通透性，进一步加重脑水肿。

症状主要有发热、头痛、癫痫发作。多来源于耳、鼻、乳突等部位的炎症蔓延，开放性颅脑外伤合并感染及血行感染等，其中中耳炎引起的颞叶及小脑脓肿最常见。

颅内血管性疾病常见有颅内血管瘤、动静脉性畸形、毛细血管扩张症等，无论是何种类型的脑血管病，都可导致不同程度的颅内压增高。其中脑出血时血肿的占位及继发性的血肿周围脑组织的水肿是造成颅内压增高的主要因素。

各种疾病引起的呼吸道梗阻、窒息、心跳骤停、一氧化碳中毒等。

脓毒血症、糖尿病性酮症酸中毒、肝性脑病、药物中毒等。

临床中最常见。常由脑梗死、脑肿瘤、脑损伤、颅内炎症和铅中毒引起，主要表现为病灶区血脑屏障的损害，脑毛细血管内皮细胞肿胀，紧密连接处松开，血浆滤液溢出，大分子的糖（分子量50 000），血浆白蛋白（分子量69 000）均可通过。因而使组织间液增加和脑脊液中蛋白质含量增加。该水肿的特点是：水肿以白质为主，灰质细胞容积增加，白质细胞外间隙扩大；细胞成分以星形细胞的变化最突出，最早的病理改变是病变区毛细血管内皮细胞及其周围的星形细胞足突，水肿组织中的水、钠和氯离子含量增多，钾离子无变化或降低，水肿液含一定量的白蛋白和球蛋白，类似血浆过滤液。例如脑梗死时，由于缺血引起脑细胞坏死，脑组织的pH值降低和梗死区周围组织水肿，这种水肿在梗死后的1~3天最为严重，4~5天通透性增高，而且可以延续20天之久。亚急性或慢性铅中毒的患者有脑水肿、癫痫和狂躁等临床症状，此时脑血管内皮细胞改变先于神经元及胶质细胞的改变，即血脑屏障损伤较早。

常见于心跳骤停，脑缺血缺氧、中毒等，主要是脑组织能量代谢障碍和脂类游离基反应，使生物细胞膜的动态构型破坏，膜的运输功能发生故障，导致水和电解质代谢紊乱而出现脑水肿。其特点是水肿部位随病因不同而不同，病理改变可限于某一种细胞成分。某些亚细胞结构，由于钠泵作用的消失，不能将钠离子排出细胞外，由于钠离子的增加，大量水进入细胞内，使所有细胞包括神经元、神经胶质和内皮细胞均肿胀。此时细胞外液减少，但脑毛细血管内皮细胞的通透性无明显改变，因脑脊液中蛋白质含量并不增加。这种水肿发生得很快，只需几秒。

实验及临床观察发现，急性水中毒、抗利尿激素分泌综合征等出现血浆低钠。低渗透压时均可引起脑水肿。糖尿病酸中毒治疗过程中伴发脑水肿，同样是由于血浆渗透压急骤变化所致。此类水肿是由于渗透压变化所引起的，故称为渗透压性脑水肿。水肿的发生常与血浆渗透压降低的速度有关，急速降低者易出现，其特点是灰白质均有水肿，但以白质明显，无特异性的病理形态改变，细胞外间隙不扩大，水肿液主要聚积于胶质细胞，水肿组织的钠离子稍有降低。

系由脑脊液吸收障碍引起脑室内积水，继发性地引起水向脑细胞间流动，又称脑积水性脑水肿。主要是由于脑室表面结构和通透性改变，部分脑脊液溢出脑室，挤入附近白质，且受脑室压力的影响。这是脑脊液脑屏障损害的结果，其特点是水肿主要部位在脑室周围白质，水肿液为脑脊液，由于液体静力压的作用使白质萎缩，其蛋白和脂类含量降低，故尽管白质含水量增加，但其容积反而减少。在这种水肿情况下，脑毛细血管通透性正常。

临床工作者认识脑水肿的发病机制，对诊疗疾病具有很大帮助。目前关于脑水肿的发病机制的学说很多，但主要概括有下列四种。

对缺血性脑水肿的发病机制，能量代谢学说目前认为仍占主要地位。一般认为，脑细胞能量储存很少，在缺血、缺氧时，细胞在无氧酵解情况下，细胞内ATP产生很少，原有储存的ATP很快耗尽，细胞膜泵功能发生障碍，钠、钾、钙、镁等离子异常转移，特别是钠和水潴留在细胞内和脂肪过氧化反应增强而发生细胞内水肿。根据这一理论，临床上广泛地采用疏通微循环的低分子右旋糖酐、能量合剂与高渗性利尿剂等进行治疗。

近年来，有不少学者发现脑缺血合并高血糖的脑功能恢复较低血糖者差。目前认为在缺氧的情况下，若用葡萄糖治疗，由于增加了糖的无氧代谢，将导致乳酸明显增多，使脑组织受损更严重。因此，近年来改变了过去的某些治疗观点，对脑卒中、新生儿窒息等缺血、缺氧性脑病，急性期均不主张用高渗葡萄糖等。也有人研究发现，脑局部缺血是属于一种不完全性缺血，低血糖也是有害的。所以多数学者主张维持血糖在正常范围内。

国内儿科界对感染性休克与脑水肿的关系较早受到重视。一般认为小儿急性感染性脑水肿，主要是由于细菌或毒素引起毛细血管痉挛而导致缺血、缺氧等，并观察到暴发性流行性脑脊髓膜炎患者97%眼底有小动脉痉挛。因此主张用山莨菪碱（654-2）等以扩血管为主有调节微循环作用的药物治疗，并以面色转红为治疗有效的重要指标，必要时还加用酚妥拉明等有强烈扩血管作用的药物。这种治疗的目的是解除脑血管痉挛以改善脑缺血状态，应用于儿科临床已明显地降低了暴发性流脑、中毒性菌痢等病的死亡率。有人应用有扩血管作用的中药川芎嗪治疗百日咳菌液导致的脑水肿模型，与相对照组比较，不但明显地降低了颅内压，而且也明显地减少了脑组织水分含量。这些结果说明微循环障碍在小儿急性感染性脑水肿发病机制中有重要作用。

1985年Yashino E和1986年Ito U等分别对42例和51例急性严重颅脑损伤患者进行了系列的和动态的CT脑扫描，在1分钟内行8次CT脑扫描观察下，发现急性期存活的患者大多有CT值增加的脑充血现象，认为是阻力血管麻痹的结果。因此，他们主张在脑损伤的急性期过度换气、降低动脉血二氧化碳分压，使脑血管收缩，降低颅内压，认为是第一线的重要措施；并认为可防止对受伤区域的“盗血现象”，反对应用扩血管的药物治疗，认为在增加其他区域的供血情况下，可加重受伤区域中已有血管麻痹的脑充血性缺血，即加重“盗血现象”。

1986年Tamura等发现有扩血管作用舒张血管平滑肌的咪唑衍生物尼唑苯酮（nizofenone）治疗脑损伤优于硫喷妥钠；1985年Grabowski等认为应用钙通道阻滞剂尼莫地平（nimodipine）降低血管阻力，增加血脑流量，有保护脑细胞的作用。

从上述情况来看，对脑水肿急性期是应用扩血管药物改善脑微循环，还是应用过度通气使血管收缩，降低颅内压并防止“盗血现象”，应根据不同疾病的发病机制与疾病的不同阶段，灵活选择治疗措施。

1972年Demopoulos等提出自由基学说，认为自由基是脑水肿发病机制的重要因素，并认为无论是何种类型的脑水肿，均由于自由基对细胞脂膜的过氧化作用所致。氧在脂溶性媒介中的溶解度较水溶性高7~8倍，细胞膜的疏水中间带含氧较高，且脑细胞含脂类较多，均促进了自由基对细胞膜的破坏。近年来发现自由基对脑组织的损伤与缺氧、缺血程度与再灌流密切相关。自由基反应还可因脑组织出血，血液中所含的铁、铜等金属离子所引起的催化作用而使脂质过氧化反应加重。有些学者的实验证实，在完全缺血、缺氧时，脑损伤较轻；再灌流后自由基在脑组织中骤然增加，则损伤明显加重。1987年Siesjo等学者强调再灌流在脑水肿发病机制中的作用。

治疗脑水肿的重要制剂如甘露醇、糖皮质激素、巴比妥盐、DMSO（二甲基亚砜）等，均有清除自由基的作用。此外，维生素C、E与尼唑苯酮（nizofenone）等也因为有清除自由基的作用而用于治疗脑水肿。

然而，1987年Walh等发现花生四烯酸（AA）在一定的浓度时，可无选择的产生了血脑屏障通透性的增高，特别是小动脉的损伤更为明显，但对神经元与胶质细胞损伤的证据却还不足。因此，在脑水肿发病机制中用自由基学说尚不能完全解释。

近年来从细胞膜，亚细胞器水平研究钙离子细胞内外的平衡与钙通道的报道较多，发现钙离子对神经细胞的损害起决定性作用。当脑组织缺血、缺氧或中毒时，钙离子迅速进入细胞内，而且，细胞内线粒体与内质网的钙也被释放，使细胞内钙离子的增加可达正常浓度的200倍，这种细胞内钙离子的堆积，病理学称为钙超载（calcium overload）现象。细胞内钙离子的增多导致蛋白质和脂质的破坏，最后细胞死亡。钙离子还可进入脑的小动脉壁内，引起小动脉痉挛，而加重了缺血、缺氧。目前有关脑水肿的发病机制倾向于钙离子内流，认为它产生的损伤似乎比钠离子在细胞内潴留更为重要。Siesio认为缺血时钙离子主要进入神经元，而钠离子则主要进入胶质细胞。在缺氧ATP耗竭时，钙泵和钠泵同时有障碍，而且，钙离子和钠离子交换是钙离子的主要转运方式之一。细胞内外钙离子的梯度约为1∶1000，而钠离子的梯度约为1∶10，因此，有人认为钠离子的梯度不足以维持钙离子的梯度，还有其他通道作用。钙离子进入细胞内主要是通过钙通道，这种通道是细胞膜上蛋白质小孔，它的激活与失活较慢，故称为慢通道，钠通道则为快通道。

从动物实验证明，尼莫地平（nimodipine）、尼莫卡平（nimocarpine）、维拉帕米（verapamil）、利多氟嗪（lidoflazine）等钙通道阻滞剂治疗脑缺血有保护脑细胞的作用，目前临床已开始应用于脑缺血性疾病，是否可应用于治疗急性期脑水肿还有待研究。

以上四种学说，均对治疗脑水肿提出了一些原则和方法，四种学说也是密切相互关联的，如微循环障碍时，可导致缺血缺氧与ATP生成障碍，继之脑组织内自由基增加，钙离子内流等。所以，脑水肿的发生机制很难用单一学说解释，其他像酸中毒（脑组织乳酸盐积聚和乳酸血症）、花生四烯酸、5-羟色胺、缓激肽、神经肽等的增多，也均与脑水肿的发生、发展有关。