正常人脑的重量约为1.400g,占体重的2%-3%,但其所需要的血流量则占心输出量的15%-20%。大脑还是全身耗氧量最大的器官,占人体总耗氧量的25%。为了维持其正常机能和代谢,不管是在睡眠、觉醒、安静或活动时,机体始终保持着相对恒定的脑血液循环。脑的血液循环不仅量大,而且供应速度也很快,血液由动脉进入颅腔,到达静脉窦所需的时间仅为4-8s。
脑是神经系统的高级中枢,其代谢活动特别旺盛,并完全依赖着血液循环的连续供应。脑组织几乎无氧和葡萄糖的储备,对缺血缺氧极为敏感。脑部血液供应的障碍造成缺氧和葡萄糖不足,会迅速引起脑功能紊乱和脑组织损伤。
美国洛杉矶加州大学神经学教授萨佛说:脑细胞的实际死亡速度让他心惊肉跳!他在美国 “脑中风”期刊上发表报告,首次对脑中风造成的脑细胞死亡速度提出估计。当血块堵住动脉,缺氧的脑部即以每秒3万2000个神经元的速度死亡,相当于每分钟190万脑细胞;而且,在这一分钟内,脑部并损失140亿突触(神经元轴突接合点)以及12公里长的神经纤维,缺氧的脑更以每小时3.6岁的速度迅速老化。每12分钟就有一块豌豆大小的脑组织死亡,周遭的脑细胞血液供应也减少。
研究表明,脑组织蛋白质在缺血、缺氧时的瓦解速度远较其它组织为快,比心肌蛋白质快25倍,比骨骼肌蛋白质快80倍。脑血液供应停止6-8 s后,脑灰质组织内即无任何氧分子,并迅即在10-20 s之间出现脑电图异常。血供停止10-12 s即可出现神志障碍;30s神经细胞代谢受累,脑电图即呈"平线";1min后神经元功能的恢复就缓慢;3-4min后脑组织内游离葡萄糖均消耗殆尽,脑神经元细胞功能难望完全恢复正常;停止4-5min后脑神经元细胞开始坏死,大脑皮质开始出现永久性损害。10-15min后小脑出现永久性损害,20-30min后延脑的呼吸、血管运动中枢开始出现不可逆的损害。正常脑组织在缺血3h后就可能出现不可逆变化,6h则所有缺血脑细胞出现坏死。因为中枢神经细胞坏死是不可逆的,故造成的功能障碍很难恢复。
另外,脑缺血后,缺血组织中葡萄糖出现无氧酵解,使组织中的能量储备耗竭,产生过量的乳酸堆集,发生酸中毒。最后血脑屏障破坏。
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