分享脑脊液：生理学与疾病状态时的检查实用性（一）（来自uptodate）

脑脊液产生与流动的生理学

脑脊液由侧脑室、第三脑室和第四脑室的脉络丛产生，经脑(脊髓)蛛网膜和软脑(脊)膜间的蛛网膜下隙循环。脉络丛是由血管和软脑膜一起突入脑室而形成，为疏松结缔组织基质中含毛细血管的叶状绒毛。称为脉络膜上皮的一层特化室管膜细胞层覆在这些绒毛上面(图 1)。

脑脊液在脉络丛中通过滤过和主动运输生成。在正常成人中，脑脊液体积为125-150mL；约20%的脑脊液包含在脑室中；剩余的脑脊液包含在颅内和脊髓的蛛网膜下隙中。正常的脑脊液生成速度约为20mL/h。

脑脊液从侧脑室流入第三脑室，然后经由大脑水管流入第四脑室。此后，脑脊液穿过第四脑室开口流入大脑底部的蛛网膜下隙，然后流经大脑半球的凸面并向下流经脊髓全长。脑脊液由从颅至尾端方向的搏动波推动沿神经轴循环，这种搏动波由脑动脉血流和相关的颅顶血管腔室扩张引起。

脑脊液由位于上矢状窦和颅内静脉窦沿线及脊神经根周围的蛛网膜绒毛中被重吸收。每个蛛网膜绒毛起到一个单向阀的作用，只允许脑脊液单向流入血液。蛛网膜绒毛和静脉窦被通过紧密连接联系的内皮细胞分隔(图 1)。蛛网膜绒毛正常情况下可允许直径7.5μm以下的微粒从脑脊液进入血液。

脑脊液和细胞成分通过在巨大囊泡内的运输而穿过蛛网膜绒毛。这些囊泡可能被细菌或炎症过程产生的细胞所阻塞，或被蛛网膜下腔出血期间的红细胞(red blood cell, RBC)所阻塞。

脂溶性分子或药物容易穿过血管内皮和脉络丛上皮扩散进入组织间液和脑脊液。与之相对，带离子电荷的分子通常需要主动运输来进入脑脊液。在脑膜炎患者中，药物进入脑脊液这一过程也可能因伴随的炎症而改变；通过治疗缓解炎症后，此过程又快速改变。(参见下文‘CNS感染中的脑脊液’)

除了这些相当明确的运输机制，新的研究还发现有其他途径参与脑脊液和溶质在整个中枢神经系统(central nervous system, CNS)的流动[1]。具体包括CNS实质内的血管周围通路促进溶质的清除，即从脑转移到脑脊液和与硬脑膜窦相联系的轴外脑膜淋巴管，后者促进溶质从脑脊液转入全身血管系统。硬膜相关淋巴管的发现与长期以来人们认为脑膜没有淋巴管的观点相悖。然而，这些淋巴管通路在间质和脑脊液溶质清除中的作用尚未阐明。

脑脊液压力

大多数健康人的脑脊液分泌和重吸收保持平衡，以维持脑脊液压力小于150mmH2O。在患者双下肢伸展呈侧卧位平躺时，测压计测得的正常脑脊液压力为60-250mmH2O[2]；然而，部分专家认为正常脑脊液压力的上限应为200mmH2O(图 2)[3]。虽然肥胖患者的脑脊液开放压力倾向于高于非肥胖患者，但一项纳入242例具有各种与脑脊液压力增高无关的神经系统主诉和/或疾病而就诊的门诊患者的研究发现，开放性脑脊液压力和体质指数关系微弱[2]。最后需注意，患者体位、腰椎穿刺操作者的技巧和患者的放松程度等多种因素都可影响脑脊液开放压的测定。

脑脊液压力增高的鉴别诊断包括感染性和非感染性疾病，与脑脊液分泌和吸收的正常生理被破坏有关，也与脑脊液分泌或吸收发生改变后机体是否产生代偿机制有关。感染、出血或肿瘤等过程可改变脑脊液分泌和重吸收间的平衡，并因此导致颅内压增高。然而，缓慢生长的脓肿或肿瘤等肿块可能使脑脊液分泌和吸收间的平衡有时间得到代偿；因此，在颅内结构的正常顺应性无法代偿之前，可能不会发生脑脊液压力增加。而在脑膜炎等急性感染中，因脑脊液生成或重吸收发生改变或脑水肿，通常脑脊液压力会迅速升高。(参见 “成人细菌性脑膜炎的神经系统并发症”，关于‘颅内压增高’一节)

当颅内压增高时，大脑和脑干可能向下和向后移动，形成扣带回疝、颞叶钩回疝或小脑扁桃体疝，造成呼吸抑制和/或死亡。(参见 “成人颅内压升高的评估与处理”)

血-脑屏障血-脑屏障是指将脑和脑脊液与血液分隔开的屏障系统，可防止液体、电解质和其他物质经简单扩散从血液进入脑脊液或脑[4]。实际上存在两道屏障：血-脑屏障和血-脑脊液屏障。两道屏障均可将中枢神经系统(central nervous system, CNS)与全身性免疫应答相分离，并影响脑组织间液和脑脊液的成分。血-脑屏障并不完全等同于血-脑脊液屏障[4]。

血-脑屏障 — 血-脑屏障控制着脑组织间液的成分。其表面积是血-脑脊液屏障的5000倍[4]。血-脑屏障的解剖基础是CNS微血管内皮细胞间的一系列高阻力型紧密连接，还包括星形胶质细胞，其突起以重叠覆盖的形式终止于毛细血管壁上。

分子量小于400-600Da的脂溶性小分子可顺利通过血-脑屏障。相反，很多药物和其他小分子不能通过血脑屏障[5]。

血-脑脊液屏障 — 血-脑脊液屏障控制着脑脊液的成分，如上所述，脑脊液成分主要取决于脉络丛的分泌。血-脑脊液屏障由脉络丛上皮细胞间的紧密连接形成。

两个屏障系统都是动态的。构成血-脑屏障的内皮细胞和星形胶质细胞及构成血-脑脊液屏障的细胞能产生肿瘤坏死因子和白细胞介素等细胞因子。此外，星形胶质细胞可充当抗原提呈细胞，调节机体对CNS感染的免疫应答。在感染性和非感染性疾病中，内皮细胞和星形胶质细胞释放的细胞因子可能调节或产生许多CNS炎症应答。

软脑膜中还存在脑-脑脊液屏障。一层连续的星形胶质细胞层覆盖在软脑膜细胞的基底膜上。这些星形胶质细胞被缝隙连接所分开，从而影响脑脊液的成分进入脑部。

脑膜炎中的微生物进入 — 细菌或其他微生物穿过血-脑屏障并进入CNS的机制所知甚少。现已提出了许多理论[6-10]。例如： 

●血液中的微生物可借助细菌表面的特定成分与内皮细胞吸附而穿过血-脑屏障。这种表面成分包括荚膜多糖，荚膜多糖存在于可导致急性细菌性脑膜炎的许多有荚膜的细菌上。例如，肺炎球菌细胞壁脂磷壁酸的磷酰胆碱基团似乎可利用血小板活化因子的内源性受体，来促进吸附和跨内皮细胞间移动[7]。

●革兰氏阴性杆菌的菌毛可能促进细菌进入脑部或脑脊液。这种相互作用已被推测可发生于儿童的大肠埃希菌(Escherichia coli)脑膜炎[8]，以及因某些脑膜炎奈瑟菌(Neisseria meningitidis)菌株引起脑膜炎的患者[6]。

●微生物在理论上可通过进入单核细胞等循环细胞而穿过血-脑屏障。这种现象已被描述为“特洛伊木马机制”。

细菌性脑膜炎的发病机制详见其他专题。(参见 “细菌性脑膜炎的发病机制和病理生理学”)