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1. 氨中毒学说 该学说认为，在严重肝病时，机体内氨生成过多而肝脏对氨的清除能力降低，致使血氨水平显著增高。高浓度的血氨能通过血脑屏障进入脑组织，干扰脑的能量代谢，引起脑功能障碍。
2. 假性神经递质学说 该学说认为，HE的发生是由于正常神经递质合成或/和假性神经递质在突触部位堆积，使神经突触部位冲动的传递发生障碍，从而引起神经传导功能紊乱，最后导致昏迷。此学说的建立是根据“网状结构是维持意识的基础”这一基本观点。
3. 血浆氨基酸失衡学说 HE的发生与血浆氨基酸形式的改变，即支链氨基酸(BCAA)减少，芳香族氨基酸(AAA)增多，BCAA/AAA比值变小有关。BCAA减少继发于高胰岛素血症；AAA增加是由于高胰高血糖素血症与胰岛素/胰高血糖素比值下降所致。BCAA/AAA比值下降使大量AAA通过血脑屏障进入脑组织，使假性神经递质生成增多并抑制儿茶酚胺的合成，最终导致脑病的发生。
4. GABA/BZ学说 γ-氨基丁酸(GABA)是哺乳类神经中枢的主要抑制性神经递质。GABA是由谷氨酸脱氢酶催化谷氨酸分解而成。当GABA从神经细胞释出后，主要与突触后膜上特异性GABA受体结合引起Cl-通道开放，Cl-内流，突触后膜发生超极化而形成神经抑制。目前发现，GABA受体是一超分子复合物，此复合物除特异GABA受体外，还有苯二氮卓(benzodiazepine，BZ)受体及与Cl-通道相连的巴比妥类结合位点。因此，BZ及巴比妥类物质进入中枢后，也可与此复合物结合引起突触后膜产生抑制的效果。BZ或巴比妥可增加GABA介导的Cl-内流，增加GABA介导的神经抑制。
上述发病机制中，高氨血症处HE发病机制的中心地位。
高氨血症可刺激肝硬化患者分泌胰高血糖素，后者一方面导致来自氨基酸的糖原异生产氨进一步增多，同时使得胰岛素分泌增强以保持血糖的正常水平。此外，增高的胰岛素刺激肌肉组织对BCAA的摄取和分解，导致血浆BCAA水平降低；由于胰高血糖素的增强分解代谢作用使血浆AAA水平升高，从而使BCAA/AAA比值下降。
血氨升高使脑内谷氨酰胺形成增多，后者促进中性氨基酸通过血脑屏障入脑，或减少中性氨基酸从脑内流出。按这一假说，HE不但依赖血浆氨基酸比值，而且还取决于氨，氨似乎通过谷氨酰胺起作用，从而修正了原来的“假性神经递质学说”。血浆氨基酸失衡和谷氨酰胺自脑外逸增加了脑对游离色氨酸、苯丙氨酸和酪氨酸的摄取，其结果是脑内5-羟色胺和假性神经递质产生过多而多巴胺和去甲肾上腺素合成受抑，从而引起脑病和昏迷。
高氨血症不仅对脑细胞代谢和功能具有直接的毒性作用，它还使氨基酸代谢紊乱更加严重。如氨进入脑内的量增多，促进脑内谷氨酸形成增多，可造成神经毒性作用。近来发现，脑组织摄取色氨酸可被谷氨酰胺合成抑制剂所抑制，可见高氨血症、谷氨酰胺和色氨酸之间也互联系的。
近年研究发现氨本身可直接增加GABA能神经递质的抑制活动，而且能通过与内源性BZ受体协同作用以致中枢神经系统功能。因此，高血氨通过对GABA能神经递质的潜在促进作用和对BZ受体促效剂的协同增进作用导致HE发生。这种理论使两种学说联系起来，并解释为何部分HE病人血氨正常，且一些病人对BZ受体拮抗剂无效。
由此可见，高氨血症将假性神经递质学说、血浆氨基酸失衡学说以及GABA/BZ学说融合在一起，互为因果，相互依赖共同促进HE的发生与发展。
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