脑对少量的容积变化也很敏感。脑组织中因液体过多贮积形成脑水肿(brainedema)。病灶局部效果和颅内压升高加剧，这种水肿因脑中无淋巴管排除贮留的水肿液而增强。常见脑水肿主要有两种：
1.血管源性脑水肿(vasogenicedema)：白质的细胞外间隙液体贮留，因损伤、血-脑脊液屏障发生障碍，大量的液体从毛细血管内渗出到细胞外间隙，白质水肿更明显。见于脑肿瘤、出血、创伤或炎症。
2.细胞毒性脑水肿(cytotoxicedema)：多见于缺血或中毒，此时细胞膜的钠-钾依赖性ATP酶失活，细胞内水钠贮留，引起神经细胞、胶质细胞、内皮细胞肿胀。主要累及灰质。在脑梗死时，上述两种水肿共存。
脑水肿肉眼观，脑体积及重量增加，脑回宽而扁平，脑沟狭窄。白质水肿明显，脑室缩小，严重者伴脑疝形成。镜下，脑组织疏松，细胞与血管周围空隙变大。电镜下，星形胶质细胞足突肿胀，细胞外间隙增宽。但细胞毒性水肿时，无间隙增宽。
由于脑水肿和脑细胞坏死是脑功能障碍的主要原因，脑细胞坏死是不可逆的，因而防治脑水肿则是临床上治疗的重点。
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