氨中毒引起肝性脑病主要是氨的生成与清除失衡，氨对中枢神经系统有干扰脑内能量代谢、影响神经递质平衡、对神经细胞膜产生影响，且血-脑屏障通透性增加使氨等毒性物质更易入脑发挥毒性作用。儿童肝脏储备及脑功能等特殊情况、老年人肝脏代谢及脑功能等特点、不同病史人群的特殊状况都会影响氨代谢及毒性作用的表现，妊娠期女性氨对神经细胞膜的影响还可能影响胎儿。
一、氨的生成与清除失衡
氨的生成增加：在肝脏功能严重受损时，肠道内的蛋白质、尿素等物质经细菌分解产生大量氨。门体分流存在时，肠道中的氨可绕过肝脏直接进入体循环。此外，肾脏在酸性环境下可产生更多的氨并吸收进入血液。对于不同年龄人群，儿童肝脏储备功能相对较弱，若存在先天性肝脏疾病等情况，氨的生成调节能力更差；老年人肝脏代谢功能减退，也易出现氨生成相对增多的情况。不同性别在氨代谢上无明显本质差异，但女性特殊生理期等情况一般不直接影响氨代谢的基本机制。生活方式方面，长期高蛋白饮食会增加肠道内氨的前体物质，从而使氨生成增多；有慢性肝病病史的患者，其肝脏基础病变会持续影响氨的代谢平衡。
氨的清除减少：正常情况下，肝脏通过鸟氨酸循环将氨合成尿素进行解毒。当肝功能严重受损时，鸟氨酸循环相关的酶活性降低，导致尿素合成减少。例如肝硬化失代偿期患者，肝脏内参与鸟氨酸循环的关键酶如精氨酸酶等活性下降，使得氨的清除能力显著降低。
二、氨对中枢神经系统的毒性作用
干扰脑内能量代谢：氨可与α-酮戊二酸结合生成谷氨酸，同时消耗大量还原型辅酶Ⅰ（NADH），使三羧酸循环受阻，ATP生成减少。α-酮戊二酸是三羧酸循环的重要中间产物，其大量消耗会影响能量的产生。对于儿童患者，脑内能量储备相对有限，氨干扰能量代谢会更快地导致脑功能异常；老年人本身存在脑功能衰退和能量代谢适应性降低的情况，氨的这种干扰作用更容易引发神经系统症状。有神经系统基础病史的患者，其脑内能量代谢的储备和调节能力更差，氨的影响会更显著。
影响神经递质平衡：氨可使脑内兴奋性神经递质（如谷氨酸、乙酰胆碱）和抑制性神经递质（如γ-氨基丁酸）失衡。氨与谷氨酸结合生成谷氨酰胺，导致谷氨酸减少，而谷氨酰胺增加。谷氨酸是重要的兴奋性神经递质，其减少会影响神经传导；γ-氨基丁酸是抑制性神经递质，氨的作用可能会使γ-氨基丁酸能神经系统活性增强。在不同年龄人群中，儿童和老年人的神经递质系统发育或功能状态不同，氨对神经递质平衡的影响在这些人群中表现的症状特点有所差异。例如儿童可能更早出现兴奋-抑制平衡失调相关的惊厥等表现，老年人可能更易出现意识模糊等基于神经递质失衡的症状。有精神神经系统病史的患者，其神经递质系统本身存在一定紊乱，氨的干扰会进一步加重病情。
对神经细胞膜的影响：氨能干扰神经细胞膜上的钠-钾-ATP酶活性，影响神经细胞的电生理活动。钠-钾-ATP酶对于维持神经细胞的膜电位和正常离子梯度至关重要，其活性受抑制会导致神经细胞的兴奋性和传导性异常。在特殊人群中，如患有先天性钠-钾-ATP酶相关基因异常的患者，氨的这种影响会被放大，更容易出现严重的神经功能障碍；妊娠期女性由于机体生理状态的改变，氨对神经细胞膜的影响可能会对胎儿神经系统发育产生潜在风险，需要特别关注。
三、血-脑屏障的改变
血-脑屏障通透性增加：肝性脑病时，血-脑屏障的结构和功能发生改变，通透性增加。氨等毒性物质更容易通过血-脑屏障进入脑组织发挥毒性作用。在不同年龄阶段，儿童的血-脑屏障发育尚未完全成熟，相对成年人更易受到血-脑屏障通透性增加的影响；老年人的血-脑屏障也存在一定程度的退变，通透性增加的风险较高。有脑血管病史的患者，其血-脑屏障本身可能存在基础病变，氨的作用会进一步破坏血-脑屏障的稳定性，加重神经毒性。
