目前，cpm的确切发病机理不明，一般认为，电解质紊乱尤其是低钠血症后补钠过快是引起cpm重要的原因之一。血清钠水平在短时间内变化过快所造成的渗透压的改变是发生cpm的关键环节，因此cpm和epm又称为渗透性脱髓鞘综合症。从生理学角度讲，在低钠的状态下，水自由的出入血脑屏障和细胞膜，如果没有其他提高渗透压的物质，为了保证细胞内外渗透压的平衡，水就进入细胞内，导致脑细胞水肿。人体的保护机制启动，细胞间隙的钠离子很快进入细胞内，提高细胞内的渗透压而维持细胞的正常体积，有机离子如肌醇、牛黄酸、谷氨酸等也在此过程中起作用。而过快补钠，血管内渗透压迅速增加，钠离子进入细胞内引起张力增加的速度快于有机离子合成并转运入细胞内的速度，脑细胞会萎缩。髓鞘少突胶质细胞对渗透压和体积的变化比较敏感，易于死亡，从而造成了脱髓鞘病变。同时，细胞间的渗透压的变化可以导致细胞内皮损害，通透性增加加重脑细胞损害。而髓鞘毒性物质从血管壁渗出可以造成白质脱髓鞘改变。
其他因素，如长期慢性酒精中毒，肝硬化，肝移植后均可以造成cpm，且有自身免疫系统疾病造成cpm的报道。
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