胆红素的神经毒性发生过程既是剂量依赖，又是时间依赖的，少量的胆红素对神经系统无害处，胆红素进入血脑屏障的量和方式受多种因素影响，其对线粒体和神经突触膜的损伤过程分功能性损伤、器质性损伤和不可逆损伤等阶段，最终造成脑细胞能量代谢紊乱，神经细胞膜电位下降，神经元固缩、崩解。临床出现急性症状，并留有神经系统功能不全后遗症。
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