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癫痫发作的基础是神经细胞异常放电，放电要消耗能量，生活用电消耗的核能、热能以及水位落差的势能，神经细胞放电消耗的是细胞内物质代谢的化学能。在持续状态时长期异常放电引起细胞内代谢紊乱导致神经细胞不可恢复的损害甚至死亡。神经细胞损伤自然会引起脑功能的障碍，癫痫持续状态后病人可遗留记忆力，认知功能的障碍，也会使本身的癫痫发作频率增加，治疗更加困难。在发作中神经细胞代谢紊乱形成水肿使颅内压增高危害病人的生命。长时间发作缺氧心肺功能负担过重，如持续时间过长有出现心肺功能衰竭的可能。肢体反复抽动使肌肉分解，为了排出短期内大量肌肉分解的物质肾脏难以承受造成肾功能障碍。癫痫持续状态病人死亡率高的原因虽然是多种因素综合作用的结果，但根本在于长时间发作。