宿醉后头痛，是指一次性饮酒过量，肝细胞无法将酒精代谢后的有害物质，如乙醛等堆积在身体内而造成的急性中毒症状。
饮酒后，酒精（乙醇）通过胃和小肠的毛细血管进入血液，摄入体内的乙醇除少量通过呼吸和尿液直接排出外，大部分乙醇需要被氧化分解。
人体对乙醇的吸收速度很快，而乙醇在人体内氧化和排泄的速度很慢，所以被吸收后的乙醇大部分积聚在血液和各组织中，其中脑组织中的酒精浓度是血液酒精浓度的10倍，这就为宿醉后头痛埋下了后患。
1、酒精可抑制抗利尿激素的分泌和释放，大量利尿导致脑细胞脱水，引起头痛。抗利尿激素，是由下丘脑分泌、由垂体释放的一种肽类激素，其主要作用是提高远曲小管和集合管对水的通透性，促进水的吸收，是尿液浓缩和稀释的关键性调节激素，即减少尿量。
此外，该激素还能收缩血管，使血压升高，又名加压素。进入血液的酒精，一方面使循环血量增加，另一方面，可引起外周血管扩张,体温散发增加，心率加速，血压上升，从而抑制抗利尿激素的释放，同时，酒精会干扰钠代谢抑制抗利尿激素的调节作用，从而阻断抗利尿激素的分泌,导致大量利尿。
研究表明，人体在摄入250毫升的酒精饮料后会排出800到1000毫升的水；也就是说，损失水分相当于摄入水分的四倍。人体水分大量丢失，导致脑组织收缩，进而牵动脑膜及痛敏结构，产生头痛；同时，频繁小便还会排出神经和肌肉维持机能所需的钠钾，当体内的钠盐和钾盐含量过低时，头痛、疲倦和恶心便会接连而来。
2、酒精可致谷氨酸盐代谢紊乱，引起神经兴奋性中毒，导致头痛。中枢神经系统内谷氨酸盐是重要的兴奋性神经递质, 在突触活动中具有重要作用，能使突触循环对环境刺激的反应更加协调，然而过多的谷氨酸盐会引起兴奋毒性。
研究结果表明，在摄入酒精过程中，酒精有联合NMDA受体抑制谷氨酸盐的阳离子通道开放功能，从而改变谷氨酸盐的运输，抑制神经细胞的活性，造成大量神经细胞损伤；当停止饮酒时，酒精对谷氨酸盐的抑制作用逐渐降低，谷氨酸盐大量释放，过多的细胞外谷氨酸盐通过激活NMDA等受体，引发细胞内钙的大量积聚，触发各种蛋白酶、核酸酶的级联反应，进一步加重细胞的损伤，从而引起头痛。
3、酒精的主要代谢产物乙醛，可引起血管扩张，导致搏动性头痛。酒精主要在肝脏中代谢，乙醇通过血液流到肝脏后，首先被乙醇脱氢酶氧化为乙醛，然后，乙醛在乙醛脱氢酶的作用下被氧化成对人体无害的乙酸，乙酸再分解为二氧化碳和水。
所以，乙醇代谢的速率主要取决于体内酶的含量，若是具备这两种酶，就能较快地分解酒精，中枢神经就较少受到酒精的作用。在人体中，都存在乙醇脱氢酶，但有些人缺少乙醛脱氢酶，乙醛脱氢酶的缺少，使酒精不能被完全分解为水和二氧化碳，而是以乙醛继续留在体内，乙醛积聚刺激肥大细胞释放血管活性物质，刺激交感神经，使血管扩张，从而引起头痛。
4、饮酒会引起血糖降低，使脑细胞缺乏能量供应而出现头晕、头痛。酒精抑制肝糖原分解及糖异生作用，从而引起低血糖性头痛。血糖是脑紧急能源需求的唯一来源，脑不能储存或产生糖，只能即时的获得糖供给来维持功能和存活，故脑对低血糖极其敏感。
当血糖较正常水平的轻微下降20 mg/L，就可以引起脑的糖摄取减少、胰岛素的分泌抑制和促发反向调节激素分泌的反应，使交感一肾上腺系统处于兴奋状态，肾上腺素大量释放入血，使颅脑血管过度收缩，因此诱发头痛。
5、许多酒含有高浓度组织胺，会造成头痛，还有一些酒类（如啤酒、果酒、米酒等）富含一种被称为酪胺的物质，也会诱发头痛。组织胺进入体液或血液循环，使脑血管的平滑肌痉挛，从而引发头痛。而酪胺属儿茶酚胺类物质，能够刺激交感神经末梢释放去甲肾上腺素，它具有收缩血管和升高血压的作用，从而导致头痛。
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