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在长期酒精暴露背景下，神经元和胶质细胞在大脑不同区域的基本功能受到影响并且完全紊乱。酒精引起的病理学变化包括白质体积减少，还有树突分枝的变化及可能发生的轴突变性。有研究结果表明，酒精中毒者的脑功能损伤不会引起大脑半球皮层下白质神经元死亡或神经轴突退变，而是会引起树突、受体及神经递质的变化，或诱发星形胶质细胞调节突触可塑性以保持自我平衡。在此我们总结了一些由于长期酗酒所造成的人类大脑不同区域神经元和胶质细胞超微结构的病理性改变。
在背侧纹状体区域分散有很多形状不规则的神经细胞胞体，大部分为中等大小，但是较大的和中等大小的胞体分布在黑质区域。神经元细胞核外膜轮廓呈圆形，且颗粒状染色质形态很细微，每个细胞核通常含有一个大型核仁。一些神经元胞核显示核被膜出现卷绕，但是染色质始终呈细微颗粒状。大部分情况下，粗面内质网数量很多，囊泡形状规则、平行排列。有时，这些囊泡会稍稍展开，这样高尔基复合体就会完全或适当地发育，并分布在粗面内质网囊泡附近。神经元胞浆呈现出圆形或椭圆形且肿胀的线粒体，且胞浆基质的电子密度较低。
线粒体嵴形态各异，有些所含的线粒体嵴数量相对较少。大部分情况下，线粒体嵴的结构狭窄，平行排列，而其他线粒体嵴呈空泡状。大部分枝状突起内存在脂褐素包涵体，有些皮质神经元中存在较多包涵体、指纹形和一个密集矩阵。神经元核周体（neuronal perikarya）的形态反映了合成功能和细胞能量的存在。
纹状体和黑质区域富含白质，主要由连锁式少突神经胶质细胞组成。额叶灰质存在丰富的环绕神经元的神经纤维网、少突胶质细胞和星形胶质细胞。电镜下，少突胶质细胞内部保存适度，甚至完好，显示含有粗面内质网短囊泡的较暗的细胞质、高尔基氏体的轮廓和线粒体等。呈现在正常大小细胞器之间的粗面内质网的囊泡明显拉长，偶尔也可以观察到包涵体。少突胶质细胞大多是圆形或者椭圆形，只有少量形状不规则。典型的少突胶质细胞细胞核位于胞浆的中央，但有时也可位于周边。密集的染色质成团状贯穿细胞核，说明染色质边集较厚。偶尔可见星形胶质细胞减少和/或收缩，但这并不意味着细胞死亡。星形胶质细胞轴浆电子密度较低，细胞器分散，细胞器间可见拉长的粗面内质网囊泡和水肿的线粒体。在肿胀的、暗淡的细胞质中可见星形胶质细胞细胞支架成束状。皮质标本在神经纤维网中偶尔显示轮廓拉长的星形胶质细胞。
轴突终末在尸体解剖期间起到良好的防腐作用。轴突终末因含有较多的突触泡因而不会出现水肿，或者仅有轻微的水肿。可看出突触前后膜的轮廓，并且膜壁变厚。突触终末中含有形状规则的线粒体，线粒体上有结构窄且稍有弯曲的线粒体嵴及电子密度中等的基质。偶尔线粒体为环状。轴突中含有形状不规则的线粒体，包括肾形线粒体，但是线粒体嵴管状扩张程度各异。树突棘形状各异，可为扁平的或像拉长的滑面内质网囊泡一样，还可有罕见的核糖体及小囊泡。此外，在树突棘内，除了罕见的多泡体，很难将神经元合成路径与溶酶体联系起来。树突棘中不含线粒体，尽管树突中含有大量线粒体。虽然在一些树突棘中未见肌动蛋白微丝，但是却存在少量的微管。以上所有这些改变广泛存在于额叶和纹状体区域。
有髓鞘轴突的超微结构各异，而且轴浆内部保存相对完好，包括细胞骨架、大量轴浆液化泡，和大型肿胀线粒体的外观，只是线粒体嵴的数量减少，并且有时候线粒体嵴呈管状或瓶状。几乎没有有髓鞘轴突含有电子密度高的退变的细胞质。对髓鞘层的研究表明位于髓磷脂骨板层之间的空泡化物质上的裂纹不规则。对结旁区的研究表明结旁环的顶部通常会交叉，并且紧密地连接到轴膜上，或与轴膜分离。在黑质区及纹状体区，这些变化更加突出。