脳
脳は、髄膜と呼ばれる3層の膜、すなわち軟膜・クモ膜・硬膜に覆われている。軟膜は脳の実質に密着しているがクモ膜は少し離れており、軟膜との間にクモ膜下腔という空間を残している。クモ膜下腔は脳脊髄液で満たされている。硬膜は大脳鎌・小脳テントなどの突出と、硬膜静脈洞を作る部分のほかは頭蓋の内面に密着して内張りとなっている。硬膜とクモ膜はほぼ密着している。
髄膜炎
細菌の溶解と細胞壁成分のくも膜下腔への放出は炎症反応誘導の第一段階であり、これによりくも膜下腔に化膿性浸出物が形成される。細菌性髄膜炎の病態生理の多くは、脳脊髄液中のサイトカインやケモカイン濃度が上昇したことによる直接的な結果である。TNFとIL-1は相乗的に血液脳関門の透過性を高めて血管原性浮腫と血清蛋白のくも膜下腔への漏出を引き起こす。これらの漏出物によって閉塞性水頭症、交通性水頭症、間質性浮腫がおこる。またくも膜下腔への化膿性浸出物は脳底部大径動脈の狭窄を引き起こす。