Beynin bir kısmı aşırı heyecanlandığında veya beyindeki sinirler anormal bir şekilde birlikte ateşlenmeye başladığında bir nöbet meydana gelir. Nöbet aktivitesi, beynin doğum kusurlarından veya genetik bozukluklardan yanlış biçimlendirilmiş veya enfeksiyon, yaralanma, tümör, felç veya yetersiz oksijenlenmeden zarar görmüş alanlarında ortaya çıkabilir. Nöbetlerin patofizyolojisi, sinir hücrelerini harekete geçiren ve engelleyen kuvvetler arasındaki uyarıcı kuvvetlerin öncelik kazanacağı ani bir dengesizlikten kaynaklanır. Bu elektrik sinyali daha sonra anormal hücrelerle uyum içinde ateşlenmeye başlayan çevre normal beyin hücrelerine yayılır. Kısa sürede uzun süreli veya tekrarlayan nöbetler nedeniyle, sinir hücresi ölümü, skar dokusu oluşumu ve yeni aksonların filizlenmesi ortaya çıktıkça gelecekteki nöbet riski artar.
Deşarjlar arasındaki sinir hücreleri normalde pozitif yüklü sodyum iyonlarının hücreden dışarı pompalanmasından dolayı dahili olarak negatif yüke sahiptir. Sinir hücresinin boşaltılması veya yanması, iyonların hücreye açıldığı ve sodyum, potasyum ve kalsiyum gibi pozitif iyonların hücreye akmasıyla negatif yükün pozitif bir yüke ani dalgalanmasını içerir. Hem uyarıcı hem de inhibe edici kontrol mekanizmaları, uygun ateşlemeye izin vermek ve hücrenin uygunsuz şekilde uyarılmasını önlemek için hareket eder. Nöbetlerin patofizyolojisi, sinir hücresinin uyarılmasının artması, sinir hücresinin inhibisyonunun azalması veya her iki etkinin bir kombinasyonu nedeniyle ortaya çıkabilir.
Normalde bir sinir hücresi ateşlendikten sonra, inhibe edici etkiler, nöronun iç yükü dinlenme durumuna geri dönene kadar nöronun ikinci bir şekilde ateşlenmesini önler. Gama-amino-butirik asit (GABA), beyindeki başlıca inhibe edici kimyasaldır. GABA negatif yüklü klorür iyonlarının uyarılmış nöronun içine akması için kanallar açar, bu da dahili yükü azaltır ve sinir hücresinin ikinci bir ateşlenmesini önler. Nöbet önleyici ilaçların çoğu, klorür kanalı açıklıklarının sıklığını artırarak veya kanalların açık olduğu süreyi artırarak nöbetlerin patofizyolojisini azaltır. GABA'yı veya GABA için reseptör alanlarını veren hücrelerde bir bozulma olduğunda, klorür kanallarının sinir hücresinin uyarılabilirliğini açması ve sertleştirmesi yetersizliği vardır.
Nöbetlerin patofizyolojisi için aynı derecede önemli olan, nöronların uyarılmasının artmasına neden olan mekanizmalardır. Glutamat, beyindeki sodyum, potasyum ve kalsiyum için kanalları açan reseptörlere bağlanan beyindeki ana uyarıcı kimyasal aracıdır. Bazı kalıtsal nöbet formları, beynin uyarılabilirliğini ve nöbet aktivitesi olasılığını artıran, glutamat reseptörlerinin aşırı sık veya sürekli aktivasyonu için bir ön hazırlık içerir. Ayrıca, elektriksel aktivitenin beynin katmanlı kısımları boyunca bitişik yayılması, inhibe edici mekanizmalarla düzenlemeye tabi olmayan kimyasal olmayan bir yayılma şekli olan hücreden hücreye gerçekleşebilir.
Nöbet patofizyolojisi tedavileri, sadece sinir hücrelerinde iyon kanallarını içeren moleküler anormallikleri değil, aynı zamanda beyinde uyarılmanın kimyasal olmayan yayılmasını da hedefler. Valium gibi benzodiazepinler ve Fenobarbital gibi barbitüratlar inhibe edici klorür kanalları açmaya yarar. Fenitoin veya Dilantin, sodyum kanallarını sinir hücrelerine kapatmak suretiyle tekrarlayan nöronların ateşlenmesini önler. Kötü yönetilen tekrarlayan nöbet geçiren durumlarda, halotan sinir uyarılarının kimyasal olmayan geçişini önleyebilir. Ek olarak, insülin ve steroidler, beynin uyarılabilirliğini bastırarak glutamat reseptörlerinin fonksiyonunu değiştirir.
