Patofiziološki mehanizmi moždane smrti

Patofiziološki mehanizmi moždane smrti

Teška mehanička oštećenja mozga najčešće nastaju kao posljedica traume uzrokovane naglim ubrzanjem s suprotno usmjerenim vektorom. Takve ozljede najčešće se javljaju u prometnim nesrećama, padovima s velikih visina itd. Traumatska ozljeda mozga u tim slučajevima uzrokovana je oštrim antifaznim kretanjem mozga u lubanjskoj šupljini, što izravno uništava dijelove mozga. Kritično netraumatsko oštećenje mozga najčešće nastaje kao posljedica krvarenja bilo u moždanu supstancu ili ispod moždanih ovojnica. Teški oblici krvarenja, poput parenhimatoznog ili subarahnoidnog, praćeni izlijevanjem velike količine krvi u lubanjsku šupljinu, pokreću mehanizme oštećenja mozga slične traumatskoj ozljedi mozga. Anoksija, koja nastaje kao posljedica privremenog prestanka srčane aktivnosti, također dovodi do fatalnog oštećenja mozga.

Pokazalo se da ako krv potpuno prestane teći u kranijalnu šupljinu tijekom 30 minuta, to uzrokuje nepovratno oštećenje neurona, čija obnova postaje nemoguća. Ova se situacija javlja u 2 slučaja: s naglim porastom intrakranijalnog tlaka na razinu sistoličkog arterijskog tlaka, sa srčanim zastojem i neadekvatnom indirektnom masažom srca tijekom navedenog vremenskog razdoblja.

Kako bismo u potpunosti razumjeli mehanizam razvoja moždane smrti kao posljedice sekundarnog oštećenja u slučaju prolazne anoksije, potrebno je detaljnije se osvrnuti na proces stvaranja i održavanja intrakranijalnog tlaka te mehanizme koji dovode do fatalnog oštećenja moždanog tkiva kao posljedice njegovog oticanja i edema.

Postoji nekoliko fizioloških sustava uključenih u održavanje ravnoteže volumena intrakranijalnog sadržaja. Trenutno se smatra da je volumen kranijalne šupljine funkcija sljedećih veličina:

Vukupno = Vkrvi + Vleukociti + Vmozak + Vvoda + Vx

Gdje je V _total trenutni volumen kranijalnog sadržaja; V _blood je volumen krvi u intracerebralnim žilama i venskim sinusima; V _lkv je volumen cerebrospinalne tekućine; V _brain je volumen moždanog tkiva; V _water je volumen slobodne i vezane vode; V _x je patološki dodatni volumen (tumor, hematom itd.), koji normalno nije prisutan u kranijalnoj šupljini.

U normalnom stanju, sve ove komponente koje tvore volumen sadržaja lubanje nalaze se u stalnoj dinamičkoj ravnoteži i stvaraju intrakranijalni tlak od 8-10 mm Hg. Svako povećanje jednog od parametara u desnoj polovici formule dovodi do neizbježnog smanjenja ostalih. Od normalnih komponenti, V _vode i V _{leukv najbrže mijenjaju svoj volumen, a Vkrvi} u manjoj mjeri. Osvrnimo se detaljnije na glavne mehanizme koji dovode do povećanja ovih pokazatelja.

Likvor nastaje od strane vaskularnih (horoidnih) pleksusa brzinom od 0,3-0,4 ml/min, cijeli volumen likvora se potpuno nadoknađuje unutar 8 sati, tj. 3 puta dnevno. Stvaranje likvora praktički je neovisno o vrijednosti intrakranijalnog tlaka i smanjuje se sa smanjenjem protoka krvi kroz horoidne pleksuse. Istodobno, apsorpcija likvora izravno je povezana s intrakranijalnim tlakom: s njegovim povećanjem se povećava, a s njegovim smanjenjem se smanjuje. Utvrđeno je da je odnos između sustava stvaranja/apsorpcije likvora i intrakranijalnog tlaka nelinearan. Dakle, postupno rastuće promjene volumena i tlaka likvora možda se neće klinički manifestirati, a nakon postizanja individualno određene kritične vrijednosti dolazi do kliničke dekompenzacije i naglog porasta intrakranijalnog tlaka. Također je opisan mehanizam razvoja dislokacijskog sindroma, koji nastaje kao posljedica apsorpcije velikog volumena cerebrospinalne tekućine s porastom intrakranijalnog tlaka. Dok se velika količina cerebrospinalne tekućine apsorbira na pozadini opstrukcije venskog odljeva, evakuacija tekućine iz kranijalne šupljine može se usporiti, što dovodi do razvoja dislokacije. U ovom slučaju, predkliničke manifestacije rastuće intrakranijalne hipertenzije mogu se uspješno utvrditi pomoću EchoES-a.

U razvoju fatalnog oštećenja mozga važnu ulogu igra kršenje krvno-moždane barijere i citotoksični cerebralni edem. Utvrđeno je da je međustanični prostor u moždanom tkivu izuzetno malen, a unutarstanična napetost vode održava se zbog funkcioniranja krvno-moždane barijere, čije uništavanje bilo koje od komponenti dovodi do prodiranja vode i raznih plazma tvari u moždano tkivo, uzrokujući njegov edem. Kompenzacijski mehanizmi koji omogućuju izvlačenje vode iz moždanog tkiva također su oštećeni kada je barijera narušena. Nagle promjene u protoku krvi, sadržaju kisika ili glukoze imaju štetan učinak izravno i na neurone i na komponente krvno-moždane barijere. Štoviše, promjene se događaju vrlo brzo. Nesvjesno stanje razvija se unutar 10 sekundi nakon što potpuno prestane protok krvi u mozak. Dakle, svako nesvjesno stanje popraćeno je oštećenjem krvno-moždane barijere, što dovodi do oslobađanja vode i plazma komponenti u izvanstanični prostor, uzrokujući vazogeni edem. Zauzvrat, prisutnost tih tvari u međustaničnom prostoru dovodi do metaboličkog oštećenja neurona i razvoja unutarstanične citotoksične edema. Zajedno, ove dvije komponente igraju glavnu ulogu u povećanju intrakranijalnog volumena i dovode do povećanog intrakranijalnog tlaka.

Ukratko, mehanizmi koji dovode do moždane smrti mogu se prikazati na sljedeći način.

Utvrđeno je da kada prestane cerebralni protok krvi i započnu nekrotične promjene u moždanom tkivu, brzina nepovratne smrti njegovih različitih dijelova varira. Dakle, najosjetljiviji na nedostatak opskrbe krvlju su neuroni hipokampusa, piriformni neuroni (Purkinjeove stanice), neuroni dentatne jezgre malog mozga, veliki neuroni neokorteksa i bazalni gangliji. Istovremeno, stanice leđne moždine, mali neuroni moždane kore i glavni dio talamusa znatno su manje osjetljivi na anoksiju. Ipak, ako krv uopće ne uđe u kranijalnu šupljinu tijekom 30 minuta, to dovodi do potpunog i nepovratnog uništenja strukturnog integriteta glavnih dijelova središnjeg živčanog sustava.

Dakle, moždana smrt nastupa kada arterijska krv prestane teći u kranijalnu šupljinu. Čim prestane opskrba moždanog tkiva hranjivim tvarima, započinju procesi nekroze i apoptoze. Autoliza se najbrže razvija u diencefalonu i malom mozgu. Kako se umjetna ventilacija provodi kod pacijenta s prestankom cerebralnog protoka krvi, mozak postupno postaje nekrotičan, pojavljuju se karakteristične promjene koje izravno ovise o trajanju respiratorne potpore. Takve transformacije prvi su put identificirane i opisane kod pacijenata koji su bili na umjetnoj ventilaciji dulje od 12 sati u ekstremnoj komi. U tom smislu, u većini publikacija na engleskom i ruskom jeziku ovo se stanje označava terminom "respiratorni mozak". Prema nekim istraživačima, ovaj termin ne odražava sasvim adekvatno odnos nekrotičnih promjena s umjetnom ventilacijom, dok se glavna uloga daje prestanku cerebralnog protoka krvi, međutim, ovaj je termin dobio svjetsko priznanje i široko se koristi za definiranje nekrotičnih promjena u mozgu pacijenata čije stanje ispunjava kriterije za moždanu smrt dulje od 12 sati.

U Rusiji je L. M. Popova provela veliki istraživački projekt kako bi utvrdila korelaciju između stupnja autolize mozga i trajanja umjetne ventilacije kod pacijenata koji su ispunjavali kriterije za moždanu smrt. Trajanje umjetne ventilacije prije razvoja ekstrasistole kretalo se od 5 do 113 sati. Prema trajanju boravka u tom stanju identificirane su 3 faze morfoloških promjena u mozgu, karakteristične specifično za "respiratorni mozak". Sliku je nadopunila nekroza 2 gornja segmenta leđne moždine (obavezni znak).

• U stadiju I, koji odgovara trajanju ekstremne kome od 1-5 sati, ne opažaju se klasični morfološki znakovi nekroze mozga. Međutim, već u ovom trenutku u citoplazmi se otkrivaju karakteristični lipidi i plavozeleni sitnozrnati pigment. Nekrotične promjene opažaju se u donjim maslinama produžene moždine i nazubljenim jezgrama malog mozga. Poremećaji cirkulacije razvijaju se u hipofizi i njezinom lijevku.
• U II stadiju (12-23 sata ekstremne kome) otkrivaju se znakovi nekroze u svim dijelovima mozga i I-II segmentima leđne moždine, ali bez izraženog propadanja i samo s početnim znakovima reaktivnih promjena u leđnoj moždini. Mozak postaje mlohaviji, pojavljuju se početni znakovi propadanja periventrikularnih dijelova i hipotalamičke regije. Nakon izolacije, mozak se raširi na stolu, sačuvan je obrazac strukture moždanih hemisfera, dok se ishemijske promjene u neuronima kombiniraju s masnom degeneracijom, granularnim propadanjem, kariocitolizom. U hipofizi i njezinom lijevku, poremećaji cirkulacije se povećavaju s malim žarištima nekroze u adenohipofizi.
• Stadij III (konačna koma 24-112 h) karakterizira sve veća raširena autoliza nekrotične moždane tvari i izraženi znakovi nekroze u leđnoj moždini i hipofizi. Mozak je mlohav i slabo drži oblik. Stisnuta područja - hipotalamička regija, kuke hipokampalnih girusa, cerebelarni tonzili i periventrikularna područja, kao i moždano deblo - nalaze se u fazi propadanja. Većina neurona u moždanom deblu nedostaje. Umjesto donjih maslinastih krvarenje nalaze se višestruka krvarenja iz nekrotičnih žila, ponavljajući njihove oblike. Arterije i vene površine mozga su proširene i ispunjene hemoliziranim eritrocitima, što ukazuje na prestanak protoka krvi u njima. U generaliziranoj verziji može se razlikovati 5 patoloških znakova moždane smrti:
  • nekroza svih dijelova mozga sa smrću svih elemenata moždane tvari:
  • nekroza prvog i drugog vratnog segmenta leđne moždine;
  • prisutnost demarkacijske zone u prednjem režnju hipofize i na razini III i IV cervikalnih segmenata leđne moždine;
  • zaustavljanje protoka krvi u svim krvnim žilama mozga;
  • znakovi edema i povišenog intrakranijalnog tlaka.

Vrlo karakteristične u subarahnoidalnom i subduralnom prostoru leđne moždine su mikročestice nekrotičnog cerebelarnog tkiva, koje protok cerebrospinalne tekućine prenosi do distalnih segmenata.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ], [ 6 ], [ 7 ], [ 8 ], [ 9 ], [ 10 ]