Παθοφυσιολογικοί μηχανισμοί του εγκεφαλικού θανάτου

Παθοφυσιολογικοί μηχανισμοί εγκεφαλικού θανάτου

Η σοβαρή μηχανική βλάβη στον εγκέφαλο εμφανίζεται συχνότερα ως αποτέλεσμα τραύματος που προκαλείται από ξαφνική επιτάχυνση με αντίθετο φορέα. Τέτοιοι τραυματισμοί συμβαίνουν συχνότερα σε τροχαία ατυχήματα, πτώσεις από μεγάλα ύψη κ.λπ. Η τραυματική εγκεφαλική βλάβη σε αυτές τις περιπτώσεις προκαλείται από μια απότομη αντιφασική κίνηση του εγκεφάλου στην κρανιακή κοιλότητα, η οποία καταστρέφει άμεσα μέρη του εγκεφάλου. Η κρίσιμη μη τραυματική εγκεφαλική βλάβη εμφανίζεται συχνότερα ως αποτέλεσμα αιμορραγίας είτε στην εγκεφαλική ουσία είτε κάτω από τις μήνιγγες. Οι σοβαρές μορφές αιμορραγίας, όπως η παρεγχυματική ή η υποαραχνοειδής, που συνοδεύονται από την έκχυση μεγάλης ποσότητας αίματος στην κρανιακή κοιλότητα, πυροδοτούν μηχανισμούς εγκεφαλικής βλάβης παρόμοιους με την τραυματική εγκεφαλική βλάβη. Η ανοξία, η οποία εμφανίζεται ως αποτέλεσμα προσωρινής διακοπής της καρδιακής δραστηριότητας, οδηγεί επίσης σε θανατηφόρα εγκεφαλική βλάβη.

Έχει αποδειχθεί ότι εάν το αίμα σταματήσει εντελώς να ρέει στην κρανιακή κοιλότητα για 30 λεπτά, αυτό προκαλεί μη αναστρέψιμη βλάβη στους νευρώνες, η αποκατάσταση των οποίων καθίσταται αδύνατη. Αυτή η κατάσταση εμφανίζεται σε 2 περιπτώσεις: με απότομη αύξηση της ενδοκρανιακής πίεσης στο επίπεδο της συστολικής αρτηριακής πίεσης, με καρδιακή ανακοπή και ανεπαρκές έμμεσο καρδιακό μασάζ κατά τη διάρκεια της καθορισμένης χρονικής περιόδου.

Για να κατανοήσουμε πλήρως τον μηχανισμό ανάπτυξης του εγκεφαλικού θανάτου ως αποτέλεσμα δευτερογενούς βλάβης στην περίπτωση παροδικής ανοξίας, είναι απαραίτητο να εξετάσουμε λεπτομερέστερα τη διαδικασία σχηματισμού και διατήρησης της ενδοκρανιακής πίεσης και τους μηχανισμούς που οδηγούν σε θανατηφόρα βλάβη στον εγκεφαλικό ιστό ως αποτέλεσμα του οιδήματος και του οιδήματός του.

Υπάρχουν διάφορα φυσιολογικά συστήματα που εμπλέκονται στη διατήρηση της ισορροπίας του όγκου του ενδοκρανιακού περιεχομένου. Σήμερα, πιστεύεται ότι ο όγκος της κρανιακής κοιλότητας είναι συνάρτηση των ακόλουθων μεγεθών:

V σύνολο = Vαίμα + Λευκοκύτταρα + Vεγκέφαλος + Vνερό + Vx

Όπου V _total είναι ο τρέχων όγκος του κρανιακού περιεχομένου, V _blood είναι ο όγκος του αίματος στα ενδοεγκεφαλικά αγγεία και τους φλεβώδεις κόλπους, V _lkv είναι ο όγκος του εγκεφαλονωτιαίου υγρού, V _brain είναι ο όγκος του εγκεφαλικού ιστού, V _water είναι ο όγκος του ελεύθερου και δεσμευμένου νερού, V _x είναι ο παθολογικός επιπλέον όγκος (όγκος, αιμάτωμα κ.λπ.), ο οποίος φυσιολογικά απουσιάζει από την κρανιακή κοιλότητα.

Σε μια κανονική κατάσταση, όλα αυτά τα συστατικά που σχηματίζουν τον όγκο του περιεχομένου του κρανίου βρίσκονται σε σταθερή δυναμική ισορροπία και δημιουργούν ενδοκρανιακή πίεση 8-10 mm Hg. Οποιαδήποτε αύξηση σε μία από τις παραμέτρους στο δεξί μισό του τύπου οδηγεί σε αναπόφευκτη μείωση των άλλων. Από τα φυσιολογικά συστατικά, το V του _νερού και το V _{του λευκού αλλάζουν τον όγκο τους πιο γρήγορα, και το Vτου αίματος} σε μικρότερο βαθμό. Ας εξετάσουμε λεπτομερέστερα τους κύριους μηχανισμούς που οδηγούν σε αύξηση αυτών των δεικτών.

Το εγκεφαλονωτιαίο υγρό σχηματίζεται από τα αγγειακά (χοριοειδή) πλέγματα με ρυθμό 0,3-0,4 ml/min, ολόκληρος ο όγκος του εγκεφαλονωτιαίου υγρού αναπληρώνεται πλήρως εντός 8 ωρών, δηλαδή 3 φορές την ημέρα. Ο σχηματισμός εγκεφαλονωτιαίου υγρού είναι πρακτικά ανεξάρτητος από την τιμή της ενδοκρανιακής πίεσης και μειώνεται με τη μείωση της ροής αίματος μέσω των χοριοειδών πλεγμάτων. Ταυτόχρονα, η απορρόφηση του εγκεφαλονωτιαίου υγρού σχετίζεται άμεσα με την ενδοκρανιακή πίεση: με την αύξησή της, αυξάνεται και με τη μείωσή της, μειώνεται. Έχει διαπιστωθεί ότι η σχέση μεταξύ του συστήματος σχηματισμού/απορρόφησης του εγκεφαλονωτιαίου υγρού και της ενδοκρανιακής πίεσης είναι μη γραμμική. Έτσι, οι σταδιακά αυξανόμενες αλλαγές στον όγκο και την πίεση του εγκεφαλονωτιαίου υγρού μπορεί να μην εκδηλώνονται κλινικά και, αφού φτάσουν σε μια ατομικά καθορισμένη κρίσιμη τιμή, εμφανίζονται κλινική απορύθμιση και απότομη αύξηση της ενδοκρανιακής πίεσης. Περιγράφεται επίσης ο μηχανισμός ανάπτυξης του συνδρόμου εξάρθρωσης, το οποίο εμφανίζεται ως αποτέλεσμα της απορρόφησης μεγάλου όγκου εγκεφαλονωτιαίου υγρού με αύξηση της ενδοκρανιακής πίεσης. Ενώ απορροφήθηκε μεγάλη ποσότητα εγκεφαλονωτιαίου υγρού στο πλαίσιο της απόφραξης της φλεβικής εκροής, η εκκένωση του υγρού από την κρανιακή κοιλότητα μπορεί να επιβραδυνθεί, γεγονός που οδηγεί στην ανάπτυξη εξάρθρωσης. Σε αυτή την περίπτωση, οι προκλινικές εκδηλώσεις της αυξανόμενης ενδοκρανιακής υπέρτασης μπορούν να προσδιοριστούν με επιτυχία χρησιμοποιώντας EchoES.

Στην ανάπτυξη θανατηφόρας εγκεφαλικής βλάβης, σημαντικό ρόλο παίζει η παραβίαση του αιματοεγκεφαλικού φραγμού και το κυτταροτοξικό εγκεφαλικό οίδημα. Έχει διαπιστωθεί ότι ο μεσοκυττάριος χώρος στον εγκεφαλικό ιστό είναι εξαιρετικά μικρός και η ενδοκυτταρική τάση του νερού διατηρείται λόγω της λειτουργίας του αιματοεγκεφαλικού φραγμού, η καταστροφή οποιουδήποτε από τα συστατικά του οποίου οδηγεί στη διείσδυση νερού και διαφόρων ουσιών πλάσματος στον εγκεφαλικό ιστό, προκαλώντας το οίδημά του. Οι αντισταθμιστικοί μηχανισμοί που επιτρέπουν την εξαγωγή νερού από τον εγκεφαλικό ιστό επίσης καταστρέφονται όταν παραβιάζεται το φράγμα. Οι απότομες αλλαγές στη ροή του αίματος, στην περιεκτικότητα σε οξυγόνο ή γλυκόζη έχουν άμεση καταστροφική επίδραση τόσο στους νευρώνες όσο και στα συστατικά του αιματοεγκεφαλικού φραγμού. Επιπλέον, οι αλλαγές συμβαίνουν πολύ γρήγορα. Μια κατάσταση ασυνειδησίας αναπτύσσεται εντός 10 δευτερολέπτων μετά την πλήρη διακοπή της ροής του αίματος προς τον εγκέφαλο. Έτσι, οποιαδήποτε κατάσταση ασυνειδησίας συνοδεύεται από βλάβη στον αιματοεγκεφαλικό φραγμό, η οποία οδηγεί στην απελευθέρωση συστατικών νερού και πλάσματος στον εξωκυτταρικό χώρο, προκαλώντας αγγειογενές οίδημα. Με τη σειρά της, η παρουσία αυτών των ουσιών στον μεσοκυττάριο χώρο οδηγεί σε μεταβολική βλάβη στους νευρώνες και στην ανάπτυξη ενδοκυτταρικού κυτταροτοξικού οιδήματος. Συνολικά, αυτά τα δύο συστατικά παίζουν σημαντικό ρόλο στην αύξηση του ενδοκρανιακού όγκου και οδηγούν σε αυξημένη ενδοκρανιακή πίεση.

Συνοψίζοντας όλα τα παραπάνω, οι μηχανισμοί που οδηγούν στον εγκεφαλικό θάνατο μπορούν να αναπαρασταθούν ως εξής.

Έχει διαπιστωθεί ότι όταν παύει η εγκεφαλική ροή αίματος και αρχίζουν νεκρωτικές αλλαγές στον εγκεφαλικό ιστό, ο ρυθμός μη αναστρέψιμου θανάτου των διαφόρων τμημάτων του ποικίλλει. Έτσι, οι πιο ευαίσθητοι στην έλλειψη αιμάτωσης είναι οι νευρώνες του ιππόκαμπου, οι απιοειδής νευρώνες (κύτταρα Purkinje), οι νευρώνες του οδοντωτού πυρήνα της παρεγκεφαλίδας, οι μεγάλοι νευρώνες του νεοφλοιού και τα βασικά γάγγλια. Ταυτόχρονα, τα κύτταρα του νωτιαίου μυελού, οι μικροί νευρώνες του εγκεφαλικού φλοιού και το κύριο μέρος του θαλάμου είναι σημαντικά λιγότερο ευαίσθητα στην ανοξία. Παρ 'όλα αυτά, εάν το αίμα δεν εισέλθει καθόλου στην κρανιακή κοιλότητα για 30 λεπτά, αυτό οδηγεί σε πλήρη και μη αναστρέψιμη καταστροφή της δομικής ακεραιότητας των κύριων τμημάτων του κεντρικού νευρικού συστήματος.

Έτσι, ο εγκεφαλικός θάνατος συμβαίνει όταν το αρτηριακό αίμα σταματά να ρέει στην κρανιακή κοιλότητα. Μόλις σταματήσει η παροχή θρεπτικών συστατικών στον εγκεφαλικό ιστό, ξεκινούν οι διαδικασίες νέκρωσης και απόπτωσης. Η αυτόλυση αναπτύσσεται ταχύτερα στον διεγκέφαλο και την παρεγκεφαλίδα. Καθώς ο τεχνητός αερισμός πραγματοποιείται σε έναν ασθενή με διακοπή της εγκεφαλικής ροής αίματος, ο εγκέφαλος σταδιακά γίνεται νεκρωτικός, εμφανίζονται χαρακτηριστικές αλλαγές που εξαρτώνται άμεσα από τη διάρκεια της αναπνευστικής υποστήριξης. Τέτοιοι μετασχηματισμοί εντοπίστηκαν και περιγράφηκαν για πρώτη φορά σε ασθενείς που βρίσκονταν σε τεχνητό αερισμό για περισσότερο από 12 ώρες σε ακραίο κώμα. Από αυτή την άποψη, στις περισσότερες δημοσιεύσεις στην αγγλική και ρωσική γλώσσα, αυτή η κατάσταση χαρακτηρίζεται με τον όρο "αναπνευστικός εγκέφαλος". Σύμφωνα με ορισμένους ερευνητές, αυτός ο όρος δεν αντικατοπτρίζει επαρκώς τη σχέση των νεκρωτικών αλλαγών με τον τεχνητό αερισμό, ενώ ο κύριος ρόλος δίνεται στη διακοπή της εγκεφαλικής ροής αίματος, ωστόσο, αυτός ο όρος έχει λάβει παγκόσμια αναγνώριση και χρησιμοποιείται ευρέως για τον ορισμό των νεκρωτικών αλλαγών στον εγκέφαλο ασθενών των οποίων η κατάσταση πληροί τα κριτήρια για εγκεφαλικό θάνατο για περισσότερο από 12 ώρες.

Στη Ρωσία, η LM Popova διεξήγαγε ένα μεγάλο ερευνητικό έργο για να προσδιορίσει τη συσχέτιση μεταξύ του βαθμού αυτόλυσης του εγκεφάλου και της διάρκειας του τεχνητού αερισμού σε ασθενείς που πληρούσαν τα κριτήρια για εγκεφαλικό θάνατο. Η διάρκεια του τεχνητού αερισμού πριν από την εμφάνιση έκτακτης συστολής κυμαινόταν από 5 έως 113 ώρες. Ανάλογα με τη διάρκεια παραμονής σε αυτή την κατάσταση, εντοπίστηκαν 3 στάδια μορφολογικών αλλαγών στον εγκέφαλο, χαρακτηριστικά ειδικά για τον "αναπνευστικό εγκέφαλο". Η εικόνα συμπληρώθηκε από νέκρωση των 2 άνω τμημάτων του νωτιαίου μυελού (υποχρεωτικό σημάδι).

• Στο στάδιο Ι, που αντιστοιχεί στη διάρκεια του ακραίου κώματος 1-5 ωρών, δεν παρατηρούνται κλασικά μορφολογικά σημάδια νέκρωσης εγκεφάλου. Ωστόσο, ήδη από αυτή τη στιγμή, ανιχνεύονται χαρακτηριστικά λιπίδια και μια μπλε-πράσινη λεπτόκοκκη χρωστική στο κυτταρόπλασμα. Νεκρωτικές αλλαγές παρατηρούνται στις κάτω ελιές του προμήκη μυελού και στους οδοντωτούς πυρήνες της παρεγκεφαλίδας. Διαταραχές της κυκλοφορίας του αίματος αναπτύσσονται στην υπόφυση και στη χοάνη της.
• Στο στάδιο II (12-23 ώρες ακραίου κώματος), ανιχνεύονται σημάδια νέκρωσης σε όλα τα μέρη του εγκεφάλου και στα τμήματα I-II του νωτιαίου μυελού, αλλά χωρίς έντονη φθορά και μόνο με αρχικά σημάδια αντιδραστικών αλλαγών στον νωτιαίο μυελό. Ο εγκέφαλος γίνεται πιο χαλαρός, εμφανίζονται αρχικά σημάδια φθοράς των περικοιλιακών τμημάτων και της υποθαλαμικής περιοχής. Μετά την απομόνωση, ο εγκέφαλος απλώνεται στο τραπέζι, διατηρείται το πρότυπο της δομής των εγκεφαλικών ημισφαιρίων, ενώ οι ισχαιμικές αλλαγές στους νευρώνες συνδυάζονται με λιπώδη εκφύλιση, κοκκιώδη φθορά, καρυοκυττάλυση. Στην υπόφυση και τη χοάνη της, οι κυκλοφορικές διαταραχές αυξάνονται με μικρές εστίες νέκρωσης στην αδενοϋπόφυση.
• Το στάδιο III (τελικό κώμα 24-112 ώρες) χαρακτηρίζεται από αυξανόμενη εκτεταμένη αυτόλυση της νεκρωτικής εγκεφαλικής ουσίας και έντονα σημάδια οριοθέτησης νέκρωσης στον νωτιαίο μυελό και την υπόφυση. Ο εγκέφαλος είναι πλαδαρός και δεν διατηρεί καλά το σχήμα του. Οι περιοχές με τσιμπήματα - η υποθαλαμική περιοχή, τα άγκιστρα των ιπποκαμπικών έλικων, οι παρεγκεφαλιδικές αμυγδαλές και οι περικοιλιακές περιοχές, καθώς και το εγκεφαλικό στέλεχος - βρίσκονται στο στάδιο της αποσύνθεσης. Οι περισσότεροι νευρώνες στο εγκεφαλικό στέλεχος απουσιάζουν. Στη θέση των κάτω ελιών, υπάρχουν πολλαπλές αιμορραγίες από νεκρωτικά αγγεία, που επαναλαμβάνουν τα σχήματά τους. Οι αρτηρίες και οι φλέβες της επιφάνειας του εγκεφάλου είναι διασταλμένες και γεμάτες με αιμολυμένα ερυθροκύτταρα, υποδεικνύοντας τη διακοπή της ροής του αίματος σε αυτές. Σε μια γενικευμένη εκδοχή, μπορούν να διακριθούν 5 παθολογικά σημάδια εγκεφαλικού θανάτου:
  • νέκρωση όλων των τμημάτων του εγκεφάλου με θάνατο όλων των στοιχείων της εγκεφαλικής ύλης:
  • νέκρωση του πρώτου και του δεύτερου αυχενικού τμήματος του νωτιαίου μυελού.
  • η παρουσία μιας ζώνης οριοθέτησης στον πρόσθιο λοβό της υπόφυσης και στο επίπεδο των αυχενικών τμημάτων III και IV του νωτιαίου μυελού.
  • διακοπή της ροής του αίματος σε όλα τα αγγεία του εγκεφάλου.
  • σημάδια οιδήματος και αυξημένης ενδοκρανιακής πίεσης.

Πολύ χαρακτηριστικά στους υποαραχνοειδείς και υποσκληρίδιους χώρους του νωτιαίου μυελού είναι τα μικροσωματίδια νεκρωτικού παρεγκεφαλιδικού ιστού, που μεταφέρονται με τη ροή του εγκεφαλονωτιαίου υγρού στα περιφερικά τμήματα.

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