Mecanismos fisiopatológicos da morte cerebral

Mecanismos fisiopatológicos da morte cerebral

Danos mecânicos graves ao cérebro ocorrem com mais frequência como resultado de trauma causado por aceleração repentina com um vetor de direção oposta. Tais lesões ocorrem com mais frequência em acidentes de carro, quedas de grandes alturas, etc. A lesão cerebral traumática nesses casos é causada por um movimento antifásico repentino do cérebro na cavidade craniana, que destrói diretamente partes do cérebro. Danos cerebrais não traumáticos críticos ocorrem com mais frequência como resultado de hemorragia na substância cerebral ou sob as meninges. Formas graves de hemorragia, como parenquimatosa ou subaracnóidea, acompanhadas pelo derramamento de uma grande quantidade de sangue na cavidade craniana, desencadeiam mecanismos de dano cerebral semelhantes ao traumatismo cranioencefálico. A anoxia, que ocorre como resultado da cessação temporária da atividade cardíaca, também leva a danos cerebrais fatais.

Foi demonstrado que, se o fluxo sanguíneo parar completamente na cavidade craniana por 30 minutos, isso causa danos irreversíveis aos neurônios, cuja restauração se torna impossível. Essa situação ocorre em dois casos: com um aumento acentuado da pressão intracraniana ao nível da pressão arterial sistólica, com parada cardíaca e com massagem cardíaca indireta inadequada durante o período especificado.

Para compreender completamente o mecanismo de desenvolvimento da morte cerebral como resultado de dano secundário no caso de anoxia transitória, é necessário aprofundar-se mais no processo de formação e manutenção da pressão intracraniana e nos mecanismos que levam a danos fatais ao tecido cerebral como resultado de seu inchaço e edema.

Existem vários sistemas fisiológicos envolvidos na manutenção do equilíbrio do volume do conteúdo intracraniano. Atualmente, acredita-se que o volume da cavidade craniana seja função das seguintes grandezas:

Vtotal = Vsangue + Vleucócitos + Vcérebro + Vágua + Vx

Onde V _total é o volume atual do conteúdo craniano; V _sangue é o volume de sangue nos vasos intracerebrais e seios venosos; V _lkv é o volume do líquido cefalorraquidiano; V _cérebro é o volume do tecido cerebral; V _água é o volume de água livre e ligada; V _x é o volume adicional patológico (tumor, hematoma, etc.), que normalmente está ausente na cavidade craniana.

Em um estado normal, todos esses componentes que formam o volume do conteúdo do crânio estão em equilíbrio dinâmico constante e criam uma pressão intracraniana de 8 a 10 mm Hg. Qualquer aumento em um dos parâmetros na metade direita da fórmula leva a uma diminuição inevitável nos outros. Dos componentes normais, V _água e V _{leucócitos alteram seu volume mais rapidamente, e Vsangue,} em menor grau. Vamos nos aprofundar nos principais mecanismos que levam ao aumento desses indicadores.

O líquido cefalorraquidiano é formado pelos plexos vasculares (coroides) a uma taxa de 0,3-0,4 ml/min, todo o volume de líquido cefalorraquidiano é completamente substituído em 8 horas, ou seja, 3 vezes ao dia. A formação de líquido cefalorraquidiano é praticamente independente do valor da pressão intracraniana e diminui com a diminuição do fluxo sanguíneo através dos plexos coroides. Ao mesmo tempo, a absorção do líquido cefalorraquidiano está diretamente relacionada à pressão intracraniana: com seu aumento, ela aumenta, e com sua diminuição, ela diminui. Foi estabelecido que a relação entre o sistema de formação/absorção do líquido cefalorraquidiano e a pressão intracraniana é não linear. Assim, mudanças gradualmente crescentes no volume e na pressão do líquido cefalorraquidiano podem não se manifestar clinicamente e, após atingir um valor crítico determinado individualmente, ocorrem descompensação clínica e um aumento acentuado da pressão intracraniana. O mecanismo de desenvolvimento da síndrome de luxação, que ocorre como resultado da absorção de um grande volume de líquido cefalorraquidiano com aumento da pressão intracraniana, também é descrito. Embora uma grande quantidade de líquido cefalorraquidiano tenha sido absorvida em um contexto de obstrução do fluxo venoso, a evacuação de líquido da cavidade craniana pode ser retardada, o que leva ao desenvolvimento de luxação. Nesse caso, as manifestações pré-clínicas de hipertensão intracraniana crescente podem ser determinadas com sucesso usando EchoES.

No desenvolvimento de danos cerebrais fatais, um papel importante é desempenhado pela violação da barreira hematoencefálica e pelo edema cerebral citotóxico. Foi estabelecido que o espaço intercelular no tecido cerebral é extremamente pequeno, e a tensão de água intracelular é mantida devido ao funcionamento da barreira hematoencefálica, cuja destruição de qualquer um de seus componentes leva à penetração de água e várias substâncias plasmáticas no tecido cerebral, causando seu edema. Os mecanismos compensatórios que permitem a extração de água do tecido cerebral também são danificados quando a barreira é violada. Mudanças bruscas no fluxo sanguíneo, no conteúdo de oxigênio ou na glicose têm um efeito prejudicial direto sobre os neurônios e os componentes da barreira hematoencefálica. Além disso, as mudanças ocorrem muito rapidamente. Um estado de inconsciência se desenvolve dentro de 10 segundos após a interrupção completa do fluxo sanguíneo para o cérebro. Assim, qualquer estado de inconsciência é acompanhado por danos à barreira hematoencefálica, o que leva à liberação de água e componentes plasmáticos no espaço extracelular, causando edema vasogênico. Por sua vez, a presença dessas substâncias no espaço intercelular leva a danos metabólicos aos neurônios e ao desenvolvimento de edema citotóxico intracelular. No total, esses dois componentes desempenham um papel importante no aumento do volume intracraniano e levam ao aumento da pressão intracraniana.

Para resumir tudo o que foi dito acima, os mecanismos que levam à morte cerebral podem ser representados da seguinte forma.

Foi estabelecido que, quando o fluxo sanguíneo cerebral cessa e começam as alterações necróticas no tecido cerebral, a taxa de morte irreversível de suas diferentes partes varia. Assim, os mais sensíveis à falta de suprimento sanguíneo são os neurônios hipocampais, os neurônios piriformes (células de Purkinje), os neurônios do núcleo denteado do cerebelo, os neurônios maiores do neocórtex e os gânglios da base. Ao mesmo tempo, as células da medula espinhal, os neurônios menores do córtex cerebral e a parte principal do tálamo são significativamente menos sensíveis à anoxia. No entanto, se o sangue não entrar na cavidade craniana por 30 minutos, isso leva à destruição completa e irreversível da integridade estrutural das principais partes do sistema nervoso central.

Assim, a morte encefálica ocorre quando o sangue arterial para de fluir para a cavidade craniana. Assim que o suprimento de nutrientes para o tecido cerebral cessa, iniciam-se os processos de necrose e apoptose. A autólise se desenvolve mais rapidamente no diencéfalo e no cerebelo. À medida que a ventilação artificial é realizada em um paciente com interrupção do fluxo sanguíneo cerebral, o cérebro gradualmente se torna necrótico, surgindo alterações características que dependem diretamente da duração do suporte respiratório. Tais transformações foram identificadas e descritas pela primeira vez em pacientes que permaneceram em ventilação artificial por mais de 12 horas em coma extremo. Nesse sentido, na maioria das publicações em inglês e russo, essa condição é designada pelo termo "cérebro respiratório". Segundo alguns pesquisadores, esse termo não reflete adequadamente a relação das alterações necróticas com a ventilação artificial, enquanto o papel principal é dado à interrupção do fluxo sanguíneo cerebral. No entanto, esse termo recebeu reconhecimento mundial e é amplamente utilizado para definir alterações necróticas no cérebro de pacientes cuja condição atende aos critérios para morte encefálica por mais de 12 horas.

Na Rússia, L. M. Popova conduziu um amplo projeto de pesquisa para identificar a correlação entre o grau de autólise cerebral e a duração da ventilação artificial em pacientes que atendiam aos critérios de morte encefálica. A duração da ventilação artificial antes do desenvolvimento da extrassístole variou de 5 a 113 horas. De acordo com a duração da permanência nesse estado, foram identificados três estágios de alterações morfológicas no cérebro, característicos especificamente do "cérebro respiratório". O quadro foi complementado pela necrose dos dois segmentos superiores da medula espinhal (um sinal obrigatório).

• No estágio I, correspondente à duração do coma extremo de 1 a 5 horas, não são observados sinais morfológicos clássicos de necrose cerebral. No entanto, já nesse momento, lipídios característicos e um pigmento azul-esverdeado de granulação fina são detectados no citoplasma. Alterações necróticas são observadas nas olivas inferiores da medula oblonga e nos núcleos denteados do cerebelo. Distúrbios circulatórios se desenvolvem na hipófise e em seu funil.
• No estágio II (12-23 horas de coma extremo), sinais de necrose são detectados em todas as partes do cérebro e nos segmentos I-II da medula espinhal, mas sem deterioração acentuada e apenas com sinais iniciais de alterações reativas na medula espinhal. O cérebro torna-se mais flácido, surgindo sinais iniciais de deterioração das seções periventriculares e da região hipotalâmica. Após o isolamento, o cérebro é estendido sobre a mesa, o padrão estrutural dos hemisférios cerebrais é preservado, enquanto as alterações isquêmicas nos neurônios são combinadas com degeneração gordurosa, deterioração granular e cariocitólise. Na hipófise e seu funil, os distúrbios circulatórios aumentam com pequenos focos de necrose na adeno-hipófise.
• O estágio III (coma final de 24 a 112 h) é caracterizado por autólise disseminada e crescente da massa encefálica necrótica e sinais pronunciados de demarcação de necrose na medula espinhal e na hipófise. O cérebro é flácido e mal mantém sua forma. As áreas comprimidas – a região hipotalâmica, os ganchos dos giros hipocampais, as amígdalas cerebelares e as áreas periventriculares, bem como o tronco encefálico – estão em estágio de decadência. A maioria dos neurônios do tronco encefálico está ausente. No lugar das olivas inferiores, há múltiplas hemorragias de vasos necróticos, repetindo suas formas. As artérias e veias da superfície cerebral estão dilatadas e preenchidas com eritrócitos hemolisados, indicando a cessação do fluxo sanguíneo nelas. Em uma versão generalizada, cinco sinais patológicos de morte encefálica podem ser distinguidos:
  • necrose de todas as partes do cérebro com a morte de todos os elementos da matéria cerebral:
  • necrose do primeiro e segundo segmentos cervicais da medula espinhal;
  • a presença de uma zona de demarcação no lobo anterior da hipófise e ao nível dos segmentos cervicais III e IV da medula espinhal;
  • interrupção do fluxo sanguíneo em todos os vasos do cérebro;
  • sinais de edema e aumento da pressão intracraniana.

Muito característicos nos espaços subaracnóideo e subdural da medula espinhal são micropartículas de tecido cerebelar necrótico, transportadas pelo fluxo do líquido cefalorraquidiano para os segmentos distais.

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