Mecanismos fisiopatológicos de la muerte cerebral

Mecanismos fisiopatológicos de la muerte cerebral

El daño mecánico grave al cerebro ocurre con mayor frecuencia como resultado de un trauma causado por una aceleración repentina con un vector opuesto. Dichas lesiones ocurren con mayor frecuencia en accidentes automovilísticos, caídas desde grandes alturas, etc. La lesión cerebral traumática en estos casos es causada por un movimiento brusco antifásico del cerebro en la cavidad craneal, que destruye directamente partes del cerebro. El daño cerebral no traumático crítico ocurre con mayor frecuencia como resultado de una hemorragia ya sea en la sustancia cerebral o debajo de las meninges. Las formas graves de hemorragia, como la parenquimatosa o subaracnoidea, acompañadas por el derrame de una gran cantidad de sangre en la cavidad craneal, desencadenan mecanismos de daño cerebral similares a la lesión cerebral traumática. La anoxia, que ocurre como resultado del cese temporal de la actividad cardíaca, también conduce a un daño cerebral fatal.

Se ha demostrado que si se interrumpe por completo el flujo sanguíneo a la cavidad craneal durante 30 minutos, se produce un daño irreversible en las neuronas, cuya recuperación se vuelve imposible. Esta situación se presenta en dos casos: con un aumento brusco de la presión intracraneal hasta el nivel de la presión arterial sistólica, con un paro cardíaco y un masaje cardíaco indirecto inadecuado durante el período especificado.

Para comprender completamente el mecanismo de desarrollo de la muerte cerebral como resultado de un daño secundario en el caso de anoxia transitoria, es necesario profundizar en el proceso de formación y mantenimiento de la presión intracraneal y los mecanismos que conducen al daño fatal del tejido cerebral como resultado de su hinchazón y edema.

Existen varios sistemas fisiológicos que intervienen en el mantenimiento del equilibrio del volumen del contenido intracraneal. Actualmente, se cree que el volumen de la cavidad craneal es función de las siguientes magnitudes:

Vtotal = Vsangre + Vleucocitos + Vcerebro + Vagua + Vx

Donde V _total es el volumen actual del contenido craneal; V _sangre es el volumen de sangre en los vasos intracerebrales y senos venosos; V _lkv es el volumen del líquido cefalorraquídeo; V _cerebro es el volumen del tejido cerebral; V _agua es el volumen de agua libre y ligada; V _x es el volumen adicional patológico (tumor, hematoma, etc.), que normalmente está ausente en la cavidad craneal.

En condiciones normales, todos estos componentes que conforman el volumen del contenido craneal se encuentran en constante equilibrio dinámico y generan una presión intracraneal de 8-10 mmHg. Cualquier aumento en uno de los parámetros de la mitad derecha de la fórmula conlleva una disminución inevitable de los demás. De los componentes normales, el V _agua y el V _{leuce varían su volumen con mayor rapidez, y el Vsangre}, en menor medida. Analicemos con más detalle los principales mecanismos que conducen al aumento de estos indicadores.

El líquido cefalorraquídeo se forma en los plexos vasculares (coroideos) a una velocidad de 0,3-0,4 ml/min, y el volumen total de líquido cefalorraquídeo se renueva por completo en 8 horas, es decir, 3 veces al día. La formación de líquido cefalorraquídeo es prácticamente independiente del valor de la presión intracraneal y disminuye con la disminución del flujo sanguíneo a través de los plexos coroideos. Al mismo tiempo, la absorción de líquido cefalorraquídeo está directamente relacionada con la presión intracraneal: aumenta con su aumento y disminuye con su disminución. Se ha establecido que la relación entre el sistema de formación/absorción de líquido cefalorraquídeo y la presión intracraneal no es lineal. Por lo tanto, los cambios graduales en el volumen y la presión del líquido cefalorraquídeo pueden no manifestarse clínicamente y, después de alcanzar un valor crítico determinado individualmente, se produce una descompensación clínica y un aumento brusco de la presión intracraneal. También se describe el mecanismo de desarrollo del síndrome de luxación, que se produce como resultado de la absorción de un gran volumen de líquido cefalorraquídeo con un aumento de la presión intracraneal. Si bien se absorbe una gran cantidad de líquido cefalorraquídeo en un contexto de obstrucción del flujo venoso, la evacuación de líquido de la cavidad craneal puede ralentizarse, lo que conduce al desarrollo de la luxación. En este caso, las manifestaciones preclínicas del aumento de la hipertensión intracraneal pueden determinarse con éxito mediante EchoES.

En el desarrollo de daño cerebral fatal, la violación de la barrera hematoencefálica y el edema cerebral citotóxico desempeñan un papel importante. Se ha establecido que el espacio intercelular en el tejido cerebral es extremadamente pequeño y que la tensión hídrica intracelular se mantiene gracias al funcionamiento de la barrera hematoencefálica. La destrucción de cualquiera de sus componentes provoca la penetración de agua y diversas sustancias plasmáticas en el tejido cerebral, causando edema. Los mecanismos compensatorios que permiten la extracción de agua del tejido cerebral también se ven afectados cuando se viola la barrera. Los cambios bruscos en el flujo sanguíneo, el oxígeno o el contenido de glucosa tienen un efecto perjudicial directo tanto en las neuronas como en los componentes de la barrera hematoencefálica. Además, estos cambios ocurren muy rápidamente. Se produce un estado de inconsciencia en los 10 segundos posteriores a la interrupción completa del flujo sanguíneo al cerebro. Por lo tanto, cualquier estado de inconsciencia se acompaña de daño a la barrera hematoencefálica, lo que provoca la liberación de agua y componentes plasmáticos al espacio extracelular, causando edema vasogénico. A su vez, la presencia de estas sustancias en el espacio intercelular provoca daño metabólico neuronal y el desarrollo de edema citotóxico intracelular. En conjunto, estos dos componentes desempeñan un papel fundamental en el aumento del volumen intracraneal y provocan un aumento de la presión intracraneal.

Para resumir todo lo anterior, los mecanismos que conducen a la muerte cerebral se pueden representar de la siguiente manera.

Se ha establecido que cuando cesa el flujo sanguíneo cerebral y comienzan los cambios necróticos en el tejido cerebral, la tasa de muerte irreversible de sus diferentes partes varía. Así, las más sensibles a la falta de irrigación sanguínea son las neuronas del hipocampo, las neuronas piriformes (células de Purkinje), las neuronas del núcleo dentado del cerebelo, las neuronas grandes del neocórtex y los ganglios basales. Al mismo tiempo, las células de la médula espinal, las neuronas pequeñas de la corteza cerebral y la parte principal del tálamo son significativamente menos sensibles a la anoxia. Sin embargo, si la sangre no entra en la cavidad craneal durante 30 minutos, esto conduce a la destrucción completa e irreversible de la integridad estructural de las principales partes del sistema nervioso central.

Así, la muerte cerebral se produce cuando la sangre arterial deja de fluir hacia la cavidad craneal. En cuanto se interrumpe el aporte de nutrientes al tejido cerebral, comienzan los procesos de necrosis y apoptosis. La autólisis se desarrolla con mayor rapidez en el diencéfalo y el cerebelo. A medida que se administra ventilación artificial a un paciente con cese del flujo sanguíneo cerebral, el cerebro se necrosa gradualmente, apareciendo cambios característicos que dependen directamente de la duración del soporte respiratorio. Estas transformaciones se identificaron y describieron por primera vez en pacientes con ventilación artificial durante más de 12 horas en coma extremo. En este sentido, en la mayoría de las publicaciones en inglés y ruso, esta condición se denomina "cerebro respiratorio". Según algunos investigadores, este término no refleja adecuadamente la relación entre los cambios necróticos y la ventilación artificial, ya que se atribuye el papel principal al cese del flujo sanguíneo cerebral. Sin embargo, este término ha recibido reconocimiento mundial y se utiliza ampliamente para definir los cambios necróticos en el cerebro de pacientes cuya condición cumple los criterios de muerte cerebral durante más de 12 horas.

En Rusia, L. M. Popova llevó a cabo un amplio proyecto de investigación para identificar la correlación entre el grado de autólisis cerebral y la duración de la ventilación artificial en pacientes con criterios de muerte cerebral. La duración de la ventilación artificial antes del desarrollo de la extrasístole osciló entre 5 y 113 horas. Según la duración de la estancia en este estado, se identificaron tres etapas de cambios morfológicos cerebrales, característicos del "cerebro respiratorio". El cuadro se complementó con necrosis de los dos segmentos superiores de la médula espinal (un signo obligatorio).

• En la etapa I, que corresponde a la duración del coma extremo de 1 a 5 horas, no se observan los signos morfológicos clásicos de necrosis cerebral. Sin embargo, ya en este momento, se detectan lípidos característicos y un pigmento azul verdoso de grano fino en el citoplasma. Se observan cambios necróticos en las olivas inferiores del bulbo raquídeo y en los núcleos dentados del cerebelo. Se desarrollan trastornos circulatorios en la hipófisis y su embudo.
• En la etapa II (12-23 horas de coma extremo), se detectan signos de necrosis en todas las partes del cerebro y en los segmentos I-II de la médula espinal, pero sin deterioro pronunciado y solo con signos iniciales de cambios reactivos en la médula espinal. El cerebro se vuelve más flácido, aparecen signos iniciales de deterioro en las secciones periventriculares y la región hipotalámica. Tras el aislamiento, el cerebro se extiende sobre la mesa; se conserva el patrón de la estructura de los hemisferios cerebrales, mientras que los cambios isquémicos en las neuronas se combinan con degeneración grasa, deterioro granular y cariocitolisis. En la glándula pituitaria y su embudo, los trastornos circulatorios se agravan con pequeños focos de necrosis en la adenohipófisis.
• El estadio III (coma definitivo, 24-112 h) se caracteriza por una autólisis generalizada y creciente de la materia necrótica cerebral y signos pronunciados de necrosis en la médula espinal y la hipófisis. El cerebro presenta flacidez y presenta una forma deficiente. Las áreas comprimidas (región hipotalámica, ganchos de las circunvoluciones hipocampales, amígdalas cerebelosas y áreas periventriculares, así como el tronco encefálico) se encuentran en fase de deterioro. La mayoría de las neuronas del tronco encefálico están ausentes. En el lugar de las olivas inferiores, se observan múltiples hemorragias de vasos necróticos, que repiten sus formas. Las arterias y venas de la superficie cerebral están dilatadas y llenas de eritrocitos hemolizados, lo que indica el cese del flujo sanguíneo. En una versión generalizada, se pueden distinguir cinco signos patológicos de muerte cerebral:
  • necrosis de todas las partes del cerebro con muerte de todos los elementos de la materia cerebral:
  • necrosis del primer y segundo segmento cervical de la médula espinal;
  • la presencia de una zona de demarcación en el lóbulo anterior de la glándula pituitaria y a nivel de los segmentos cervicales III y IV de la médula espinal;
  • detener el flujo sanguíneo en todos los vasos del cerebro;
  • signos de edema y aumento de la presión intracraneal.

Muy características en los espacios subaracnoideo y subdural de la médula espinal son las micropartículas de tejido cerebeloso necrótico, transportadas con el flujo del líquido cefalorraquídeo hacia los segmentos distales.

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