Come il cervello umano rimane attivo anche dopo che il cuore si è fermato

I neuroscienziari scoprono che il cervello funziona ancora dopo l’arresto circolatorio

Fonte: Photographee .eu / Shutterstock

La morte può essere descritta come asincrona – non tutte le parti del corpo umano muoiono nello stesso momento dopo che il cuore smette di funzionare. Ad esempio, dopo che il cervello umano cessa di funzionare, con l’assistenza di un ventilatore (respiratore) per il flusso sanguigno e l’ossigenazione, molti organi del corpo, come cuore, polmoni, cornea, fegato, pancreas, intestino tenue, pelle, tendini, rene e ossa, possono essere mantenuti sufficientemente vitali per gli scopi della donazione per salvare la vita di un’altra persona [1]. Un arto umano può sopravvivere se tenuto fresco subito dopo l’amputazione. Un braccio può essere riattaccato con successo entro tre o quattro ore e un dito fino a otto ore dopo la separazione dal corpo umano. Ma quando il cervello smette di funzionare dopo che il cuore smette di pompare sangue ossigenato?

Negli Stati Uniti, tutti i 50 stati hanno definito la morte legalmente con criteri neurologici, secondo il Journal of Medicine and Philosophy [2]. Ora gli scienziati hanno osservato che il cervello umano, come molte altre parti del corpo, non smette di funzionare immediatamente dopo che il cuore smette di battere e può ancora funzionare fino a cinque minuti dopo, secondo il loro studio pubblicato nel 2018 in Annals of Neurology intitolato ” Terminale spargimento depolarizzazione e silenzio elettrico nella morte della corteccia cerebrale umana. ”

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Un gruppo di ricerca, guidato dai professori Jens Dreier del Center for Stroke Research di Charité e Jed Hartings del Dipartimento di Neurochirurgia dell’Università di Cincinnati, ha scoperto che gli esseri umani, come gli animali, si sottopongono a un evento noto come “depolarizzazione terminale diffusa”, che inizia in pochi minuti di arresto circolatorio. Questa scoperta ha “importanti implicazioni per gli insulti ischemici cerebrali sopravvissuti [3]”.

A seguito di arresto cardiaco, danni irreversibili al cervello umano si verificano entro 10 minuti stimati a causa della mancanza di ossigeno [4]. Entro 20-40 secondi dalla privazione dell’ossigeno, il cervello diventa elettricamente inattivo e l’attività interneuronale si ferma. In un cervello umano sano e ossigenato, vengono mantenuti i gradienti degli ioni, la distribuzione non uniforme degli ioni tra l’interno e l’esterno delle cellule nervose. In pochi minuti, il gradiente di ioni del cervello inizia a deteriorarsi e la depolarizzazione si diffonde come “un’enorme ondata di rilascio di energia elettrochimica sotto forma di calore”, chiamato “tsunami cerebrale”.

Mentre la perdita di energia viene distribuita attraverso la corteccia ad altre aree del cervello, si verificano cascate patologiche che “avvelenano gradualmente le cellule nervose”. Secondo lo studio, “quest’onda rimane reversibile fino ad un certo punto nel tempo: le cellule nervose recuperare completamente se la circolazione viene ripristinata prima che questo punto venga raggiunto. ”

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Secondo Dreier, “La conoscenza dei processi coinvolti nella diffusione della depolarizzazione è fondamentale per lo sviluppo di ulteriori strategie di trattamento volte a prolungare la sopravvivenza delle cellule nervose quando la perfusione cerebrale viene interrotta.” Per l’arresto cardiaco, i medici possono provare a rianimare i pazienti usando vari tecniche, come la rianimazione cardiopolmonare (CPR) e la defibrillazione. Questa ricerca può aiutare a sviluppare tecnologie e trattamenti medici futuri per invertire l’impatto che la circolazione interrotta di ossigeno ha sulle cellule nervose del cervello umano.

Copyright © 2018 Cami Rosso Tutti i diritti riservati.

Riferimenti

1. NHS. “Cosa posso donare? Organizzazione del NHS. Estratto il 22 ottobre 2018 da https://www.organdonation.nhs.uk/about-donation/what-can-i-donate/.

2. Nikas, Nikolas T .; Bordlee, Dorinda C .; Moreira, Madeline. “Determinazione della regola della morte e dei donatori morti: un’indagine sulla legge corrente sulla morte cerebrale”. Il Journal of Medicine and Philosophy. Giugno 2016

3. Dreier, Jens P .; Marjor, Sebastian; Foreman, Brandon; Winkler, Maren KL; Kang, Eun-Jeung; Milakara, Denny; Lemale, Coline L .; DiNapoli, Vince; Hinzman, Jason M .; Woitzik, Johannes; Andaluz, Norberto; Carlson, Andrew; Hartings, Jed A. “Terminale diffusione depolarizzazione e silenzio elettrico nella morte della corteccia cerebrale umana.” Annals of Neurology. 13 gennaio 2018.

4. Charité – Universitätsmedizin Berlin. (2018/02/22). “L’onda gigante che segna l’inizio della fine – la neurobiologia del morire [Comunicato stampa].” Estratto da https://www.charite.de/en/service/press_reports/artikel/detail/die_riesenwelle_ist_der_anfang_vom_ende_von_der_neurobiologie_des_sterbens/