Wie das menschliche Gehirn aktiv bleibt, auch wenn das Herz aufhört

Neurowissenschaftler entdecken, dass das Gehirn nach einem Kreislaufstillstand noch funktioniert

Quelle: Photographee .eu / Shutterstock

Der Tod kann als asynchron bezeichnet werden – nicht alle Teile des menschlichen Körpers sterben gleichzeitig, wenn das Herz aufhört zu funktionieren. Nachdem das menschliche Gehirn aufgehört hat, mit Hilfe eines Beatmungsgerätes (Beatmungsgerät) für Blutfluss und Sauerstoffzufuhr zu funktionieren, können viele Körperorgane, wie Herz, Lunge, Hornhaut, Leber, Pankreas, Dünndarm, Haut, Sehnen, Niere und Knochen können für eine Spende lange genug erhalten bleiben, um das Leben einer anderen Person zu retten [1]. Eine menschliche Gliedmaße kann überleben, wenn sie unmittelbar nach der Amputation kühl gehalten wird. Ein Arm kann innerhalb von drei bis vier Stunden und ein Finger bis zu acht Stunden nach der Trennung vom menschlichen Körper erfolgreich wieder angebracht werden. Aber wann hört das Gehirn tatsächlich auf zu funktionieren, nachdem das Herz aufgehört hat, sauerstoffreiches Blut zu pumpen?

In den Vereinigten Staaten haben laut der Zeitschrift für Medizin und Philosophie alle 50 Bundesstaaten gesetzlich definierte Todesfälle mit neurologischen Kriterien [2]. Wissenschaftler haben nun beobachtet, dass das menschliche Gehirn, wie viele andere Körperteile, nicht sofort aufhört zu arbeiten, nachdem das Herz aufgehört zu schlagen, und dass es noch bis zu fünf Minuten danach funktionieren kann. Dies geht aus der Studie hervor, die 2018 in den Annals of Neurology mit dem Titel „ Endpolare Depolarisation und elektrische Stille beim Tod der menschlichen Großhirnrinde. “

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Ein Forscherteam unter der Leitung des Professors Jens Dreier vom Charité-Zentrum für Schlaganfallforschung und Jed Hartings von der Abteilung für Neurochirurgie der Universität Cincinnati entdeckte, dass Menschen wie Tiere ein Ereignis erleben, das als “terminal-spreading depolarization” bezeichnet wird von Kreislaufstillstand. Diese Entdeckung hat „wichtige Auswirkungen auf überlebensfähige zerebrale ischämische Insulte [3]“.

Nach einem Herzstillstand kommt es aufgrund von Sauerstoffmangel innerhalb von geschätzten 10 Minuten zu einer irreversiblen Schädigung des menschlichen Gehirns [4]. Innerhalb von 20 bis 40 Sekunden nach Sauerstoffentzug wird das Gehirn elektrisch inaktiv und die Interneuronalaktivität wird gestoppt. In einem gesunden, mit Sauerstoff angereicherten menschlichen Gehirn werden Ionengradienten und die ungleichmäßige Verteilung von Ionen zwischen den Innen- und Außenseiten der Nervenzellen aufrechterhalten. Innerhalb von Minuten beginnt sich der Ionengradient des Gehirns zu verschlechtern, und die Depolarisation breitet sich als “massive Welle elektrochemischer Energiefreisetzung in Form von Wärme” aus, die als “Gehirn-Tsunami” bezeichnet wird.

Da sich der Energieverlust über den Cortex auf andere Bereiche des Gehirns verteilt, kommt es zu pathophysiologischen Kaskaden, die „die Nervenzellen allmählich vergiften“. Laut der Forschungsstudie „bleibt diese Welle bis zu einem bestimmten Zeitpunkt reversibel: Nervenzellen werden es tun vollständig erholen, wenn der Kreislauf wiederhergestellt ist, bevor dieser Punkt erreicht ist. “

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Laut Dreier “ist das Wissen um die Prozesse der Ausbreitung der Depolarisation von grundlegender Bedeutung für die Entwicklung zusätzlicher Behandlungsstrategien, die darauf abzielen, das Überleben von Nervenzellen bei unterbrochener Gehirnperfusion zu verlängern.” Bei einem Herzstillstand können Mediziner versuchen, Patienten mit verschiedenen Mitteln wiederzubeleben Techniken wie kardiopulmonale Reanimation (CPR) und Defibrillation. Diese Forschung kann bei der Entwicklung zukünftiger medizinischer Technologien und Behandlungen helfen, um die Auswirkungen der gestörten Sauerstoffzirkulation auf die Nervenzellen des menschlichen Gehirns umzukehren.

Copyright © 2018 Cami Rosso Alle Rechte vorbehalten.

Verweise

1. NHS. „Was kann ich spenden? NHS-Organisation. Abgerufen am 22. Oktober 2018 von https://www.organdonation.nhs.uk/about-donation/what-can-i-donate/.

2. Nikas, Nikolas T .; Bordlee, Dorinda C .; Moreira, Madeline. “Bestimmung des Todes und der verstorbenen Spenderregel: Eine Übersicht über das aktuelle Gesetz zum Hirntod.” Das Journal of Medicine and Philosophy. Juni 2016.

3. Dreier, Jens P .; Marjor, Sebastian; Vorarbeiter, 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. “Endverbreitende Depolarisation und elektrische Stille beim Tod der menschlichen Großhirnrinde.” Annals of Neurology. 13. Januar 2018.

4. Charité – Universitätsmedizin Berlin. (22.02.2018). “Die Riesenwelle, die den Anfang des Endes markiert – die Neurobiologie des Sterbens [Pressemitteilung].”