Poslední okamžiky mozku: Jak se lidský organismus brání na hraně smrti?

Smrt je jediná jistota, kterou v životě máme. Proto by se mohlo zdát, že v definici života a smrti budeme mít jasno. Pravda je ovšem poněkud odlišná. Dílem proto, že oba termíny – život a smrt – jsou silně víceznačné, a i když si je vztáhneme jen na realitu vlastní existence, pořád se od sebe bude lišit definice legislativní, biologická a etická.

Mezi životem a smrtí

Jak poznáme, že je něco živé? Biolog by vám na tuto otázku nejspíš odpověděl, že to „něco“ je časově a prostorově ohraničené a schopné nějakého metabolismu, tedy výměny (látek, energie, informací) se svým okolím; je vnitřně organizované a schopné existence, se signálními a sebeudržovacími funkcemi. A má schopnost postupného vývoje a samostatné reprodukce.

Definice je to dost neurčitá, stále se modifikuje a upravuje. Ale když si ji přiblížíme u člověka, můžeme si základní životní funkce demonstrovat na příkladu vědomí, oběhu a dýchání. A jak poznáme, že „něco, co bylo živé“, už živé není? Tehdy, když dojde k zastavení těchto životních funkcí, a to spolu se změnami, které jsou nevratné a obnovení již znemožňují.

Naděje na vzkříšení

Košatě se tento stav často popisuje jako „podmínky neslučitelné se životem“, ale v praxi to znamená, že se něco pokazilo nebo rozbilo tak moc, že už to nikdy nikdo neopraví. U člověka je to pochopitelně složitější. Není to zase tak dávno, co jsme smrt (z medicínského hlediska klinickou smrt) diagnostikovali jako zástavu dechu a srdečního tepu. Jenže tyto zásadní komplikace nemusejí být definitivní. I člověka, který je zdánlivě utopený, můžete se štěstím rozdýchat a zastavené srdce znovu rozpumpovat. Boj o život tedy zástavou dechu či oběhu nekončí. I ze stavu klinické smrti, trvajícího několik minut, je teoreticky možné navrátit člověka do života. Centrální nervová soustava a mozek umírajícího totiž ještě „blikají“.

Dá se říct, že na stanovení přesného času smrti (exitu) vždy víc záleželo živým než mrtvým. Většinou z toho plynou jen komplikace, protože z biologického hlediska je smrt spíše souvislý proces (směřující odněkud někam), zatímco právníci by byli raději, kdyby to byl jeden konkrétní okamžik, časový údaj. Proto bylo také zapotřebí přehodnotit definici smrti. Přesněji, posunout ji o těch pár minut do časového bodu, kdy opravdu dojde k definitivnímu vymizení všech funkcí celého mozku, kdy v něm nebude docházet k žádné elektrické aktivitě – kdy to prostě všechno uvnitř zhasne. Tomuto stavu se říká mozková smrt.

Poslední známky života

Minuty nebo vteřiny dělící klinickou smrt od mozkové jsou opravdu zásadní. Čistě teoreticky: Pokud se zachraňujícímu podaří „nahodit“ krevní oběh a dýchání, do mozku začne znovu proudit okysličená krev a energie, takže k exitu čili úplnému a nevratnému vyhasnutí mozkových funkcí dojít nemusí. Když se to stihne. Chce to ale lépe porozumět tomu, co se v tom neostře vymezeném čase v mozku přesně odehrává.

Určité indicie nabízely výzkumy, které probíhaly na zvířatech ve 40. a 50. letech minulého století, a také série studií z 90. let, věnující se počátečním projevům fenoménu mozkové smrti. Předkládaly však spíše velmi obecnou teorii a jen minimum poznatků aplikovatelných do praxe. Zkrátka chybělo porozumění detailům.

A právě poznání, jak mozek reaguje na vyčerpání zásob energie, k níž dochází ischemií (neprokrvením tkáně) a následnou anoxickou depolarizací, vedoucí až k toxickým intraneuronálním změnám, vědcům dosud víceméně unikalo. Tedy až do ledna 2018, kdy byla v prestižním neurologickém časopise publikována studie s předlouhým názvem Šíření terminální depolarizace a elektrické ticho při smrti mozkové kůry, za níž stojí početný tým badatelů vedený profesorem neurologie Jensem P. Dreierem.

Pohled z cesty bez návratu

Zvláštní poděkování za tento výzkum si nezaslouží jen oni hloubající vědci univerzit v Berlíně a Cincinnati, ale také devět smrtelně nemocných/umírajících pacientů (respektive jejich blízkých), kteří svolili k tomu, aby jejich poslední chvíle na tomto světě snímaly supercitlivé elektrody EEG. Dokázali nám tím totiž přiblížit něco, co už stojí na samé hranici poznaného, na předělu světa živých a mrtvých. Odcházeli na cestu, z níž nebylo návratu, ale svým nevyhnutelným skonem pomohli živým podchytit postupující fáze mozkové smrti. 

Nebyl v tom hon za senzací ani touha zjistit, co je na druhé straně. Jen snaha porozumět základní neurobiologii umírání a podchytit a popsat detailněji průběh mozkové smrti. Z takových poznatků můžeme odvodit, jakým způsobem zasáhnout v případě ischemických mozkových příhod. Obnovení mozkových funkcí totiž hypoteticky možné je. Je nutné ale vědět, co a kdy se v mozku v těchto terminálních fázích odehrává. Hodí se zmínit, že u lidí (na rozdíl od zvířat) nikdy podobný výzkum prováděn nebyl. Jaká zjištění tedy studie přináší?

Cerebrální ticho

V krátkosti: Mozek zůstává „naživu“ ještě minuty poté, co srdce dotluče. Ano, pokud není funkční krevní oběh, který by hnal okysličenu krev do mozku, začne být kyslíku v mozkové tkáni kritický nedostatek. Dochází k tomu velmi rychle, zhruba po 20–40 vteřinách, kdy nastane takzvaná cerebrální ischemie. Až potud jsme měli zhruba jasno. Dál nastává fáze enormního útlumu, při níž v podstatě všechny neurony přecházejí do úplného klidového režimu. 

„Můžeme si to představit jako poslední záchranné opatření, které má pomoct mozku šetřit energii,“ vysvětluje profesor Dreier. V této fázi se mozek jeví jako víceméně elektricky neaktivní, ztichlý. Hladovějící neurony se snaží maximálně šetřit energií, nevysílají impulzy. Ale to už z mozkových buněk unikají důležité ionty, protože i pohotovostní zásoby adenosintrifosfátu (sloučeniny, která ukládá a přenáší energii v těle) se rychle spotřebují. Hotovo? Ne, ještě ne. 

Po několika minutách (zhruba dvou až pěti) nastává nepředpokládaná a dosud netušená fáze intenzivní neuro-elektrické aktivity a produkce tepla. Badatelé ji připodobňují ke „tsunami bouřlivé energie“. Co se to děje? Mozek už není schopen udržet nerovnoměrnou distribuci iontů mezi vnitřními a vnějšími nervovými buňkami, takže se neurony rychle depolarizují, a tím uvolňují příval elektrochemické energie. A tato depolarizace se rychle šíří mozkovou tkání. To je ale naposled, co v mozku k nějaké zaznamenatelné aktivitě dochází. Mozková smrt tím přechází do své poslední fáze, definitivního a nevratného exitu.

První krok na dlouhé cestě

Co z toho plyne? „Naším dalším směrem bádání by teď nejspíš mělo být zpomalení nebo zabránění procesů vedoucích k cerebrální ischemii,“ říká Dreier. Ve velmi hrubé teorii, připomínající vědeckou fikci, si to můžeme představit třeba jako napojení mozku na nějakou formu umělého oběhu, dodávajícího okysličenou krev a zásoby energie. „Momentálně je to ale opravdu jen fikce, protože v současných podmínkách taková technologie neexistuje a těžko by mohla být aplikována dostatečně rychle,“ dodává Dreier.

Smrt je druhou stranou mince života, patří k sobě. Výzkum průběhu mozkové smrti se týká oné úzké hrany, na níž se ona pomyslná mince může někdy točit. A informace, které se podařilo týmu badatelů svou studií vyzískat, mohou jednou pomoct tuto minci převážit zpět na stranu života.