Смерть организма.

Наука которая занимается изучением процесса умирания организма, называется танатология, а совокупность механизмов перехода от жизни к смерти составляет танатогенез. Общий танатогенез – типичные механизмы и закономерности умирания общие для любых критических состояний организма – является разделом патофизиологии. Специфический танатогенез – особенность процесса умирания в зависимости от патогенного фактора, нозологии, особенностей организма – это прерогатива клинических дисциплин.

Танатология включает различные аспекты: физиологические, теологические, биологические, медицинские. Для врача профессиональный интерес представляют знание причин, ведущих к смерти, знание закономерностей перехода от жизни к смерти и последовательности изменения функций различных систем организма, которые делают возможным мониторинг процесса умирания, посредством регистрации клинических и параклинических показателей, определение границ обратимых и необратимых состояний, коррекция последующих нарушений на протяжении процесса умирания с целью возвращения к жизни.

Смерть организма, антипод жизни, естественная эволюция жизни с биологической точки зрения представляет собой постоянное снижения интегративной деятельности центральной нервной системы с последующей дезинтеграцией организма, систем, органов, клеток, что заканчивается трансформацией живой материи в мёртвую.

Причины смерти. Танатогенные факторы – это патогенные факторы, которые необратимо повреждают мозг или жизненно важные системы организма с устранением абсолютной функциональной недостаточности.

Общий патогенез смерти. Главное патогенетическое звено смерти – это постепенное (персистирующее) прекращение активности центральной нервной системы и функциональная и структурная дезинтеграция организма, систем, органов и клеток.

Беря во внимание взаимозависимость интегративной деятельности нервной системы и роли других жизненно важных систем организма в поддержании активности ЦНС (дыхание, кровообращение, питание, гомеостаз), процесс умирания (прекращение нервной деятельности) может быть вызван первичным прямым повреждением ЦНС, либо первичное повреждение систем необходимых для поддержания нервной деятельности. В обоих случаях, взаимно вовлекаются как нарушения нервной активности, так и нарушения функций жизненно важных систем организма, взаимно углубляясь и увеличиваясь, образуя порочные круги, доходя до необратимых изменений со стремительным движением к дезинтеграции организма.

Так процесс умирания протекает по двум патогенетическим путям:

1) первичное повреждение ЦНС => недостаточность нервной деятельности (кома) => нейрогенные нарушения жизненно важных систем => недостаточность жизненно важных систем (эндокринная, дыхательная, сердечно-сосудистая, печёночная, почечная недостаточность) => общие нарушения гомеостаза => вторичные повреждения ЦНС => и т.д.

2) первичное поражение жизненно важных систем организма => недостаточность жизненно важных систем (эндокринная, дыхательная, сердечно-сосудистая, печёночная, почечная недостаточность) => общие нарушения гомеостаза => вторичные повреждения ЦНС => недостаточность нервной активности (кома) => вторичные нейрогенные нарушения жизненно важных систем => и т.д.

Из нарушений функций жизненно важных органов танатогенное значение имеет эндокринная, дыхательная, сердечно-сосудистая, печеночная, почечная недостаточность, которые изменяют гомеостатические параметры внутренней среды до критических значений абсолютно недостаточных для поддержания нервной деятельности. Знание этих параметров имеет практическое значение, являясь опорной точкой для коррекции последующих нарушений гомеостаза. Таким образом для поддержания нервной деятельности мозг нуждается в следующих условиях: температура 32-42 С°, pH 7.2-7.6, концентрация глюкозы в крови не меньше 3.5 ммоль/л, осмотическое давление плазмы 300 * мосм/л, содержание кислорода не больше 18.1 мл в 100 мл крови (мл/100мл), доставка кислорода 520-720 мл/мин/м² (миллилитр в минуту для 1 м² поверхности тела), обьем притекающей крови к мозгу не меньше чем 15% систолического выброса с перфузионным давлением не менее 60 мм Hg, содержание лактата не более чем 4 мэкв/л (микроэквивалент на литр), концентрация аммиака, мочи, эндогенных и экзогенных токсинов по отношению к физиологическим показателям. Необходимо отметить, что нарушения гомеостаза повреждающие мозг могут быть результатом первичного повреждения мозга с постепенным нарушением активности нервной систем и жизненно важных систем организма.

В клинической практике принята периодизация смерти согласно клиническим показателям и обратимости процесса умирания в нескольких терминальных состояниях: предагония, агония и клиническая смерть. Значение этой периодизации процесса умирания состоит в различной терапевтической тактике врача в определённый период.

28.1 Терминальные состояния.

Понятие терминального состояния происходит от латинского “terminalis” – состояние организма, которое завершает жизнь, состояние между жизнью и смертью.

Терминальные состояния представляют собой интегральные патологические процессы, которые выделяют завершение жизни и переход от жизни к смерти. Терминальные состояния ассоциируются с нарушением жизнеспособности организма и критическое уменьшение жизнедеятельности до несовместимых с жизнью уровней, параметров гомеостаза (артериальное давление, давление газов в крови, температура тела, pH внутренней среды и межклеточного вещества, метаболические индексы).

В настоящее время принята классификация терминальных состояний, предложенная В. А. Неговским: предагония, агония и клиническая смерть. Кроме этих к категории терминальных состояний относится и состояние оживленного организма вследствие реанимации.

Этиология. Терминальные состояния характеризуются различной этиологией. Наиболее частые причины терминальных состояний и смерти это механические факторы (травматизмы), физические факторы (высокая и низкая температура, электрический ток), химические факторы (эндогенные и экзогенные токсины), биологические факторы (инфекции, паразитозы), аллергические факторы (аллергены) и ятрогении (передозировка лекарствами).

Патогенез. Перечисленные патогенные факторы действия на организм вызывают смерть различными способами.

При прямом действии на мозг (нейротропное действие) развивается недостаточность нервной деятельности (кома) с нейрогенными нарушениями жизненно важных систем.

Первичное патогенное действие на дыхательный аппарат (пневмотропные факторы) ведёт к дыхательной недостаточности с гипоксическими повреждениями в ЦНС и в других органах.

Первичное повреждение сердечно-сосудистой системы (кардио- и вазотропные факторы) ведёт к сердечно-сосудистой недостаточности с гипоперфизией, гипоксией, с уменьшением трофики мозга и других жизненно важных органов.

Первичное поражение печени гепатотропными факторами ведёт к печёночной недостаточности с общими нарушениями метаболизма (гипогликемия, гипопротеинемия, гиперлипедемия, гиперамониемия), нарушения кислотно-основного равновесия, которые повреждают в последствии мозг и другие жизненно важные органы.

Первичное поражение почек нефрогенными факторами вызывают почечную недостаточность с общими нарушениями гомеостаза в виде нарушения водного баланса, минерального обмена, нарушения кислотно-основного гомеостаза, которое повреждает мозг и другие жизненно важные органы.

Так, независимо от дебюта, в процессе танатогенеза происходит смыкание патогенетической цепи в повторяющие и самоусиливающиеся порочные круги, которые и ведут к смерти организма.

Частой прямой причиной смерти является остановка сердца.

Причины остановки сердца могут быть разделены на две группы – кардиогенные и некардиогенные. К первой группе относятся инфаркт миокарда, сильные нарушения сердечного ритма, разрыв постинфарктной аневризмы, эмболия коронарных артерии. Ко второй группе относятся первичные экстракардиальные поражения дыхательной системы (дыхательная недостаточность), нарушение метаболизма, нарушения минерального обмена (гиперкалиемия), нарушение кислотно-основного баланса (ацидоз, алкалоз), эндокринные нарушения, сопровождающиеся гиперсекрецией или гормональной недостаточностью. Гипоксия, гиперкапния, метаболический ацидоз лежат в основе тяжёлых нарушений сердечного метаболизма, в следствии чего появляются нарушения возбудимости, проводимости с одновременным уменьшением сократительной способности миокарда. Патогенез остановки сердца определяется в основном электрическим балансом и в первую очередь уровнем катионов К+ и Са²+. В терминальных состояниях нарушения сердечной деятельности зависят не только от их количества, но и от их соотношения, скорости увеличения внутри- и внеклеточного градиента концентрации. Так гиперкалиемия с быстрой эволюцией и внутриклеточным дефицитом К+ вызывает желудочковую фибрилляцию. Постепенное возрастание концентрации К+ в плазме крови, вызывая асистолию. При остановке сердечной деятельности на фоне гиперкалиемии уменьшается или полностью исчезает электрическая активность сердца и его сократительная способность, что определяет трудность сердечной реанимации. При уменьшении концентрации Са²+ миокард теряет сократительную способность, сохраняя электрическую активность (электро-механическая диссоциация).

Асистолия очень часто бывает нейрорефлекторного происхождения в результате гипертонуса блуждающего нерва, который ингибирует активность синусного узла. Остановка сердца может также возникнуть под действием рефлексов, вызванных возбуждением других органов, иннервацию которых обеспечивает блуждающий нерв.

Очень разнообразны причины « смерти при анестезии ». Так может возникнуть рефлекторная остановка сердца как прямое следствие недостаточной атропинизации пациента, кардиотоксического действия барбитуратов или усилением симпатомиметического действия некоторых ингаляторных анестетических веществ.

При травматических повреждениях, обусловленных постгеморрагическим шоком особая роль принадлежит возбуждению и последующим нарушениям деятельности ЦНС, стимуляции симпато-адреналовой системы и гипаталамо-гипофизо-надпочечниковой оси. Избыточная секреция глюкокортикоидов инициирует развитие катаболических процессов. Секреция мозговым веществом надпочечников и пресинаптическая секреция катехоламинов ведёт к гиперкатехоламинемии (катехоламиновый взрыв), которая провоцирует спазм собирательных сосудов и периферических артериол. Этот регуляторный механизм направлен в основном на пред- и посткапиллярные сфинктеры, которые полностью закрываются катехоламинами. Важен факт, что это закрытие сфинктеров происходит вопреки регуляторных влияний на микроциркуляцию рН интерстиция. Во всех терминальных состояниях, вызванных гиперкатехолемией и гиповолемией появляются конкурентные взаимодействия между катехоламинами и рН среды. До определённого уровня ацидоза влияния катехоламинов доминируют – что обеспечивает закрытие пре- и посткапиллярных сфинктеров со снижением микроциркуляции, падением гидростатического давления в капиллярах. Как следствие – межклеточная жидкость переходит в сосуды в достаточном количестве и снижает на определённое время дефицит циркулирующей крови. Этот компенсаторный механизм, который может обеспечить дефицит до 25% объёма циркулирующей крови, является “дорогостоящим” для организма, так как связан с прогрессивным снижением перфузии периферический тканей. Вследствие гипоперфузии возрастает ацидоз, который и является причиной необратимости этих состояний, так как в этих условиях прекапиллярные сфинктеры не реагируют на стимулирующие эффекты катехоламинов и расслабляются, в то время как посткапиллярные сфинктеры, более чувствительные к катехоламинам, остаются закрытыми. В этих условиях кровь входит в капилляры, а отток крови от них затруднён. Как следствие гидростатическое давление растёт, что ведёт к массивному выходу плазмы (позже и клеток крови) в межклеточное пространство. Так происходит задерживание крови в капиллярах и плазмы в межклеточном пространстве. Прогрессирует уменьшение объёма циркулирующей крови и соответственно венозный возврат к сердцу, что обуславливает уменьшение систолического объёма и сердечного выброса. К этому моменту любая инфузионная терапия неэффективна.

В случаях, когда остановка сердца является следствием политравматизма, тяжёлых черепно-мозговых травм, массивных кровотечений или на фоне артериальной гипоксии, возможность восстановления жизнедеятельности организма снижена.

В случае психоэмоционального стресса патогенез остановки сердца также обусловлен гиперпродукцией и секрецией в кровь катехоламинов. Такая интактная остановка сердца является благоприятным вариантом с точки зрения эффективности реанимации и полного восстановления функции организма.

Предагония – это терминальное состояние организма, являющиеся прямым следствием гипоксии и геперкапнии, на фоне которого нарушаются функции коры, подкорковых структур ствола мозга, которые характеризуются последовательностью процессов первичного возбуждения и последующего угнетения ЦНС. Сначала появляются тахикардия, тахипноэ позже – брадикардия и брадипное. Прогрессивно снижается артериальное давление до критического уровня (80-60 мм Hg). В начале периода предагонии появляется рефлекторное моторное возбуждение, которое под продолжительном действии патогенного фактора ускоряет процесс умирания. После периода возбуждения появляются нарушения сознания, которое заканчивается гипоксической комой. Нарушениям сознания соответствуют изменения электроэнцефалограммы (ЭЭГ). Одновременно с гипоксией коры мозга после латентного периода, длительность которого зависит от скорости развития дефицита О2, следует моторное возбуждение, проявляющееся на ЭЭГ десинхронизацией биоритмов.

После короткого периода усиления ритма альфа регистрируется снижение амплитуды волн на ЭЭГ с преобладанием дельта волн высокой амплитуды, которые регистрируются в лобной доле коры мозга. Это соответствует моменту, когда пациент теряет сознание. Одновременно с потерей сознания появляются судороги, тонические пароксизмы, ригидность, сопровождающаяся непроизвольной дефекацией и мочеиспусканием. Чем глубже кома, тем больше распадается дельта активность и появляются периоды “биоэлектрического молчания” мозга. В последствии исчезает электрическая активность коры мозга.

Отсутствие электрической активности мозга регистрируется при снижении мозгового кровотока примерно до 15-16 мл на каждый 100 гр. нервной ткани в мин. (мл/100гр./мин), а деполяризация мембран нервных клеток коры головного мозга наступает при снижении кровотока до 8-10 мл/100гр/мин. На этом уровне кровоснабжения мозг уже не функционирует, но сохраняется способность нормального восстановления функций в случае восстановления мозгового кровообращения. Точная длительность периода гиперперфузии, во время которого в коре поддерживается функционирование, не известно, но при снижении мозгового кровотока ниже 6мл/100гр/мин в клетках коры возникают морфологические изменения.

В преадгональном периоде, вызванным кровотечением происходит стимуляция дыхательного центра импульсами исходящими от химио- и барорецепторов сосудистых рефлекторных зон – дыхание становится более глубоким и усиленным, возрастает электрическая активность инспираторных мышц. Соответственно выдох становится активным с участием мышц шеи, плечевого пояса, брюшной стенки. Одновременно с усилением гипоксии активность дыхательного центра угнетаются, дыхание становится более редким и поверхностным, уменьшается электрическая активность всех дыхательных мышц. В этот период могут появиться различные типы периодического дыхания, основной причиной которого является гипоксические поражения дыхательного центра.

В преадгональном периоде возникают изменения микроциркуляции, которое усиливается в агональном периоде и могут быть условно разделены на 2 стадии. В первой стадии активируются компенсаторные реакции, которые включают увеличение чувствительности артериол к катехоламинам и артериальный спазм, централизация кровообращения, увеличение частоты и амплитуды последовательных сокращений мелких метартериол и прекапиллярных сфинктеров. Таким образом компенсация направлена на увеличение венозного возврата к сердцу и поддержание центральной гемодинамики. И всё же эти реакции, первоначально компенсаторные, нарушают каппилярную перфузию, что определяет появление тканевой ишемии, хотя центральные гемодинамические показатели постоянны. Сосудистые реакции второй стадии являются последствием тканевого ацидоза, накопления биологически активных веществ (например, серотонин, гистомин, простагландины и др.) и проявляется стазом венозного края капилляров, снижения венозного кровотока, секвестрации крови в капиллярах.

Реакции эндокринной системы в терминальных состояниях похожи на реакции в других стрессовых состояниях, не ведущих к танатогенезу. Так, уже с периода предагонии возрастает секреция и концентрация в крови гормонов с катаболическим эффектом: катехоламинов, глюкагона, гормонов щитовидной и паращитовидных желёз. Эти гормоны мобилизуют жиры, углеводы и протеины, а при активации соответствующих гормонов происходит катаболизм питательных веществ и таким образом усиливает энергогенез. В предагональном периоде основным энергетическим субстратом тканей являются жирные кислоты, а для тканей мозга остаётся глюкоза. Одновременно с избытком катаболических гормонов падает секреция анаболических гормонов: андрогенов, эстрогенов, инсулина и одновременно снижается периферическая утилизация глюкозы. Усиленный катаболизм белков в терминальных состояниях изменяют онкотическое и осмотическое давление в тканях, что ведёт к гидроэлектролитным изменениям, ацидозу, гиперуремии, интоксикации организма промежуточными и конечными продуктами белкового метаболизма благодаря интенсивному распаду пуриновых оснований и нуклеиновых кислот. За первичной гипергликемией следует гипогликемия, вызванная истощением резервов гликогена печени и недостаточностью процессов глюконеогенеза.

После предагонального периода следует терминальная пауза дыхания. Терминальная пауза обусловлена исчезновением влияния на дыхательный центр образований ростральных отделов мозга. Её длительность – 1 - 4 мин и характеризуется ослаблением дыхания, брадикардией, реже возникает асистолия, зрачки расширенны, не реагируют на свет. В последствии возвращается активность бульбарного дыхательного центра, а после терминальной паузы наступает агония .

Агония - это этап умирания организма, характеризующийся доминированием активности бульбарных зон мозга. Один из основных клинических признаков агоний – это агональное дыхание следующее за терминальной паузой и характеризующееся в первую очередь редкими и глубокими дыхательными движениями как результат конвульсивных сокращений диафрагмы и главных и вспомогательных скелетных инспираторных мышц. На первый взгляд дыхание кажется усиленным, но на самом деле оно ослаблено и неэффективно. В этом периоде дыхательный центр не реагирует на афферентные импульсы, приходящие от периферических рецепторов. На фоне “биоэлектрического молчания” коры и подкорковых структур может проявляться усиления электрической активности каудальной области ствола мозга, ретикулярной формации, что может временно восстановить биоэлектрическую активность коры, даже с восстановлением сознания, но под продолжительным влиянием танатогенных факторов происходит ослабление процессов бульбарной регуляции. Агония завершается последним вздохом или последним ударом сердца, что ведёт к клинической смерти. В случае резкой остановки сердечных сокращений агональное дыхание может сохраняться ещё несколько минут на фоне отсутствия мозгового кровообращения.

Клиническая смерть. Клиническая смерть – это еще обратимый этап умирания организма, из которого возможно возвращение к жизни с сохранением интеграции организма и социальной ценности человека. Этот период характеризуется остановкой сердечной деятельности или прекращение внешнего дыхания, или остановку обеих функции одновременно. Какой бы ни была причина клинической смерти – остановка сердца с прекращением перфузии лёгких и органов кровобращения, или прекращение лёгочной вентиляции при сохранении гемоциркуляции или остановка одновременно обоих функций – в организме устанавливается гипоксия, которая и является основным патогенетическим фактором в процессе умирания.

Тяжелая гипоксия может быть и последствием высокого сродства гемоглобина к кислороду – тогда, когда не происходит диссоциация оксигемоглобина даже в условиях снижения рН крови. Этот механизм объясняет сохранение гипоксии в случае массивного переливания консервированных эритроцитов, в которых при длительном хранении, уменьшается содержание 2,3-дифосфоглицерата, что ведёт к увеличению сродства гемоглобина к кислороду. В этих условиях оксигемоглобин не диссоциирует и не освобождается кислород. Так появляется тяжёлая гипоксия тканей на фоне нормального минутного объёма и увеличений концентрации кислорода в артериальной и венозной крови.

Сразу после остановки сердца и снижения клеточной перфузии используется кислород из крови, интерстициальной жидкости и гиалоплазмы, внутриклеточных резервов энергии в виде макроэргических соединений, что поддерживает некоторое время активность клетки. Частично необходимая энергия образуется при активации анэробного гликолиза с прогрессирующим накоплением молочной кислоты. Таким образом метаболический ацидоз ведёт к снижению рН в артериальной крови до 7.0, а в венозной – даже до 6.96.

После истощения аэробных энергетических резервов следует гипоксический, гипоэнергетический, ацидотический, дисэлектролитический лизис клетки с преобладающим поражением цитоплазматической мембраны, митохондрий, эндоплазматического ретикулума, лизосомального аппарата с соответствующими последствиями. В начале лизис клетки носит обратимый характер, позже происходит необратимый лизис клетки. Клеточный некроз – это черта, определяющая клиническую смерть от биологической.

В период клинической смерти на ЭКГ регистрируются дезорганизованные сердечные комплексы, фибрилляционные волны с уменьшающейся частотой и амплитудой, отсутствие характеристик, специфических для комплексов QRS и волны Т.

После остановки дыхания резко снижаются аэробные метаболические процессы, усугубляется гипоксия, усиливается анаэробный гликолиз. Длительность клинической смерти определяется в первую очередь резистентностью коры головного мозга к гипоксии. Кора головного мозга является самой чувствительной структурой к дефициту кислорода. Экспериментально выяснено, что первые функциональные нарушения в нейронах появляются уже спустя несколько секунд после установления гипоксии., а морфологические изменения - через 2-3 мин. Подкорковые структуры, мозжечок могут переносить условия аноксии от 5-6 до 10-15 мин., ствол мозга и спинной мозг сохраняют обратимость метаболических нарушений до 30-45 мин.

Поражение корковых нейронов начинается спустя около 2-3 мин., с их некрозом через 5-6 мин. после установления клинической смерти. Кроме этого длительность клинической смерти зависит также от длительности предыдущих терминальных состояний, интенсивности функционирования организма, t° тела в процессе умирания. Так, в условиях искусственной гипотермии длительность клинической смерти у животных может быть продлена до 2-х часов благодаря снижению скорости окислительно-востонавительных реакций в ЦНС, снижения потребности и экономичное использование О2, метаболической адаптации. В случае массивного кровотечения, сопровождающегося травмой, длительность клинической смерти практически равна нулю, т.к. на фоне болевого шока, гиповолемии и артериальной гипотонии клеточный некроз в жизненно важных органах, включая кору головного мозга, может наступить ещё до остановки сердечной деятельности. Таким образом клеточный некроз – это начало биологической смерти. С этого момента организм прекращает своё существование в качестве биологической и социальной единицы, жизненная активность поддерживается только на уровне органов. Этот факт – сохранение жизнеспособности органов после смерти целостности организма лежит в основе использования органов для трансплантации после клинической смерти.