Quando o cérebro deixa de receber oxigênio, as suas reservas de ATP esgotam-se rapidamente

A morte é um conceito difícil de definir do ponto de vista neurológico. Não é um momento preciso que marca a passagem da vida para a morte, mas sim um processo que dura vários minutos e que, em alguns casos, pode ser reversível.

Em um estudo anterior, cientistas do Instituto do Cérebro de Paris (França) mostraram que, após um longo período de privação de oxigênio, chamado anóxia, a atividade cerebral sofre uma cascata de alterações sucessivas que podem ser descritas com precisão.

Quando o cérebro deixa de receber oxigênio, as suas reservas de ATP, o combustível das células, esgotam-se rapidamente. Isto provoca uma perturbação no equilíbrio elétrico dos neurônios e uma liberação maciça de glutamato, um neurotransmissor excitatório essencial no sistema nervoso. “Os circuitos neurais parecem desligar-se no início. Depois vemos um aumento na atividade cerebral – especificamente um aumento nas ondas gama e beta,” explica Séverine Mahon, membro da equipe. “Essas ondas geralmente estão associadas a uma experiência consciente. Nesse contexto, podem estar envolvidas em experiências de quase morte relatadas por pessoas que sobreviveram a uma parada cardiorrespiratória.”

Depois disso, a atividade dos neurônios diminui gradativamente até atingir um estado de silêncio elétrico perfeito, correspondente a uma linha perfeitamente horizontal no eletroencefalograma. No entanto, esse silêncio é rapidamente interrompido pela despolarização dos neurônios, um processo que assume a forma de uma onda de grande amplitude, conhecida como “onda da morte”, que altera a função e a estrutura do cérebro. “Este evento crítico, denominado despolarização anóxica, induz a morte neuronal em todo o córtex. Como o canto do cisne, é o verdadeiro marcador de transição para a cessação de toda a atividade cerebral,” explicou o pesquisador Antoine Leclercq.

Seguindo o caminho da onda da morte

Até agora, os cientistas não sabiam onde a onda de morte é iniciada no córtex ou se ela se propaga homogeneamente através de todas as camadas corticais. “Já sabíamos que é possível reverter os efeitos da despolarização anóxica se conseguirmos reanimar o sujeito dentro de uma janela de tempo específica,” acrescentou Leclercq. “Ainda tínhamos que entender em quais áreas do cérebro a onda da morte provavelmente causará mais danos para preservar ao máximo a função cerebral.”

Para responder a estas questões, os cientistas utilizaram medições de potenciais de campo locais e registros da atividade elétrica de neurônios individuais em diferentes camadas do córtex somatossensorial primário – uma área que desempenha um papel crucial na representação corporal e no processamento de informação sensorial. Eles então compararam a atividade elétrica dessas diferentes camadas antes e durante a despolarização anóxica.

“Nós percebemos que a atividade neuronal era relativamente homogênea no início da anóxia cerebral. Então, a onda de morte apareceu nos neurônios piramidais localizados na camada 5 do neocórtex e se propagou em duas direções: Para cima, ou seja, para a superfície do cérebro, e para baixo, ou seja, para a substância branca,” explicou Mahon.

Escapando da morte

Estas descobertas – por enquanto só medidas em animais – também sugerem que as camadas mais profundas do córtex são as mais vulneráveis à privação de oxigênio – provavelmente porque os neurônios piramidais na camada 5 têm necessidades energéticas excepcionalmente elevadas.

Manipular onda da morte no cérebro pode reverter morte cerebral

No entanto, quando os pesquisadores reoxigenaram os cérebros dos animais de laboratório, as células reabasteceram as suas reservas de ATP, levando à repolarização dos neurônios e à restauração da atividade sináptica. Ou seja, a morte cerebral foi revertida.

“Este novo estudo avança a nossa compreensão dos mecanismos neurais subjacentes às mudanças na atividade cerebral à medida que a morte se aproxima. Está agora estabelecido que, do ponto de vista fisiológico, a morte é um processo que leva o seu tempo. E que atualmente é impossível dissociá-la rigorosamente da vida. Sabemos também que um EEG plano não significa necessariamente a cessação definitiva das funções cerebrais,” disse o professor Stéphane Charpier, coordenador da pesquisa. “Precisamos agora estabelecer as condições exatas sob as quais estas funções podem ser restauradas e desenvolver medicamentos neuroprotetores para apoiar a reanimação em caso de insuficiência cardíaca e pulmonar.”