La muerte nunca antes vista

La muerte es parte de la vida, y aunque conocemos bastante la vida, la muerte sigue envuelta de misterio. Un equipo de neurocientíficos ha observado la muerte como nunca antes se había visto basada en la existencia de ondas de despolarización celular (cortocircuitos masivos de las neuronas) que barren la corteza dentro de los diez minutos posteriores al paro cardíaco.

La expansión de la onda de despolarización marca el principio del fin y desencadenan un envenenamiento gradual de las neuronas. Una mejor comprensión de cómo responde el cerebro al agotamiento de la energía bioquímica disponible permite predecir el tiempo para una reanimación antes del daño irreversible y la muerte.

Los hallazgos de estos científicos podrían tener una aplicación inmediata en salas de emergencias y salas de cuidados intensivos. En síntesis, en términos de “muerte” cerebral, esta no es una extinción energética sino más bien un “encendido” luminoso de energía eléctrica.

La comunicación celular observada toma la forma de una ola masiva de liberación de energía electroquímica en forma de calor, que se conoce como " onda de despolarización" (spreading depolarization).

 

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El conocimiento de los procesos involucrados en la onda de la despolarización es fundamental para mejorar supervivencia de las células nerviosas cuando se interrumpe el flujo de oxígeno en el cerebro.
El cerebro, un vasto misterio por dilucidar
neurona
Acercarnos al mejor conocimiento de la biología de la muerte nos permite empoderarnos frente a cómo queremos que sea nuestra despedida de esta existencia biológica.

Acercarnos al mejor conocimiento de la biología de la muerte nos permite empoderarnos frente a cómo queremos que sea nuestra despedida de esta existencia biológica.

Una de las observaciones más interesantes sobre como reacciona nuestro cerebro es a la falta de oxígeno que precede a la muerte.

Las aportaciones científicas en este campo fueron divulgadas como primicia por la popular revista francesa "Science et Vie" (agosto 2018).

En el ámbito de la neurología hay numerosos equipos científicos estudiando los fenómenos biológicos ante la muerte cerebral, como es el equipo de la Universidad de Medicina de Berlín dirigido por Jens Dreier. (1)

Uno de los resultados más espectaculares obtenidos por el Dr. Dreier y su equipo en el campo de las ondas de despolarización es haber medido las ondas electromagnéticas de baja frecuencia en ocho pacientes en proceso terminal.

Para realizar su experimento, los neurocientíficos alemanes solicitaron autorización a las familias para poderles implantar unos electrodos especiales que miden la baja frecuencia de las ondas cerebrales.

Las mediciones de las señales cerebrales recogias por los electrodos se iniciaron una vez que el paciente ya no podía sobrevivir y hasta el final de su vida, más allá de lo que se considera legalemnte como muerte cerebral.

A todos los pacientes participantes se les había conectado el cerebro a un analizador de la actividad eléctrica de bajas frecuencias. Este instrumento registra incluso bajas frecuencias eléctricas del orden de 0,01 hercios.

La medición de estas bajas frecuencias emitidas por el cerebro tiene la particularidad que registra la actividad eléctrica más lenta del cerebro.  

Gracias al estudio de la onda de despolarización, los neurocientíficos alemanes han podido ver lo que sucedía en el cerebro de las personas mientras la muerte les alcanzaba.

Medición de bajas frecuencias en el cerebro
neuronas despolarizadas
Todas las ondas de despolarización o Spreading depolarization (SD), comparten la misma fenomenología, incluida la misma magnitud de la despolarización neuronal y los principales cambios iónicos involucrados.

En cualquier neurona viva, existe una diferencia en el potencial eléctrico entre las caras externa e interna de su membrana. Este potencial se debe a la presencia, en la cara externa, de elementos cargadas positivamente y, en la cara interna, de otros cargados negativamente.

Estos elementos son iones, principalmente iones de potasio. La circulación de iones de potasio a ambos lados de la membrana de la neurona, a través de canales iónicos, hace posible fluctuar el valor del potencial de membrana.

La membrana pasa de un valor negativo, llamado de "reposo", a un valor positivo, que corresponde a un estado de excitación. Durante la despolarización se observan muñones en los axones que dan aspecto de rosario, como se muestra en la figura adjunta procendente de estudio del mismo Jens Dreier. (2)

Cuando a las neuronas se les agotan en pocos minutos las reservas de combustible, que es lo que mantiene la distribución desigual de iones entre el interior y el exterior de las células nerviosas, entonces los gradientes de iones comienzan a descomponerse.

Este estrés celular toma la forma de una ola masiva de liberación de energía electroquímica que se conoce como onda de despolarizacion.

El tsunami cerebral

Algunos describen a esta emisión ondulatoria como un "tsunami cerebral", cuyas ondas energéticas se propagan a través de la corteza y otras áreas del cerebro y pueden visualizarse con la técnica adecuada.

Estas ondas desencadenan una cascada de fisiopatologías que gradualmente envenenan a la totalidad de células nerviosas.

Es importante destacar que esta onda permanece reversible durante un determinado tiempo. Así que si se restablece el aporte de energía antes de este tiempo límite, las células nerviosas se recuperarán por completo.

El restablecimiento de la circulación sanguínea lo más rápido posible ha sido, hasta ahora, el único objetivo para el tratamiento de pacientes con accidente cerebrovascular y paro cardíaco.

El conocimiento de los procesos involucrados en la propagación de la despolarización es fundamental para el desarrollo de estrategias de tratamiento adicionales destinadas a prolongar la supervivencia de las células nerviosas cuando se interrumpe la perfusión cerebral", explica el profesor Dreier.

Onda de despolarización
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En la imagen obtenida por la técnica de transiluminación del neocortex temporal se aprecia la evolución de la onda de despolarización. Imagen: Jens Dreier y equipo.

Las mediciones obtenidas por los neurocientíficos del equipo del Dr. Dreier han resultado sorprendentes pues en parte cuestionan el concepto de muerte actual.

Experimentalmente, la medición se inicia con la lesión de las neuronas centrales causada por la onda de despolarización de extensión terminal (terminal spreading depolarization o SD ) debida a la falta de oxígeno.

Los neurocientíficos han denominado a las emisiones eléctricas observadas, "onda de despolarización", la cual se inicia entre 2 y 5 minutos después de la interrupción del aporte sanguíneo, cuando los órganos corporales (incluido el cerebro) ya no reciben oxígeno.

En la imagen de la izquierda, obtenida por la técnica de transiluminación publicada en el estudio del equipo de Jens Drier, se aprecia un trozo del neocortex temporal cuando las neuronas se encuentran en modo ahorro de energía.

A los 10 segundos se inicia una onda de despolarización que avanzará por toda la zona a una velocidad de 50 micras por segundo. En la última imagen pasados 7 minutos las neuronas han muerto definitivamente y no dejan pasar la luz.

Máximo 10 minutos

Esta ola de despolarización dura a lo sumo diez minutos. Podemos asimilarlo a una especie de tormenta eléctrica que se enciende en un extremo del cerebro y, desde allí, se propaga por todo el cerebro antes de apagarse en el otro extremo.

Los datos de esta experiencia apoya los resultados en los estudios de la apoptosis celular. Es decir, que las células inician una “comunicación” con las neuronas vecinas en forma de impulsos nerviosos advirtiendo de la falta de oxígeno.

El oxígeno aporta el combustible para la producción energética celular en forma de una sustancia conocida como adenosina trifosfato (ATP).

El mérito del trabajo del equipo del Dr. Jens Dreier ha sido observar lo que les sucede a las neuronas una vez  el corazón ha dejado de latir y la presión arterial ha bajado a cero. Es decir, que ya no reciben oxígeno (fenómeno conocido como isquemia).

Reacción en cadena
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Durante una onda de despolarización, las células cerebrales se hinchan, dejan de funcionar y entran en un estado crepuscular cercano a la muerte. Debido a la profunda perturbación, se han llamado tsunamis cerebrales.

Los científicos han observado que la resistencia heroica de las células nerviosas tiene sus límites. Pasado el tiempo de extraer la energía del reservorio (entre 2 y 5 minutos), una primera neurona se "agrieta", es decir que se despolariza.

En un primer momento las neuronas pasaron al modo de 'ahorro de energía'. Pasado este intervalo de 2 a 5 minutos, tras la isquemia se inicia la onda de despolarización.

Para ello, inicialmente las neuronas utilizan sus reservas de ATP. De este modo pueden mantener la permeabilidad de su membrana que permite la transmisión de los impulsos eléctricos básicos con los que se comunican las neuronas.

Las reservas de potasio que le permitieron mantener su potencial de membrana se volvieron inútiles y las libera en el medio extracelular. Hace lo mismo con sus reservas de glutamato, el neurotransmisor excitador principal del cerebro.

Pero al hacerlo, esta primera neurona inicia una reacción en cadena nunca antes observada: el potasio y el glutamato liberado por ella alcanzan la neurona vecina que inmediatamente también se despolariza y esta segunda neurona libera sus reservas y provoca la despolarización de una tercera, etc.

Nunca antes fue medida

Así se inicia y se propaga la ola o onda de despolarización, que hasta ahora no había sido observada, ya que nadie había medido la llamada actividad eléctrica lenta del cerebro más allá de la “muerte cerebral” convencional.

Durante esta fase intermedia, en la cual el cerebro está literalmente entre la vida y la muerte, aún no sufre ningún daño irreversible. En el caso de que se restablezca el suministro de oxígeno, pueden reanudar su funcionamiento sin daños.

Los científicos de la Universidad de Medicina de Berlín advierten que hay otras circunstancias de la vida donde observamos ondas de despolarización. (3)

Esta onda de despolarización también se observa en el caso de las migrañas con visión del aura, o también llamadas migrañas oftálmicas, porque van acompañadas de síntomas visuales a modo de diferentes distorsiones del campo visual.

Algunos de los síntomas descritos cuando se dan las ondas de despolarización cerebral pueden expresarse en forma de visualización de puntos brillantes o alucinaciones luminosas. Sin embargo, sigue siendo un misterio el realismo de la vivencia que reportan las personas que han vivido una experiencia cercana a la muerte (ECM).  

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