Czy można wyleczyć śmierć? Granica między życiem a śmiercią stale się przesuwa

Śmierć rozumiemy dziś jako zatrzymanie wszystkich procesów życiowych. Przez tysiąclecia cezurą między życiem a śmiercią było zatrzymanie oddechu. Gdy człowiek wydał ostatnie tchnienie, uważany był za zmarłego.

Zmartwychwstawało wielu starożytnych bogów (a w greckich wierzeniach także bohaterów), zdarzały się jednak i przypadki, gdy wracali do życia zwykli śmiertelnicy. Znane są starogreckie opowieści o tym, jak kilka dni po pochówku odnajdywano pusty grobowiec. Czasem widywano także powracającego do życia zmarłego (o czym wspomina na przykład Herodot).

Stwierdzenie, że oddychanie ustało, nie było wcale niezawodne. W starożytnej Grecji wykorzystywano płomień świecy, którą przysuwano do ust. Zdarzało się, że oddech ciężko chorego stawał się tak płytki, a puls tak słaby, że były niewyczuwalne. Uznawano go za zmarłego i składano w grobie. W rzadkich przypadkach ktoś w takim stanie mimo wszystko wracał do zdrowia. Gdy wydostał się z grobowca, budził sensację.

W późniejszych wiekach, by stwierdzić zgon, zmarłym wsadzano w płomień palce lub nakłuwano ich ciała igłami. W XIX wieku tak obawiano się pochowania żywcem, że w kostnicach trzymano ciała zmarłych, póki nie zaobserwowano śladów rozkładu zwłok. To samo stulecie przyniosło też odkrycia, które pozwoliły odsunąć widmo śmierci.

Sztuczne oddychanie

W początkach XIX wieku pojawiły się pierwsze urządzenia podtrzymujące oddech (jego prototyp opisał w 1831 roku szkocki lekarz John Dalziel). Wytwarzały podciśnienie, które wymuszało ruch klatki piersiowej, a wraz z nią przepony.

Pierwsze urządzenia wtłaczające powietrze do płuc powstały stulecie później, z początkiem XX wieku. Te zaś, które znamy z dzisiejszych oddziałów intensywnej terapii, powstały w latach czterdziestych.

Możliwość sztucznego podtrzymywania oddechu oznaczała, że przestał on być wyznacznikiem życia. Pozostał drugi – praca serca. Śmierć ogłaszano, gdy przestawało bić, co lekarz stwierdzał za pomocą stetoskopu.

Defibrylacja, czyli prądem w serce

W 1899 roku Jean-Louis Prévost oraz Frédéric Batelli, dwaj fizjolodzy z Uniwersytetu Genewskiego, odkryli, że elektryczność może przywrócić normalny rytm psiego serca (którego arytmię sztucznie wywoływali w imię nauki). Pierwszy defibrylator skonstruował w 1930 roku William Kouwenhoven, inżynier elektryk.

Przez prawie dwie dekady nikt go nie użył. Dopiero w 1947 roku, Claude Beck, profesor chirurgii na Case Western Reserve, dokonał pierwszej – i udanej – defibrylacji serca czternastolatka.

Zastosowanie prądu stałego (przez powierzchnię klatki piersiowej lub bezpośrednio na mięsień serca) pozwala wygasić najpoważniejsze zaburzenia rytmu serca: częstoskurcz komorowy oraz migotanie komór. Migotanie komór jest przyczyną większości przypadków nagłego zatrzymania krążenia. Defibrylacja przeprowadzona w ciągu 3 minut od utraty przytomności pozwala uratować życie w 70 proc. przypadków.

Jest to jednak metoda skuteczna pod warunkiem solidnego natlenowania serca, co wymaga jego solidnego masażu – właśnie dlatego rytmiczne uciskanie klatki piersiowej jest ważne, nawet jeśli dostępny jest defibrylator.

Gdy serce przestało już bić (co określa się mianem asystolii) traktowanie go prądem jest mało skuteczne. Lepiej sprawdza się podanie adrenaliny. Z takiego stanu jednak udaje się uratować bardzo niewiele osób, a rokowania są niekorzystne.

Ustanie pracy serca, nadal więc oznacza śmierć. Chyba że krew pompować zacznie urządzenie.

ECMO to skrót od angielskiej nazwy extracorporeal membrane oxygenation, co na polski tłumaczy się zwykle jako „pozaustrojowe utlenowanie krwi”. To sposób na zastąpienie wymiany gazowej w płucach i wymuszenie sztucznego krążenia krwi – czyli zastąpienie płuc i serca. Urządzenia takie nazywa się więc płuco-sercami (ECMO jest nazwą procedury).

ECMO, czyli krążenie pozaustrojowe

ECMO nie byłoby bez odkrycia heparyny (w 1916 przez chirurga Jaya McLeana), która zapobiega krzepnięciu krwi poza krwiobiegiem. Oraz bez pompy rolkowej (wynalezionej w 1934 roku przez Michaela Ellisa de Bakey'a, również chirurga).

Pierwsze próby jego zastosowania przy zespole ostrej niewydolności oddechowej prowadzono już w latach trzydziestych ubiegłego wieku. Nie były udane, bowiem ówczesne materiały uszkadzały płytki krwi i prowadziły do śmierci w wyniku krwawień i niewydolności wielonarządowej. Kluczowe okazało się wynalezienie gumy silikonowej o odpowiedniej czystości, co nastąpiło z początkiem lat pięćdziesiątych.

W 1950 roku chirurg John Gibbon zaczął wykorzystywać sztuczne płucoserce do operacji na otwartym sercu, co zasadniczo zmieniło kardiochirurgię. Pozwoliło na prowadzenie operacji przy zatrzymanym sercu pacjenta.

Wykorzystanie go w leczeniu chorób – gdy płuca pacjenta niedomagają, a są szanse na wyleczenie – wydawało się nieszczególnie udanym pomysłem. Prowadzone w drugiej połowie lat siedemdziesiątych badania wykazały, że ECMO nie jest wcale lepsze od wentylacji mechanicznej. Było od niej natomiast wielokrotnie droższe, więc zarzucono jego stosowanie na wiele dziesięcioleci.

[Dopiero z początkiem tego stulecia wrócono do tych badań i stwierdzono, że były błędnie prowadzone. Kwalifikowano do nich pacjentów z nieodwracalnym uszkodzeniem płuc. Pacjentom z nieodwracalnymi uszkodzeniami płuc (lub serca) może pomóc tylko przeszczep narządu, zatem ECMO nie mogło im pomóc. Prowadzone z początkiem tego wieku, w 2004 i 2005 roku, badania kliniczne dowiodły, że ECMO zwiększa szanse na przeżycie.]

Takie urządzenia są jednak drogie i dalekie od powszechnego użytku. Przed wybuchem pandemii, w 2020 roku, było ich w Polsce 47. W połowie kolejnego roku mieliśmy już 105 zestawów do ECMO. Dla porównania w kraju jest 896 szpitali, czyli takim zestawem dysponuje co dziesiąta placówka.

„Nowa definicja śmierci”

„Przez większość ludzkich dziejów zatrzymanie akcji serca było końcem życia. Zaczęło się to zmieniać w latach 60 ubiegłego wieku, kiedy rozpowszechniono oddychanie usta-usta, uciskanie klatki piersiowej oraz defibrylację – razem nazwane resuscytacją krążeniowo-oddechową. Jej zasady sformalizowano i zaczęto z nich szkolić zarówno lekarzy, jak i szeroki ogół. Wkrótce zaczęto przywracać do życia niewyobrażalne wcześniej (nawet jeśli były wciąż skromne) liczby ludzi – pisze Alex Blasdel w ”Guardianie".

Gdy się okazało, że medycyna i technika pozwalają na sztuczne podtrzymanie oddychania i krążenia, trzeba było opracować nową definicję śmierci – i tak też się ją verbatim nazywa.

Najpierw za podstawę do uznania człowieka za zmarłego przyjęto śmierć mózgu. Później zauważono, że śmierć poszczególnych części mózgu nie następuje jednocześnie. To wymogło kolejną zmianę.

Powstała nowa zmodyfikowana definicja śmierci (również verbatim). Stwierdza ona, że śmierć pnia mózgu pociąga za sobą śmierć mózgu jako całości, nawet gdy nadal żyją jeszcze niektóre jego komórki.

Zgodnie z polskim prawem (ustawą o zawodach lekarza i lekarza dentysty) za zmarłą uznaje się osobę, u której stwierdzono trwałe, nieodwracalne ustanie czynności mózgu (śmierć mózgu) lub nieodwracalne zatrzymanie krążenia. Kluczowe jest słowo „nieodwracalne”.

Śmierć kliniczna

Gdy czyjeś serce staje, lecz dzięki wysiłkom wraca do żywych, mówimy, że był w stanie “śmierci klinicznej”. Jest to całkowite ustanie czynności układów krążenia i oddechowego (oczywiście takie, które ostatecznie okazało się odwracalne).

Zwykle jest odwracalne, jeśli zatrzymanie pracy serca nie trwa zbyt długo. Bez krążenia krwi do mózgu przestaje napływać tlen. To organ wyjątkowo czuły na niedotlenienie i zaczyna obumierać już po czterech minutach. Im dłużej ten stan trwa, tym większe ryzyko nieodwracalnego uszkodzenia mózgu.

Niezmiernie rzadko zdarza się, że ze stanu śmierci klinicznej można przywrócić do życia kogoś, czyje serce nie pracowało (lub nie było masowane) dłużej niż kilka minut – przynajmniej tak do niedawna sądzono.

Sprzyjającą okolicznością jest wychłodzenie ciała do niskiej temperatury, czyli hipotermia. W tym stanie mózg staje się zaskakująco odporny na zniszczenia wywołane brakiem tlenu. W zawieszeniu między życiem a śmiercią można też utrzymywać ludzi sztucznie – na przykład podczas skomplikowanych operacji wymagających zatrzymania pracy serca.

Rekordzistką, jeśli chodzi o długość pozostawania w stanie śmierci klinicznej, jest Velma Thomas, która w 2008 roku doznała zatrzymania akcji serca w swoim domu w Wirginii Zachodniej. Załoga karetki przystąpiła do resuscytacji i po kilku minutach wyczuła „słaby puls”. Niestety w szpitalu jej serce stawało jeszcze dwa razy przynajmniej na 20 minut. Mimo przywrócenia rytmu serca stwierdzono brak oznak pracy mózgu i po kilkunastu godzinach odłączono ją od respiratora.

Po dziesięciu minutach od odłączenia od aparatury pani Thomas ocknęła się i wróciła do zdrowia. Jednak jak twierdzi większość źródeł, pani Thomas była cały czas schładzana, by zapobiec uszkodzeniu mózgu.

Mózg umiera dłużej niż trzy minuty

W 2023 roku opublikowano pracę, która analizowała zapisy elektrycznej aktywności mózgów osób po przebytym zatrzymaniu akcji serca i długiej lub kilkukrotnej reanimacji. Były wprowadzone w stan hipotermii, by chronić mózgi przed skutkami niedotlenienia, jednak niewiele to pomogło – nie wykazywały oznak świadomości. Ze względu na złe rokowania neurologiczne i kardiologiczne ich rodziny podjęły decyzję o rezygnacji z terapii podtrzymującej życie.

Po odłączeniu respiratorów nadal rejestrowano aktywność mózgów badanych. Choć wcześniej przez ostatnie 24 godziny milczały, nagle się ożywiły. Pojawiły się fale gamma, które zwykle są oznaką świadomości. Widać było też wzorce związane zwykle z pamięcią i postrzeganiem, które utrzymywały się nawet do sześciu minut.

Również w 2023 roku badacze rejestrowali aktywność mózgów 53 osób poddawanych reanimacji z powodu zatrzymania krążenia. Wyniki opisali w pracy zamieszczonej w “Resuscitation”. Prawie połowa pacjentów, bo 40 procent, wykazywała aktywność mózgu związaną ze stanem świadomości podczas reanimacji – niektórzy nawet godzinę po tym, jak ich serce stanęło. Co piąty (20 procent) z tych, którzy przeżyli, miał jakieś wspomnienia tego zdarzenia.

Oba badania świadczą o tym, że mózg gaśnie znacznie dłużej niż w ciągu trzech minut. Śmierć nie jest zdarzeniem, które zachodzi w mgnieniu oka, a raczej procesem.

Wskrzeszenie świńskiej głowy

Być może mózgi gasną jeszcze wolniej, niż sądzimy. A śmierć jest procesem na tyle długim, że – gdy jest odpowiednio wcześnie – można go cofnąć.

W 2019 roku badacze ożywili świński łeb. Został pozyskany z rzeźni kilka godzin po śmierci zwierzęcia. Poddali głowę perfuzji – czyli przepływowi – odpowiedniej mieszanki krwi, sztucznego zamiennika krwi oraz kilkunastu leków, które odwracały uszkodzenia komórek wywołane niedotlenieniem. O czym donieśli w pracy opublikowanej w “Nature”.

Wszystko odbyło się z zachowaniem zasad etycznej ostrożności. Głowie podawano także lek, który uniemożliwia normalną aktywność elektryczną neuronów mózgu. Mierzono też za pomocą elektroencefalografii (czyli EEG) jego aktywność elektryczną. Inne wzorce fal pojawiają się w stanie świadomości, inne w nieświadomości (na przykład narkozie), co pozwala te dwa stany odróżnić.

Badacze nie wykryli żadnych fal (jedynie „ograniczoną aktywność pojedynczych neuronów”). Niemniej pobrane z mózgu zwierzęcia neurony wykazywały zdolność do przekazywania sygnałów elektrycznych, a sam mózg zużywał dostarczany tlen oraz glukozę. Z punktu widzenia biologii komórki były całkiem żywe.

W 2022 roku badacze powtórzyli podobny eksperyment na całych zwierzętach (co również opisali w pracy opublikowanej w “Nature”), które poddano narkozie i zatrzymano ich serca. Po godzinie poddano je perfuzji odpowiednim koktajlem związków za pomocą ECMO. Pobrane od zwierząt komórki różnych organów wykazywały przejawy powrotu do życia. Zużywały tlen i glukozę, zupełnie jakby nigdy nie były martwe.

“Wykazaliśmy, że komórki nie umierają tak szybko, jak zakładano, co otwiera możliwości interwencji. Możemy namówić komórki, żeby nie umierały”, mówił Zvonimir Vrselja z Yale School of Medicine, główny autor pracy.

Skoro zwierzęta były przez godzinę martwe, równie dobrze można powiedzieć, że możemy „namówić komórki, by wróciły do życia”.

Trzy dobre wiadomości

To dobra wiadomość z kilku powodów. Po pierwsze, takie przywracanie życia pozwoli na uratowanie wielu osób, które nie miały szans trafić na stół operacyjny lub dotarły nań zbyt późno.

Po drugie, oznacza to, że za pomocą odpowiedniej mieszanki substytutu krwi i leków można uratować serce uszkodzone przez zawał czy mózg uszkodzony przez udar. Statystycznie co ósmy zawał (12 procent) jest śmiertelny, podobne są statystyki w przypadku udarów.

Po trzecie, to dobra wiadomość dla oczekujących na przeszczep. Organów jest zawsze wiele mniej niż potrzeba, bowiem pobrać można je tylko od dawcy, którego serce jeszcze bije lub właśnie przestało bić. Możliwe stanie się pobieranie organów w ciągu godziny od śmierci dawcy.

Dzięki procedurze ECMO teoretycznie można też poddać perfuzji takim zamiennikiem krwi cały organizm zmarłego.

Co etyka mówi o wskrzeszaniu

Potrzeba będzie dużo więcej badań na ten temat, ale wiemy już, że komórki wstają z martwych nawet po godzinie. Przywrócenie zmarłego do życia jest zatem teoretycznie po tym czasie możliwe.

Jest głęboki sens w przywróceniu do życia kogoś, kto utonął, gdyż poza brakiem powietrza nic innego nie przyczyniło się do jego śmierci. Podobnie, jeśli śmierć nastąpiła w wyniku jednej rany postrzałowej, a uszkodzenie da się chirurgicznie naprawić. Ważne jest jednak to, by takie przywrócone życie było godziwe i warte kontynuacji, komentują etycy.

Mimo postępów chirurgii niektórych urazów nie da się naprawić. Niewydolności organów nie da się wyleczyć bez przeszczepu, nie każdy narząd można przeszczepić. Niewydolności wielonarządowe zwykle mają nieuleczalną przyczynę.

„W takich przypadkach ożywianie nie ma sensu (podobnie jak dziś nie ma go reanimacja). Podjęcie takich prób graniczyłoby wtedy z okrucieństwem, podkreśla Stephen Latham, etyk z Yale i współautor tych badań oraz pracy naukowej.”

Prawo o krok za życiem (i śmiercią)

Według prawa za zmarłą uznaje się osobę, u której stwierdzono nieodwracalne zatrzymanie krążenia lub trwałe, nieodwracalne ustanie czynności mózgu.

O tym, czy zatrzymanie krążenia było nieodwracalne, dowiadujemy się jednak post factum, po nieudanych próbach jego przywrócenia (lub z braku takiej możliwości). Podobnie może być z mózgiem. Jeśli nie uda się go “ponownie uruchomić”, będzie można stwierdzić śmierć.

Niemniej badania z 2022 roku stawiają wiele pytań, na które nie mamy jeszcze odpowiedzi. Nie są to, wbrew pozorom, akademickie rozważania. Na przykład niektóre amerykańskie przepisy regulujące badania na zwierzętach dotyczą tylko żywych zwierząt. Czy zwierzęta potraktowane ożywczym dekoktem przez badaczy były martwe, a potem ożyły? A może, skoro ożyły, nigdy nie były martwe?

Czy śmiertelnie postrzelonego człowieka, który zdążył się wykrwawić, zanim trafił na stół operacyjny – ale jest transportowany do szpitala, gdzie czeka nań ECMO z ożywczym koktajlem – będziemy traktować tak, jak dziś traktujemy kogoś, czyje serce staje – jak żywego, póki wysiłki reanimacji nie spełzną na niczym?

Niezmiernie ciekawi, co w przyszłości z tym poczną prawnicy. Prawo zawsze jest krok za rozwojem nauki, choćby dlatego, że prawodawcy nie są w stanie przewidzieć jej rozwoju. Któż mógł pomyśleć, że grupie naukowców przyjdzie do głowy ożywiać martwe świnie – a tym bardziej że się to w pewnym sensie uda.

Mamy jednak czas, bowiem – jak podpowiada historia defibrylatorów czy krążenia pozaustrojowego – między odkryciem a jego powszechnym stosowaniem w medycynie mija czasem i ponad pół wieku.

Co o tym sądzi neurobiolog

Te rewelacje komentuje dla OKO.press dr Maciej Golan, neurobiolog i wykładowca Instytutu Psychologii Akademii Pedagogiki Specjalnej im. M. Grzegorzewskiej:

“Samo uzyskanie żywych i funkcjonujących (zdolnych do przesyłania sygnału elektrycznego) neuronów po tak długim czasie od śmierci zwierzęcia jest przełomem w biologii. Te badania wydają się fascynujące i pokazują, że w biologii czy medycynie żaden dogmat nie jest dany na zawsze – ale daleko od nich, w mojej opinii, do prawdziwego przełomu w medycynie.

Mózgi ssaków są bardzo złożonym mechanizmem. Nasz obraz tego, jak wszystkie mechanizmy wzajemnej regulacji pracy poszczególnych komórek i struktur mózgu przekładają się na działanie jego całości, jest coraz lepszy – ale nadal bardzo odległy od pełnego obrazu.

Funkcjonowanie pojedynczych komórek i ogólny dobry stan metabolizmu mózgu nie muszą przekładać się na całość funkcjonowania tak inteligentnych zwierząt, jakimi są świnie. Do wykazania tego byłby potrzebny osobny eksperyment, który mógłby wzbudzać wiele kontrowersji etycznych. Stąd też wątpię, czy jakakolwiek komisja etyczna wydałaby zgodę, żeby taki eksperyment przeprowadzić".

"Nawet jeśli taki hipotetyczny eksperyment zakończyłby się pełnym sukcesem – przywróceniem zwierząt do pełnej sprawności – to nadal pojawia się problem ekstrapolacji takich wyników na ludzi. Czy taki »ożywiony« człowiek zachowałby pełnię wiedzy i umiejętności, jakie posiadał przed tragicznym wydarzeniem, które doprowadziły go do konieczności »ożywienia«? Czy przy takim »ożywieniu«, nawet jeśli zachowamy przy życiu komórki nerwowe, to na pewno nie utracą one części lub wszystkich połączeń (synaps), wytworzonych przez lata?”

Dr Maciej Golan dodaje: “Żeby nie pozostawić wrażenia, że cały ten eksperyment nie miał sensu i to tylko kolejna głośna praca, która pojawiła się, niczym kometa nad Doliną Muminków (która zaraz zniknie, nie pozostawiając większego śladu), mogę sobie pozwolić na ostrożną spekulację. Nawet jeśli efektem tych badań nie będzie pełne »ożywianie ludzi«, mogą stać się podłożem badań, w których uzyskamy odpowiednie narzędzia do »kupowania czasu« zespołom medycznym, ratującym ofiary poważnych wypadków, czy innych stanów zagrożenia życia. Być może dalsze rozwinięcie tych badań i wdrożenie ich wyników pozwoli na jeszcze skuteczniejsze ratowanie, jeszcze większej liczby pacjentów. Co również byłoby ogromnym sukcesem”.