Эта разница очевидна у пациентов с временной или с перманентной потерей притока крови к конкретному участку мозга. Если кровеносный сосуд (артерия) в мозге закупорена кровяным сгустком, к участку коры головного мозга кровь больше не поступает, следовательно, этот участок не получает кислород и глюкозу. В результате утрата функций этой части мозга вызывает односторонний паралич тела, частичную слепоту или потерю речи. Если кровяной сгусток рассасывается в течение 5–10 минут, потеря функций оказывается временной, паралич и другие симптомы исчезают. Такая временная дисфункция известна под названием транзисторной ишемической атаки (ТИА). Но если кровяной сгусток продолжает закупоривать кровеносный сосуд, нейроны погибают, что приводит к необратимой дисфункции данного участка мозга. У пациентов сохраняется перманентный паралич или другие симптомы, это явление называется ишемический инсульт. Оно также известно под названием церебрального инфаркта или сердечно-сосудистых осложнений (ССО). Утрата функций мозга в этом случае уже не является временной, так как нейронам нанесен непоправимый ущерб, они умирают в результате длительной кислородной депривации (аноксии) [17].

Во время остановки сердца кислорода лишается весь мозг, что приводит к потере сознания, рефлексов и дыхания. Это явление известно как клиническая смерть. Оно обычно оказывается обратимым, то есть временным, если приступить к процедуре реанимации в пределах 5–10 минут. Но длительная отсрочка реанимации может повлечь за собой смерть множества клеток мозга и в итоге смерть мозга в целом. Большинство пациентов в этом случае умирают. Исследование, проведенное в кардиологическом отделении интенсивной терапии, показало, что пациенты, реанимировать которых начали в первую минуту, имели вероятность выживания 33 % – по сравнению с всего 14 % для тех, к реанимации которых приступили более чем через минуту после потери сознания [18].

В ходе процедуры реанимации содержание газов в крови (кислорода и углекислого газа) иногда измеряют, чтобы определить степень кислородного дефицита в крови. Однако нормальные уровни еще не гарантируют, что во время реанимации в мозг будет поступать достаточное количество крови, а вместе с ней и кислорода.

Исследования показали, что непрямой массаж сердца не помогает перекачивать достаточно крови в мозг, чтобы восстановить мозговые функции. Никто еще не приходил в сознание во время наружного реанимационного воздействия на сердце. Для этого всегда необходима дефибрилляция (электрошок). Обычно артериальное давление стабилизируется сразу после восстановления сердечного ритма. Обычно артериальное давление выражается в миллиметрах ртутного столба (мм рт. ст.), потому что в ныне устаревших манометрах применялась ртуть. При нормальных обстоятельствах артериальное давление примерно равно 140 на 80 мм рт. ст., среднее артериальное давление – 100 мм рт. ст.

Во время реанимационных процедур приток крови к мозгу составляет менее 5 % от нормального, при непрямом массаже сердца систолическое давление (первая цифра) обычно достигает примерно 50 мм рт. ст., а среднее значение – 20 мм рт. ст. ввиду низкого диастолического давления (вторая цифра). Максимальное среднее артериальное давление при надлежащих процедурах реанимации – 30–40 мм рт. ст., что все равно слишком низко, чтобы кровь доставляла в мозг достаточно кислорода и глюкозы. Применение медикаментов во время процедур реанимации может немного поднять артериальное давление, но оно все равно остается намного ниже нормального [19]. Более того, в отсутствие нормального притока крови в клетках мозга с большей вероятностью развивается отек, что приводит к росту давления в мозге, так что обычно требуется давление больше нормального артериального, чтобы обеспечить мозг хорошо насыщенной кислородом кровью и вывести углекислый газ. За считаные секунды остановка сердца вызывает серьезное кислородное голодание и накопление углекислого газа в мозге. Эту ситуацию нельзя устранить во время самой процедуры реанимации, но можно воздействовать на нее только путем восстановления сердечного ритма посредством дефибрилляции (удара током).

Грамотно проведенная реанимация с надлежащим массажем сердца и искусственным дыханием рот в рот или через маску обеспечивает небольшой приток крови к мозгу, что повышает шансы на восстановление функций мозга после устранения остановки сердца. Известны случаи, когда электрическая активность мозга измерялась (ЭЭГ) во время остановки сердца – например, при операции. После остановки сердца (в отсутствие притока крови) линия ЭЭГ выравнивалась в среднем через 15 секунд и оставалась ровной на всем протяжении процедуры реанимации [20]. ЭЭГ не нормализовалась до восстановления сердечного ритма и артериального давления, и чем больше была продолжительность остановки сердца и реанимации, тем дольше ЭЭГ оставалась ровной (часы или сутки). Другими словами, после осложненной, но успешной реанимации пациент больше времени проведет в коме. Если не начать реанимацию, мозгу будет нанесен непоправимый ущерб за 5–10 минут, и пациент почти наверняка умрет.

В конечном итоге тяжесть ущерба, нанесенного мозгу, зависит от того, как долго мозг был полностью лишен притока крови во время остановки сердца и как долго он получал минимальный приток крови во время реанимации с непрямым массажем сердца и искусственным дыханием. Тяжесть повреждения мозга также зависит от температуры. Чем ниже температура, тем медленнее развивается перманентный ущерб, так как при низких температурах снижается потребность клеток в кислороде и повышаются шансы на выживание [21]. После реанимации с задержкой некоторые пациенты остаются в коме. Потенциальное лечение для пациентов в коме – гипотермия, снижающая температуру головы. Во время комы, как в случае аварии (травма), так и после задержки реанимации, развивается отек головного мозга, его нейронов, в итоге в нем возрастает давление. Это означает, что, несмотря на нормальное артериальное давление, приток крови в мозг снижается и пациенты дольше остаются в коме. Клетки мозга переходят в аварийный режим, также известный как гибернация, или спящий режим мозга [22]. Когда насыщенная кислородом кровь вновь начинает поступать в мозг в нормальных количествах, функции мозга иногда восстанавливаются. Терапевтическая гипотермия снижает отек мозга, тем самым слегка способствуя притоку крови и повышая шансы на выживание клеток в аварийном режиме. Шансы на выход из комы слегка увеличиваются, а риск смерти мозга ненамного снижается.

Когда животные впадают в спячку, температура их тела резко снижается, скорость обмена веществ замедляется до почти полной остановки. Таким образом животные могут месяцами выживать без пищи, вводя свой организм в подобие аварийного режима с едва заметным дыханием и пульсом. Принцип гибернации известен не только у животных и человеческого мозга; кардиологи обнаружили подобное явление у сердца. При инфаркте миокарда в сердце происходит рубцевание, так как клетки сердечной мышцы погибают и часть ткани заменяется рубцовой. Но результаты ультразвукового исследования показывают, что потеря функций сердечной мышцы не ограничивается очагом инфаркта. Участки на его периферии впадают в гибернацию (переходят в аварийный режим), потому что окружающие их капилляры, мелкие кровеносные сосуды, обеспечивают сниженный приток крови. Ультразвуковое или ядерно-магнитное исследование помогает установить вероятность функционального восстановления этой ткани, так как она все еще жизнеспособна. Если пациенты получают такое лечение, как шунтирование или ангиопластика (введение баллонного катетера в коронарную артерию), часть сердечной мышцы в режиме гибернации полностью восстанавливается, даже если этот период гибернации продолжался несколько лет.