Das Gehirn wird über das Blut konstant mit Sauerstoff versorgt. Es reagiert sehr empfindlich auf Sauerstoffmangel. Bereits wenige Sekunden ohne Sauerstoff können zu Bewusstseinstrübungen (Ohnmacht) führen. Hält die Unterbrechung länger an, entstehen Schäden am Hirngewebe, und Hirnzellen werden unwiederbringlich zerstört. Die Schäden können so schwer sein, dass das Gehirn seine gesamten Funktionen einstellt und abstirbt. Ist das der Fall, ist der unumkehrbare Ausfall der gesamten Hirnfunktionen (Hirntod) eingetreten. Mit der Diagnose Hirntod ist der Tod des Menschen nach neurologischen Kriterien sicher festgestellt.
Das Gehirn ist an der Regelung und Abstimmung zahlreicher Funktionen des Körpers beteiligt. Jeder Abschnitt übernimmt ganz bestimmte Aufgaben: Im Großhirn sind Funktionen der Erkenntnis- und Informationsverarbeitung wie Sinneswahrnehmung, Lernen, Erinnern und Denken verortet.
Das Kleinhirn steuert und koordiniert Bewegungen. Der Hirnstamm ist für das Überleben des gesamten Organismus unverzichtbar und reguliert verschiedene Körperfunktionen wie zum Beispiel die Atmung.
Das Gehirn ist die Steuerungszentrale des Körpers und lässt sich grob in drei Abschnitte einteilen:
Das Gehirn hat einen großen Energie- und Sauerstoffbedarf und ist vollkommen abhängig von einer kontinuierlichen Blutzufuhr. Unterbricht die Blutversorgung des Gehirns, kommt es zur Schädigung von Gehirnzellen. Bereits eine Sauerstoffunterbrechung von wenigen Sekunden schädigt die Funktion der Gehirnzellen und führt zu Bewusstseinstrübungen (Ohnmacht). Hält die Unterbrechung nur wenige Minuten an, beginnen Gehirnzellen abzusterben. In der Abbildung ist rechts ein normal durchblutetes Gehirn dargesetllt. Links erkennt man die fehlende Durchblutung, die im Falle des Hirntods vorliegt (mittels Angiographie sichtbar gemacht).
Es können alle Bereiche des Gehirns geschädigt sein und in der Folge komplett und unwiederbringlich ihre Funktion einstellen. Ist das der Fall, ist das Gehirn als übergeordnetes Steuerorgan unwiderruflich ausgefallen. Mit dem unumkehrbaren Ausfall der gesamten Hirnfunktionen (Hirntod) ist der Tod des Menschen eingetreten. Auf den Hirntod folgen unweigerlich der Herzstillstand und der Ausfall aller übrigen Organe.
Wenngleich durch maschinelle Beatmung und Medikamente der Kreislauf und damit die Sauerstoffversorgung der Organe für eine gewisse Zeit künstlich aufrechterhalten werden können, zersetzen Enzyme das Gehirngewebe zunehmend. Eine Rückkehr ins Leben ist ausgeschlossen.
Der Hirntod ist immer Folge einer schweren Hirnschädigung. Sie kann als Folge von Erkrankungen wie Hirnblutungen, Hirntumoren, Schlaganfällen oder Hirnhautentzündungen eintreten. Ebenso können äußere Einwirkungen wie zum Beispiel ein Unfall das Gehirn schädigen. Das Gehirn kann auch indirekt geschädigt werden, indem die Atmung zum Stillstand kommt und in der Folge das Gehirn nicht mehr durchblutet wird. Ursachen dafür können unter anderem schwere Herzrhythmusstörungen oder ein Herzinfarkt sein.
In allen diesen Fällen werden Gehirnzellen als Reaktion auf den Sauerstoffmangel geschädigt. In der Folge schwellen die Hirnzellen an. Hirnschwellung und mangelnde Blutversorgung verstärken sich gegenseitig: Sie tragen dazu bei, dass der Druck innerhalb des Schädels zunimmt. Der Schädelknochen kann dem steigenden Druck nicht nachgeben, und die Durchblutung des Gehirns verschlechtert sich zunehmend. Der Hirndruck kann so weit ansteigen, dass das Gehirn gar nicht mehr durchblutet wird. Die nun entstandene Schädigung kann so stark sein, dass sie trotz intensivmedizinischer Maßnahmen nicht mehr rückgängig gemacht werden kann und es zum Ausfall der gesamten Hirnfunktionen („Hirntod“) kommt.
Ist der Hirntod eingetreten, sind die Rezeptoren im Gehirn funktionslos. Eine Wahrnehmung, wie zum Beispiel eine Schmerzwahrnehmung, ist nicht mehr möglich. Einige Reflexe, sogenannte Rückenmarksreflexe, gehen von den Nerven im Rückenmark aus. Ist der Hirntod eingetreten und wird die künstliche Beatmung fortgesetzt, können spinale Reflexe beispielsweise Spontanbewegungen auslösen oder zum Anstieg des Blutdrucks führen.
In äußerst seltenen Fällen kann ein Kind bis zur Lebensfähigkeit in einer Schwangeren heranwachsen, bei der der Hirntod eingetreten ist.
Die Fortführung einer solchen Schwangerschaft erfordert maximale intensivmedizinische Maßnahmen und ist nur möglich, weil alle aktiven Stoffwechselleistungen vom Ungeborenen selbst erbracht werden. Die Schwangerschaft wird durch die hormonelle Steuerung des Mutterkuchens (Plazenta) aufrechterhalten und nicht vom Gehirn der Mutter. Voraussetzung hierfür ist eine Versorgung des Kindes über den mütterlichen Kreislauf.
