Badania pokazują, jak środki znieczulające ogólne wpływają na mózg
Nowe badania na myszach ujawniają po raz pierwszy, że różne leki wywołujące znieczulenie ogólne aktywują obwód mózgowy, który wywołuje sen.
Naukowcy z Duke University w Durham w Północnej Karolinie, którzy przeprowadzili badanie, sugerują, że odkrycia pomogą w opracowaniu lepszych leków, które mogą wywoływać sen z mniejszą liczbą działań niepożądanych.
Od 1846 roku, kiedy dentysta i chirurg przeprowadzili pierwszy udany zabieg chirurgiczny z użyciem znieczulenia, pojawiło się wiele leków do znieczulenia ogólnego. Jednak do niedawnych badań nie było jasne, w jaki sposób substancje te powodują utratę przytomności.
W Neuron w artykule naukowcy opisują, w jaki sposób odkryli komórki podwzgórza u podstawy mózgu.
Komórki, które składają się głównie z komórek neuroendokrynnych, znajdują się „wewnątrz i w pobliżu jądra nadocznego” w podwzgórzu i „są trwale i powszechnie aktywowane przez wiele klas leków [do znieczulenia ogólnego]” - piszą.
Komórki neuroendokrynne to komórki, które, podobnie jak neurony lub komórki nerwowe, odbierają sygnały z układu nerwowego, z tym wyjątkiem, że odpowiadają wytwarzaniem i uwalnianiem hormonów.
Prawie wszystkie narządy organizmu zawierają komórki neuroendokrynne, a uwalniane przez nie hormony kontrolują wiele z jego funkcji. Komórki mają bardzo długie projekcje, przez które uwalniają hormony, na przykład do krwioobiegu.
Niedawne badanie jest ważne nie tylko dlatego, że wyjaśnia, jak działają środki do znieczulenia ogólnego, ale także dlatego, że podkreśla istotną rolę, jaką odgrywają hormony w kontrolowaniu stanów wpływających na cały mózg.
Niektóre obwody mózgowe są aktywne podczas snu
Przez dziesięciolecia standardowa teoria dotycząca znieczulenia ogólnego głosiła, że indukujące je leki hamują aktywność mózgu do tego stopnia, że osoba nie może się poruszać ani odczuwać bólu.
Jednak ostatnio naukowcy zdali sobie sprawę, że niektóre obwody mózgu są bardzo aktywne podczas snu.
Badania wykazały na przykład, że obwody mózgowe, które są aktywne podczas snu, nie tylko pomagają ludziom utrwalać informacje, które zostały nabyte podczas snu, ale także pomagają im uczyć się nowych informacji podczas snu.
Starszy autor badań, Fan Wang, profesor neurobiologii w Duke University School of Medicine, i jej zespół zastanawiał się, czy to samo może dotyczyć znieczulenia ogólnego. Co by się stało, gdyby środki do znieczulenia ogólnego nie tylko hamowały aktywność mózgu? Czy substancje mogą również aktywować niektóre obwody?
Aby to zbadać, wywołali znieczulenie ogólne u myszy za pomocą różnych leków, których anestezjolodzy używają do usypiania ludzi podczas operacji.
Ważną rolę odgrywa układ neuroendokrynny
Ponieważ oznaczyli leki markerami molekularnymi, zespół mógł prześledzić ich przeznaczenie w mózgach myszy. Najczęstszym celem okazało się jądro nadoptyczne.
Komórki neuroendokrynne w tym małym obszarze mózgu uwalniają różne hormony, w tym wazopresynę, hormon pełniący wiele funkcji, w tym pomagający regulować ciśnienie krwi.
Naukowcy byli zaskoczeni tym wynikiem. Nie spodziewali się, że układ neuroendokrynny odgrywa tak aktywną rolę w znieczuleniu ogólnym.
Następnie przeprowadzili dalsze eksperymenty przy użyciu zaawansowanych technik chemicznych i optycznych, które pozwoliły im włączać i wyłączać tę konkretną grupę komórek u myszy.
Włączenie komórek spowodowało, że myszy przestały się poruszać i zapadły w głęboki, wolnofalowy sen, który zwykle występuje podczas utraty przytomności. Wyłączenie komórek uniemożliwiło myszom zasypianie.
Kiedy przeprowadzili podobne testy na myszach w znieczuleniu ogólnym, zespół odkrył, że wcześniejsza aktywacja komórek neuroendokrynnych wydłużyła czas znieczulenia, podczas gdy wyciszenie komórek skróciło jego działanie.
Autor badania, dr Luping Yin, który pracuje w laboratorium prof. Wanga, mówi, że wiele leków nasennych „ma kłopotliwe skutki uboczne”.
Według ogólnokrajowego badania z lat 2005–2010, które Centers for Disease Control and Prevention (CDC) opublikowało w 2013 r., Około 4 procent dorosłych w Stanach Zjednoczonych przyznało, że w ciągu ostatnich 30 dni stosowało przepisane środki nasenne.
„Jeśli uda nam się znaleźć sposób na manipulowanie tym obwodem neuronalnym, być może poprzez celowanie w hormony lub małe peptydy, może to doprowadzić do opracowania lepszych tabletek nasennych”.
Dr Luping Yin
