Ei descoperă cum funcționează anestezia generală după 175 de ani de utilizare

Madrid | 06 · 06 · 20 | 17:07

anestezia

Distribuiți articolul

Această descoperire rezolvă o dezbatere științifică veche de secole. ShutterStock

Chirurgia ar fi de neconceput fără anestezie generala, deci poate fi surprinzător faptul că, în ciuda sa 175 de ani de istorie Pentru uz medical, medicii și oamenii de știință nu au reușit să explice modul în care anestezicele îi transformă temporar pe pacienți în inconștiență.

Un nou studiu Scripps Research publicat în revista Proceedings of the National Academy of Sciences rezolvă acest mister medical vechi. Folosind tehnici microscopice moderne la scară nanomedicinală, pe lângă experimentele ingenioase pe celule vii și muște de fructe, oamenii de știință arată cum grupurile de lipide din membrana celulară servesc ca intermediar lipsă într-un mecanism din două părți.

Expunerea temporară la anestezie cauzează grupurile de lipide trec de la starea ordonată la starea dezordonată și revin din nou, ducând la o multitudine de efecte secundare care în cele din urmă provoacă schimbări de conștiință, conform descoperirilor acestor oameni de știință americani.

Această descoperire rezolvă o dezbatere științifică veche de secole, care încă mai fierbe astăzi: Anestezicele acționează direct asupra porților membranei celulare numite canale ionice sau acționează într-un fel asupra membranei pentru a semnaliza schimbările celulare într-un mod nou și neașteptat? cale? Au fost necesare aproape cinci ani de experimente pentru a concluziona că este un proces în doi pași care începe de la membrană.

Anestezicele perturbă grămezi ordonate de lipide din membrana celulară cunoscute sub numele de „plute lipidice” pentru a iniția semnalul. „Credem că există puține îndoieli că această cale nouă este utilizată pentru alte funcții ale creierului dincolo de conștiință, permițându-ne acum să descoperim alte mistere ale creierului”, explică unul dintre liderii cercetării, chimistul Richard Lerner.

Cupola eterului

Capacitatea eterului de a induce pierderea cunoștinței a fost demonstrată mai întâi într-un pacient cu o tumoare la Massachusetts General Hospital din Boston în 1846, într-o sală de operații care mai târziu a devenit cunoscută sub numele de Domul Aether. Procedura a fost atât de relevantă încât a fost surprinsă într-un tablou celebru, „Prima operațiune sub eter”, de Robert C. Hinckley. Până în 1899, farmacologul german Hans Horst Meyer și apoi în 1901 biologul britanic Charles Ernest Overton au concluzionat cu înțelepciune că solubilitatea lipidelor a dictat potența unor astfel de anestezice.

Mulți alți oameni de știință, printr-un secol de experimentare, căutaseră aceleași răspunsuri, dar lipseau mai multe elemente cheie, potrivit lui Scott Hansen, celălalt autor al lucrării: „În primul rând, microscoape capabile să vizualizeze complexe biologice mai mici decât cele ale limitelor de difracție de lumină și, în al doilea rând, cunoștințe recente despre natura membranelor celulare și organizarea complexă și funcția bogatei varietăți de complexe lipidice care le compun ". „Căutaseră o mare întreagă de lipide și semnalul a fost șters, pur și simplu nu l-au văzut, în mare parte din lipsă de tehnologie ", Adăuga.

Folosind tehnologia microscopică câștigătoare a Premiului Nobel, în special un microscop numit dSTORM, prescurtarea „microscopiei directe de reconstrucție optică stocastică”, un cercetător postdoctoral din laboratorul lui Hansen a scăldat celule în cloroform și a observat ceva asemănător cu deschiderea unui joc de biliard. „Expunerea celulelor la cloroform a crescut puternic diametrul și zona aglomerărilor lipidice din membrana celulară numită GM1”, explică Hansen.

Ceea ce vedea era o schimbare în organizarea grupului GM1, o schimbare de la o minge strânsă la o mizerie întreruptă, detaliază Hansen. Pe măsură ce s-a încurcat, GM1 și-a vărsat conținutul, inclusiv o enzimă numită fosfolipază D2 (PLD2).

Marcând PLD2 cu o substanță chimică fluorescentă, Hansen a reușit să observe prin microscopul dSTORM cum PLD2 s-a mutat ca o bilă de biliard departe de casa GM1 și într-un grup de lipide diferit, mai puțin preferat numit PIP2. Aceasta a activat moleculele cheie din grupurile PIP2, inclusiv canalele ionice de potasiu TREK1 și activatorul său de lipide, acidul fosfatidic (PA). Activarea TREK1 îngheață practic capacitatea neuronilor de a trage și, astfel, duce la pierderea cunoștinței, spune Hansen.

Lerner a insistat că validați constatările într-un model de animal viu. Musca comună a fructelor, Drosophila melanogaster, a furnizat aceste date. Eliminarea expresiei PLD la muște le-a făcut rezistente la efectele sedării. De fapt, au avut nevoie de dublul expunerii la anestezic pentru a demonstra același răspuns. „Toate muștele și-au pierdut în cele din urmă cunoștința, sugerând că PLD ajută la stabilirea unui prag, dar nu este singura cale care controlează sensibilitatea la anestezic”, susțin ei.