В исследовании, опубликованном онлайн 18 апреля в Neuron, исследователи из Университета Дьюка (Duke University) обнаружили, что несколько различных препаратов для общей анестезии воздействуют на нервную систему, которая заставляет вас заснуть.
Введение
Открытие общей анестезии 170 лет назад было медицинским чудом, позволившим миллионам пациентов проходить инвазивные спасительные операции без боли. Тем не менее, несмотря на десятилетия исследований, ученые до сих пор не понимают, как работает общая анестезия.
Исследователи проследили эту нейронную схему до крошечного скопления клеток в основании мозга, ответственного за выработку гормонов для регулирования функций организма, настроения и сна. Это открытие является одним из первых, предложивших роль гормонов в поддержании состояния общей анестезии, и дает ценную информацию для создания новых препаратов, которые могут усыпить людей с меньшим количеством побочных эффектов.
Влияние анестетиков на организм
С тех пор как в 1846 году проведена первая операция под общей анестезией, ученые пытались выяснить, как именно это работает. Основная теория заключается в том, что многие из этих препаратов ослабляют нормальную деятельность мозга, что приводит к неспособности двигаться или чувствовать боль. Подобные теории вращались вокруг сна. Тем не менее, исследования последних десяти лет показали, что сон является более активным процессом, чем предполагалось ранее.
«Возможно, вместо того, чтобы просто ингибировать нейроны, анестетики также могут активировать определенные клетки головного мозга», — сказал Фенг Цзян-Се, сотрудник Медицинской школы Университета Дьюка.
Материалы и методы исследования
Чтобы проверить свою новую теорию, Цзян-Се и Люпин Инь (Luping Yin), научный сотрудник лаборатории Вана (Wang lab), подвергли мышей общей анестезии несколькими различными, но широко используемыми препаратами. Затем ученые использовали молекулярные маркеры для отслеживания нейронов, которые обычно активируются анестетиками.
Результаты научного исследования
Ученые обнаружили группу активно запускающих нейронов в крошечной области мозга, называемой супраоптическим ядром, которая выделяет большое количество гормонов, таких как вазопрессин, непосредственно в кровоток.
«Большинство клеток, активированных анестезией, были своего рода гибридной клеткой, которая соединяет нервную и эндокринную систему», — сказал Цзян-Се. «Это застало нас врасплох и привело на неизведанную территорию для понимания нервных путей общей анестезии».
Затем исследователи использовали сложную технику, разработанную в лаборатории Вана, для включения или выключения этой специализированной группы клеток с помощью химикатов или света. Когда они включили клетки у мышей, животные переставали двигаться и погружались в глубокий сон, называемый медленным сном, обычно ассоциируемый с потерей сознания.
Далее исследовательская группа убила эту группу клеток. Мыши продолжали двигаться, не в силах заснуть. Наконец, исследователи провели аналогичные эксперименты на мышах под общей анестезией. Ученые обнаружили, что искусственная предварительная активация нейроэндокринных клеток заставляла мышей оставаться под общей анестезией в течение более длительных периодов времени. И, наоборот, когда они заставляют эти клетки замолчать, мыши легче просыпаются от наркоза. Это исследование также выявило неожиданную роль гормон-секретирующих клеток мозга в развитии глубокого сна.
«Многие люди, особенно те, у кого имеется болезнь Альцгеймера, испытывают трудности с засыпанием, однако современные лекарства имеют неприятные побочные эффекты», — говорит Инь. «Если мы сможем найти способы манипулировать этой нейронной схемой, возможно, путем нацеливания на гормоны или маленькие пептиды, то это может привести к разработке более эффективных снотворных».
Авторы другого исследования выявили, что общая анестезия у детей раннего возраста приводит к когнитивным нарушениям.
