Исследование показывает, как общие анестетики влияют на мозг
Новое исследование на мышах впервые показывает, что различные препараты, вызывающие общую анестезию, активируют мозговую цепь, которая вызывает сон.
Ученые из Университета Дьюка в Дареме, штат Северная Каролина, которые проводили исследование, предполагают, что результаты помогут разработать лучшие лекарства, которые могут вызывать сон с меньшим количеством побочных реакций.
С 1846 года, когда стоматолог и хирург провели первую успешную хирургическую операцию с использованием анестезии, появился ряд общих анестетиков. Тем не менее, до недавнего исследования было неясно, как эти вещества вызывают потерю сознания.
В Нейрон В статье исследователи описывают, как они обнаружили клетки гипоталамуса в основании мозга.
Клетки, которые состоят в основном из нейроэндокринных клеток, находятся «в супраоптическом ядре и рядом с ним» в гипоталамусе и «постоянно и обычно активируются несколькими классами [общих анестетиков] препаратов», - пишут они.
Нейроэндокринные клетки - это клетки, которые, как и нейроны или нервные клетки, получают сигналы от нервной системы, за исключением того, что они отвечают, производя и высвобождая гормоны.
Почти все органы тела содержат нейроэндокринные клетки, и гормоны, которые они выделяют, контролируют многие из его функций. Клетки имеют очень длинные выступы, через которые они выделяют гормоны, например, в кровоток.
Недавнее исследование важно не только потому, что оно разъясняет, как действуют общие анестетики, но и потому, что оно подчеркивает жизненно важную роль, которую гормоны играют в контроле состояний, влияющих на весь мозг.
Некоторые мозговые цепи активны во время сна
На протяжении десятилетий стандартная теория общей анестезии заключалась в том, что препараты, вызывающие ее, подавляют активность мозга до такой степени, что человек не может двигаться или чувствовать боль.
Однако в последнее время ученые пришли к выводу, что определенные цепи мозга очень активны во время сна.
Исследования показали, например, что мозговые цепи, которые активны во время сна, не только помогают людям консолидировать информацию, полученную во время бодрствования, но также помогают им усваивать новую информацию во время сна.
Старший автор исследования Фань Ван, профессор нейробиологии в Медицинской школе Университета Дьюка, и ее команда задались вопросом, может ли то же самое относиться к общей анестезии. Что, если бы общие анестетики не просто подавляли мозговую активность? Могут ли вещества также активировать какие-то цепи?
Чтобы исследовать это, они вызвали общую анестезию у мышей, используя различные препараты, которые анестезиологи используют, чтобы усыпить людей перед операциями.
Нейроэндокринная система играет важную роль
Поскольку они пометили лекарства молекулярными маркерами, команда смогла отследить их место назначения в мозгу мышей. Наиболее частым местом назначения оказалось супраоптическое ядро.
Нейроэндокринные клетки в этой крошечной области мозга выделяют множество гормонов, включая вазопрессин, гормон, который выполняет множество функций, в том числе помогает регулировать кровяное давление.
Исследователи были удивлены этим результатом. Они не ожидали обнаружить, что нейроэндокринная система играет такую активную роль в общей анестезии.
Затем они провели дальнейшие эксперименты, используя передовые химические и оптические методы, которые позволили им включать и выключать эту конкретную группу клеток у мышей.
Включение клеток привело к тому, что мыши перестали двигаться и впадали в глубокий медленный сон, который обычно возникает во время бессознательного состояния. Выключение клеток не давало мышам заснуть.
Когда они провели аналогичные тесты на мышах под общей анестезией, команда обнаружила, что предварительная активация нейроэндокринных клеток продлевала анестезию, а подавление клеток сокращало ее.
Автор исследования доктор Люпин Инь, который работает в лаборатории профессора Вана, говорит, что многие лекарства для снятия сна «имеют неприятные побочные эффекты».
Согласно общенациональному опросу 2005–2010 годов, проведенному Центрами по контролю и профилактике заболеваний (CDC) в 2013 году, около 4 процентов взрослых в Соединенных Штатах заявили, что они использовали прописанные им снотворные в течение предыдущих 30 дней.
«Если мы сможем найти способы манипулировать этой нейронной схемой, возможно, путем воздействия на гормоны или небольшие пептиды, то это может привести к разработке лучших снотворных».
Доктор Люпин Инь
