Undersøgelse afslører, hvordan generel anæstetika påvirker hjernen
Ny forskning på mus afslører for første gang, at forskellige lægemidler, der inducerer generel anæstesi, aktiverer et hjernekredsløb, der bringer søvn.
Forskerne ved Duke University i Durham, NC, der gennemførte undersøgelsen, antyder, at resultaterne vil hjælpe med at udvikle bedre lægemidler, der kan inducere søvn med færre bivirkninger.
Siden 1846, hvor en tandlæge og en kirurg udførte den første vellykkede kirurgiske procedure for at bruge anæstesi, er der opstået en række generelle anæstetiske lægemidler. Indtil den nylige undersøgelse havde det ikke været klart, hvordan disse stoffer frembragte et bevidsthedstab.
I en Neuron papir beskriver forskerne, hvordan de opdagede cellerne i hypothalamus i hjernens bund.
Cellerne, der hovedsageligt består af neuroendokrine celler, sidder "i og nær den supraoptiske kerne" i hypothalamus og "aktiveres vedvarende og almindeligt af flere klasser af [generel anæstetisk] medicin", skriver de.
Neuroendokrine celler er celler, der som med neuroner eller nerveceller modtager signaler fra nervesystemet, bortset fra at de reagerer ved at producere og frigive hormoner.
Næsten alle kroppens organer indeholder neuroendokrine celler, og de hormoner, som de frigiver, styrer mange af dets funktioner. Cellerne har meget lange fremspring, hvorigennem de frigiver hormonerne, såsom i blodbanen.
Den nylige undersøgelse er vigtig, ikke kun fordi den præciserer, hvordan generel anæstetika fungerer, men også fordi den fremhæver den vitale rolle, som hormoner spiller i kontrollerende tilstande, der påvirker hele hjernen.
Nogle hjernekredsløb er aktive under søvn
I årtier var standardteorien om generel anæstesi, at de stoffer, der inducerer det, hæmmer hjerneaktivitet til det punkt, hvor personen ikke kan bevæge sig eller føle smerte.
I nyere tid er forskere imidlertid klar over, at visse hjernekredsløb er meget aktive under søvn.
Undersøgelser har for eksempel vist, at hjernekredsløb, der er aktive under søvn, ikke kun hjælper folk med at konsolidere information, der blev erhvervet, mens de var vågen, men de hjælper dem også med at lære nye oplysninger, mens de sover.
Seniorstudieforfatter Fan Wang, der er professor i neurobiologi ved Duke University School of Medicine, og hendes team spekulerede på, om det samme kunne være tilfældet med generel anæstesi. Hvad hvis generelle anæstetika mere end hæmmer hjernens aktivitet? Kunne stofferne også aktivere nogle kredsløb?
For at undersøge dette inducerede de generel anæstesi hos mus ved hjælp af forskellige lægemidler, som anæstesiologer bruger til at sætte mennesker i søvn til operationer.
Neuroendokrine system har en stærk rolle
Fordi de mærkede stofferne med molekylære markører, kunne holdet spore deres destinationer i musens hjerner. Den mest almindelige destination viste sig at være den supraoptiske kerne.
De neuroendokrine celler i dette lille område af hjernen frigiver en række hormoner, herunder vasopressin, et hormon der tjener mange funktioner, herunder hjælp til at regulere blodtrykket.
Forskerne blev overrasket over dette resultat. De forventede ikke at finde ud af, at det neuroendokrine system havde en så aktiv rolle i generel anæstesi.
De udførte derefter yderligere eksperimenter ved hjælp af avancerede kemiske og optiske teknikker, der gjorde det muligt for dem at tænde og slukke for denne særlige gruppe celler hos mus.
Aktivering af cellerne fik musene til at stoppe med at bevæge sig og falde i en dyb, langsom bølgesøvn, der typisk opstår under bevidstløshed. At slukke for cellerne forhindrede musene i at kunne falde i søvn.
Da de udførte lignende tests på mus under generel anæstesi, fandt holdet, at aktivering af de neuroendokrine celler på forhånd gjorde, at anæstesien varede længere, mens cellerne dæmpede forkortede den.
Studieforfatter Dr. Luping Yin, der arbejder i professor Wangs laboratorium, siger, at mange lægemidler til at fremkalde søvn "har generende bivirkninger."
Ifølge en national undersøgelse fra 2005–2010, som Centers for Disease Control and Prevention (CDC) rapporterede i 2013, sagde omkring 4 procent af voksne i USA, at de havde brugt ordineret søvnhjælpemiddel i de foregående 30 dage.
"Hvis vi kan finde måder at manipulere dette neurale kredsløb på, måske ved at målrette mod hormoner eller små peptider, kan det føre til udvikling af bedre sovepiller."
Dr. Luping Yin
