28 октомври 2020
Категории
  •  Космос
  •  Физика
  •  Науки за земята
  •  Биология
  •  Медицина
  •  Математика
  •  Научни дискусии
  •  Разни
FACEBOOK

175-годишната тайна как анестезията причинява загуба на съзнание е разкрита

| ПОСЛЕДНА ПРОМЯНА 01 юни 2020 в 14:00 113720
Снимка: Wikimedia Commons

Медицината е немислима без хирургията, а сериозните операции върху живи пациенти без използване на обща анестезия може да се определят като изтезание. Лекарите използват анестезията от почти два века, но засега механизмът на загуба на съзнание оставаше неизвестен.

Сега учените откриват какво се случва с тялото, когато анестезията започне да действа върху него, и как постепенно спира предаването на нервните сигнали.

Първата операция с упойка се извършва в Бостън през 1846 г. Оттогава анестезията започва да се използва широко. Спасени са милиони животи. Изследователите не престават да търсят начини за подобряване на ефективността на анестезията. В началото на 20 век, 55 години след първата операция под упойка, немският фармаколог Ханс Хорст Майер и британският биолог Чарлз Ернест Овъртън почти едновременно и независимо заключават, че ефективността на анестезията зависи от разтворимостта на липидите.

Следващият пробив е след почти още сто години. През 1997 г. в трудовете на Американската академия на науките бе публикувана статия на професор Ричард Лернер (Richard Lerner). В нея ученият описва сънотворния липид на олеамида, който открива, докато изучава биохимията на съня. Лернер свързва механизма на загуба на съзнание с активността на открития липид. 

Новото проучване на учени от изследователския институт Scripps решава тази дългогодишна медицинска загадка. Те споделят в , публикувана наскоро статия в Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) своята версия на механизма, отговорен за временно „изключване” на съзнанието на пациента от заобикалящата го реалност.

Използвайки съвременни микроскопични наноразмерни техники и експерименти с живи клетки и плодови мушици, учените показват как струпването на липиди в клетъчната мембрана служи като липсващо звено между двата механизма. Временното излагане на анестезия кара липидните клъстери да се придвижват от подредено състояние в хаотично и след това отново обратно, което води до множество последващи ефекти, които в крайна сметка това причинява промени в съзнанието.

Откритието от химика, д-р Ричард Лернер и молекулярния биолог, доктор Скот Хансън (Scott Hansen), решава вековния научен дебат, който продължи и до днес: Анестетиците действат ли директно върху вратите на клетъчните мембрани, наречени йонни канали, или действат по някакъв начин мембраната за сигнализиране на клетките се променя по нов и неочакван начин? Нужни са близо пет години експерименти, дебати и предизвикателства, за да се стигне до заключението, че това е двуетапен процес, който започва в мембраната, казват от изследователите. 

Авторите на работата подготвят за клетките резервоар запълнен с хлороформ и наблюдават какво се случва. Излагането на клетките на хлороформ силно увеличава диаметъра и площта на липидните клъстери на клетъчната мембрана, наречени GM1, обяснява Хансън.

Той наблюдава промяна в организацията на клъстера GM1, смяна от плътно подреждане на клъстерите към разбъркана каша като топки за билярд след първия удар. Тъй като се разбърква, GM1 изсипва съдържанието си, сред което е ензим, наречен фосфолипаза D2 (PLD2).

Маркирайки PLD2 с флуоресцентно химично вещество, Хансен успява да наблюдава чрез микроскоп как PLD2 се движи като билярдна топка далеч от първоначалното си място в GM1 към друг, по-малко предпочитан липиден клъстер, наречен PIP2. Това активира ключовите молекули в PIP2 клъстерите, сред които калиевите йонни канали (TREK1) и техният липиден активатор, фосфатидната киселина (PA). Тези канали отделят калий, което кара нерва да се изключи, сигналът изчезва и по този начин се стига до загуба на съзнание, разказва Хансън.

Подредения клъстерен холестерол в клетъчната мембрана за кратко се разстройва при излагане на хлороформ. Кредит: Hansen lab, Scripps Research.

Така бе разкрит механизмът, който остана неизвестен на науката в продължение на 175 години. Остава само да се провери дали наистина се среща в живите организми. Учените изкуствено намаляват производството на ензима фосфолипаза в плодовите мушици.

Авторите на сензационния труд се надяват, че тяхното откритие не само ще помогне за повишаване на ефективността и безопасността на операциите под анестезия, но и ще даде нови съвети за изясняване на другите тайни на мозъка: как заспиваме и се събуждаме и какво се случва тогава с клетъчните мембрани, невроните и самия мозък.

Справка: Studies on the mechanism of general anesthesia
Mahmud Arif Pavel, View ORCID ProfileE. Nicholas Petersen, View ORCID ProfileHao Wang, View ORCID ProfileRichard A. Lerner, and View ORCID ProfileScott B. Hansen, 
PNAS first published May 28, 2020 https://doi.org/10.1073/pnas.2004259117

Източник: Anesthesia’s effect on consciousness solved, settling century-old scientific debate, Neuroscience News


Няма коментари към тази новина !

 
Още от : Новини
Всички текстове и изображения публикувани в OffNews.bg са собственост на "Офф Медия" АД и са под закрила на "Закона за авторското право и сродните им права". Използването и публикуването на част или цялото съдържание на сайта без разрешение на "Офф Медия" АД е забранено.