Hur allmänbedövning påverkar hjärnan
Allmänna bedövningsmedel har en mer utbredd effekt på hjärnan än att inducera sömn, föreslår en ny studie som kan leda till förbättrade läkemedel för användning vid kirurgi.
Teamet, från University of Queensland i Australien, skriver i tidskriften Cellrapporter att deras "fynd kan ge en mer fullständig förståelse för generell anestesi."
Med hjälp av en teknik som kallas enmolekylär bildmikroskopi kunde forskarna undersöka effekten av propofol, en vanlig allmänbedövning, på enstaka celler.
Specifikt studerade de läkemedlets effekt på synaptisk frisättning, vilket är en mekanism genom vilken nervceller, eller neuroner, kommunicerar med varandra.
"Vi vet från tidigare forskning", säger seniorstudieförfattare Bruno van Swinderen, docent vid Queensland Brain Institute, "att generella anestetika inklusive propofol verkar på sömnsystem i hjärnan, ungefär som ett sömntablett."
Störning av synaptiska mekanismer
Men i den nya studien - där de undersökte läkemedlets effekter på råttor och flugor - fann forskarna att propofol också kan agera på ett annat, helt annorlunda sätt.
Som professor van Swinderen förklarar fann teamet att läkemedlet "stör presynaptiska mekanismer, vilket förmodligen påverkar kommunikationen mellan nervceller i hela hjärnan på ett systematiskt sätt som skiljer sig från att bara sova."
Han och hans team fann att propofol begränsar rörligheten för ett protein som kallas syntaxin1A, vilket behövs vid neuronsynapser för att neuroner ska kunna kommunicera med varandra.
Synapser är korsningar där neuroner överför signaler till andra nervceller såväl som andra typer av celler, såsom körtel och muskelceller.
De flesta signaler bärs av kemiska budbärare som kallas neurotransmittorer. Dessa frigörs av den presynaptiska neuronen och tas emot i den postsynaptiska cellen.
Det nya fyndet är betydelsefullt, som Prof. van Swinderen och hans kollegor konstaterar i sin studiepapper, "Varje neuron kommunicerar med andra nervceller genom syntaxin1A-medierad neurotransmission," och mekanismen är densamma över arter, allt från "maskar till människor. ”
Konsekvenser för personer med Alzheimers
Prof. van Swinderen säger att teamets senaste upptäckt kan förklara några av biverkningarna av generell anestesi, till exempel varför vi känner oss groga och desorienterade efter operationen.
Medan propofol och andra allmänna bedövningsmedel får oss att sova, är det deras ”utbredda störning av synaptisk anslutning” - eller kommunikationsvägarna i hela hjärnan - som möjliggör operation, föreslår han.
"Upptäckten har konsekvenser för människor vars hjärnanslutning är sårbar, till exempel hos barn vars hjärnor fortfarande utvecklas eller för personer med Alzheimers eller Parkinsons sjukdom", tillägger prof. Van Swinderen.
Han säger att mer arbete behövs för att avgöra om allmänna anestetika ger långvariga biverkningar hos dessa utsatta grupper.
”Man har aldrig förstått varför generell anestesi ibland är problematiskt för mycket unga och gamla. Denna nyligen upptäckta mekanism kan vara en anledning. ”
Prof. Bruno van Swinderen
