Studie avslører hvordan generell bedøvelse påvirker hjernen
Ny forskning på mus avslører for første gang at forskjellige medisiner som induserer generell anestesi, aktiverer en hjernekrets som fører til søvn.
Forskerne ved Duke University i Durham, NC som gjennomførte studien, antyder at funnene vil bidra til å utvikle bedre medisiner som kan indusere søvn med færre bivirkninger.
Siden 1846, da en tannlege og en kirurg utførte den første vellykkede kirurgiske prosedyren for å bruke anestesi, har det dukket opp en rekke generelle anestesimidler. Inntil den nylige studien hadde det imidlertid ikke vært klart hvordan disse stoffene produserte tap av bevissthet.
I en Neuron papir, beskriver forskerne hvordan de oppdaget cellene i hypothalamus ved hjernens bunn.
Cellene, som hovedsakelig består av nevroendokrine celler, sitter "i og i nærheten av den supraoptiske kjernen" i hypothalamus og "aktiveres vedvarende og ofte av flere klasser av [generell bedøvelse] medisiner", skriver de.
Nevroendokrine celler er celler som, som med nerveceller, eller nerveceller, mottar signaler fra nervesystemet, bortsett fra at de reagerer ved å produsere og frigjøre hormoner.
Nesten alle kroppens organer inneholder nevroendokrine celler, og hormonene som de frigjør kontrollerer mange av dets funksjoner. Cellene har veldig lange projeksjoner der de frigjør hormonene, for eksempel i blodet.
Den nylige studien er viktig ikke bare fordi den klargjør hvordan generell anestesimiddel fungerer, men også fordi den fremhever den vitale rollen som hormoner spiller i kontrollerende tilstander som påvirker hele hjernen.
Noen hjernekretser er aktive under søvn
I flere tiår var standardteorien om generell anestesi at medisinene som induserer den hemmer hjerneaktivitet til det punktet hvor personen ikke kan bevege seg eller føle smerte.
Men i nyere tid har forskere kommet til at visse hjernekretser er veldig aktive under søvn.
Studier har for eksempel vist at hjernekretser som er aktive under søvn, ikke bare hjelper folk å konsolidere informasjon som ble anskaffet mens de var våken, men de hjelper dem også til å lære ny informasjon mens de sover.
Seniorstudieforfatter Fan Wang, som er professor i nevrobiologi ved Duke University School of Medicine, og teamet hennes lurte på om det samme kan være tilfelle med generell anestesi. Hva om generell bedøvelse gjorde mer enn å hemme hjernens aktivitet? Kan stoffene også aktivere noen kretsløp?
For å undersøke dette induserte de generell anestesi hos mus ved hjelp av forskjellige medisiner som anestesileger bruker for å sette mennesker i dvale for operasjoner.
Nevroendokrine systemet har en sterk rolle
Fordi de merket medikamentene med molekylære markører, kunne teamet spore destinasjonene i hjernen til musene. Den vanligste destinasjonen viste seg å være den supraoptiske kjernen.
De nevroendokrine cellene i denne lille hjernegruppen frigjør en rekke hormoner, inkludert vasopressin, et hormon som tjener mange funksjoner, inkludert å hjelpe til med å regulere blodtrykket.
Forskerne ble overrasket over dette resultatet. De forventet ikke å finne at det nevroendokrine systemet hadde en så aktiv rolle i generell anestesi.
De utførte deretter ytterligere eksperimenter ved hjelp av avanserte kjemiske og optiske teknikker som tillot dem å slå denne spesielle gruppen av celler av og på hos mus.
Ved å slå på cellene fikk musene slutte å bevege seg og falt i en dyp, langsom bølgesøvn som vanligvis oppstår under bevisstløshet. Å slå av cellene hindret musene i å kunne sovne.
Da de utførte lignende tester på mus under generell anestesi, fant teamet at aktivering av nevroendokrine celler på forhånd gjorde at anestesien varte lenger mens cellene dempet forkortet den.
Studieforfatter Dr. Luping Yin, som jobber i professor Wangs laboratorium, sier at mange medisiner for å fremkalle søvn "har plagsomme bivirkninger."
I følge en nasjonal undersøkelse fra 2005–2010 som Centers for Disease Control and Prevention (CDC) rapporterte i 2013, sa rundt 4 prosent av voksne i USA at de hadde brukt foreskrevet søvnhjelpemiddel de siste 30 dagene.
"Hvis vi kan finne måter å manipulere dette nevrale kretsløpet, kanskje ved å målrette hormoner eller små peptider, kan det føre til utvikling av bedre sovepiller."
Dr. Luping Yin
