Peste 350 de milioane de intervenţii chirurgicale sunt efectuate în fiecare an la nivel mondial. Pentru cei mai mulţi dintre noi, este probabil ca la un moment dat în viaţă să trebuiască să fim supuşi unei proceduri care necesită anestezie generală.
Chiar dacă este una dintre cele mai sigure practici medicale, încă nu există o înţelegere completă şi temeinică a modului exact în care funcţionează medicamentele anestezice în creier.
De fapt, a rămas în mare parte un mister de când anestezia generală a fost introdusă în medicină, în urmă cu peste 180 de ani.
Un studiu publicat pe 15 mai în Journal of Neuroscience oferă noi indicii cu privire la complexitatea acestui proces.
Medicamentele anestezice generale par să afecteze doar anumite părţi specifice ale creierului responsabile pentru a ne menţine în stare de alertă şi treji.
Celulele cerebrale ajung la un echilibru
În cadrul unui studiu realizat cu ajutorul muştelor de fructe, o echipă de oameni de ştiinţă de la Universitatea Queensland de Tehnologie (QUT) a descoperit o potenţială modalitate care permite medicamentelor anestezice să interacţioneze cu anumite tipuri de neuroni (celule cerebrale), iar totul are legătură cu proteinele.
Creierul uman are în jur de 86 de miliarde de neuroni şi nu toţi sunt la fel - aceste diferenţe sunt cele care permit ca anestezia generală să fie eficientă.
Oamenii de ştiinţă nu sunt complet în întuneric în ceea ce priveşte modul în care ne afectează medicamentele anestezice. Se ştie de ce anestezicele generale sunt capabile să ne facă să ne pierdem starea de conştienţă atât de repede, datorită unei descoperiri de referinţă făcută în 1994.
Dar, pentru a înţelege mai bine detaliile fine, cercetătorii au studiat mai întâi diferenţele infime dintre celulele din creierul uman.
În linii mari, există două categorii principale de neuroni în creier.
Primii sunt ceea ce specialiştii numesc neuroni „excitatori", responsabili în general pentru a ne menţine în starea de alertă şi treji. Al doilea sunt neuronii „inhibitori" - sarcina lor este de a-i regla şi controla pe cei excitatori.
În viaţa de zi cu zi, neuronii excitatori şi inhibitori lucrează şi se echilibrează în mod constant unul pe celălalt.
Atunci când adormim, există neuroni inhibitori în creier care îi „reduc la tăcere" pe cei excitatori care ne ţin treji. Acest lucru se întâmplă treptat, în timp, motiv pentru care ne putem simţi progresiv mai obosiţi pe parcursul zilei.
Anestezicele generale accelerează acest proces prin reducerea directă la tăcere a acestor neuroni excitatori, fără nicio acţiune din partea celor inhibitori. Acesta este motivul pentru care anestezistul ne spune că ne va „adormi" pentru procedura medicală: pentru că, în esenţă, este acelaşi proces.
Un tip special de somn
Deşi specialiştii ştiu de ce anestezicele ne adorm, întrebarea care rămâne este: „de ce rămânem adormiţi în timpul operaţiei?".
Până în prezent, nu există un consens puternic în domeniu cu privire la motivul pentru care anestezia generală îi face pe oameni să rămână inconştienţi în timpul operaţiei.
În ultimele două decenii, cercetătorii au propus mai multe explicaţii potenţiale, dar toate par să indice o singură cauză principală. Neuronii încetează să „mai vorbească" între ei atunci când sunt expuşi la anestezicele generale.
Deşi ideea că „celule pot vorbi între ele" poate părea puţin ciudată, este un concept fundamental în neuroştiinţe, spune Adam Hines, de la QUT. Fără această comunicare, creierul nostru nu ar fi capabil să funcţioneze deloc. Şi permite creierului să ştie ce se întâmplă în tot corpul.
Neuroni coloraţi în creierul unei muşte. Credit: Adam Hines, QUT, mai 2024
Ce au descoperit oamenii de ştiinţă?
Noul studiu arată că anestezicele generale par să oprească comunicarea neuronilor excitatori, dar nu şi a celor inhibitori. Acest concept nu este nou, dar echipa de cercetători a găsit câteva dovezi convingătoare cu privire la motivul pentru care sunt afectaţi doar neuronii excitatori.
Pentru ca neuronii să comunice, trebuie să fie implicate anumite proteine. Una dintre sarcinile pe care le au aceste proteine este de a determina neuronii să elibereze molecule numite neurotransmiţători. Aceşti mesageri chimici sunt cei care transmit semnale de la un neuron la altul: dopamina, adrenalina şi serotonina sunt toţi neurotransmiţători, de exemplu.
Echipa de la QUT a descoperit că anestezicele generale afectează capacitatea acestor proteine de a elibera neurotransmiţători, dar numai în cazul neuronilor excitatori. Pentru a testa acest lucru, echipa a folosit muşte de fructe Drosophila melanogaster şi microscopia de super rezoluţie pentru a vedea direct ce efecte are un anestezic general asupra acestor proteine la scară moleculară.
O parte din ceea ce face ca neuronii excitatori şi inhibitori să fie diferiţi unul de celălalt este faptul că aceştia exprimă tipuri diferite ale aceleiaşi proteine. Este ca şi cum am vorbi despre două maşini de aceeaşi marcă şi model, dar una este verde şi are un pachet sport, în timp ce cealaltă este doar standard şi roşie. Amândouă fac acelaşi lucru, dar una este doar puţin diferită.
Eliberarea neurotransmiţătorilor este un proces complex care implică o mulţime de proteine diferite, iar dacă o piesă din puzzle nu este exact cum trebuie, atunci anestezicele generale nu-şi vor putea face treaba, explică Hines.
„Următorul pas în cercetare va fi să ne dăm seama care piesă din puzzle este diferită, pentru a înţelege de ce anestezicele generale opresc doar comunicarea excitatorie", scrie el ]n recentul articol.
Rezultatele acestui studiu sugerează că medicamentele utilizate în anestezia generală provoacă o inhibiţie globală masivă în creier. Prin reducerea la tăcere a excitabilităţii în două moduri, aceste medicamente adorm pacientul şi îl menţin aşa pe parcursul operaţiei.