Не просто сон: учёные разгадали загадку действия анестезии на мозг

Несмотря на широкое применение общих анестезирующих средств, специалисты до сих пор точно не знают, как именно они работают. Причина, по которой исследователи полностью не понимают механизм их воздействия, заключается в том, что они не знают, как работает сознание человека.

Новая работа учёных Квинслендского университета (Австралия) проливает свет на то, что происходит в мозге, когда он находится под воздействием общей анестезии. Оказалось, препараты не просто усыпляют человека, они нарушают связи между клетками мозга.

В недавней книге "Анестезия: Дар забвения и тайна сознания" автор Кейт Коул-Адамс (Kate Cole-Adams) рассказывает множество странных историй о людях, которые слышали что-либо, находясь под анестезией, или испытывали необычные формы сознательного понимания. Тезис книги в том, что люди могут быть более осведомлены об окружающей обстановке во время общей анестезии, чем считалось прежде. Иными словами, они не просто засыпают. Но тревожит медиков не это: возможно, что применение наркоза в корне переписывает воспоминания человека.

Исследования, проведённые за последние десятилетия, предполагают, что анестезирующие средства приводят к бессознательному состоянию и неспособности разных областей мозга взаимодействовать между собой.

По всей видимости, блокировка передачи информации между различными областями в коре головного мозга приводит к "исчезновению" нашего сознания. Возможно, что это также приводит к странным побочным эффектам – потери памяти и когнитивным нарушениям после наркоза.

"Благодаря более ранним исследованиям мы знали, что общие анестезирующие средства, включая пропофол действуют на системы сна в мозге подобно снотворному", — говорит один из исследователей Бруно ван Свиндерен.

Он также добавляет, что исследование его команды показало, что пропофол негативно влияет на пресинаптические механизмы, вероятно, влияя на коммуникацию между нейронами по всему мозгу.

В ходе работы было изучено действие пропофола (этот препарат наиболее часто используется для общего наркоза). Учёные изучили, как пропофол влияет на отдельные клетки в живом организме и в пробирке. Специалисты использовали живые образцы нейронных клеток крыс и плодовых мух.

Сильнодействующий седативный препарат, как считается, заставляет человека засыпать благодаря воздействию на нейромедиаторные системыГАМК, основного регулятора циклов сна и бодрствования в мозге.

Оказалось, что пропофол связывается с ключевым белком, который нервные клетки используют для общения друг с другом.

"Мы обнаружили, что пропофол ограничивает движение ключевого белка — синтаксина1A, необходимого для работы синапсов всех нейронов", — объясняет ван Свиндерен. И это, по его словам, приводит к ухудшению коммуникации между нейронами в мозге. Отметим, что не только животные обладают синтаксином1A, белок присутствует и в организме людей.

По всей видимости, анестезирующий препарат блокирует этот белок. Это приводит к тому, что взаимодействие клеток мозга становится более медленным, по крайней мере, на некоторое время.

Исследователи считают, что пропофол потому и позволяет проводить операции: сначала он "усыпляет" человека, словно обыкновенное снотворное, а затем мешает взаимодействию клеток внутри мозга.

"Открытие может оказаться важным для лечения людей, в мозге которых уже есть проблемы, например, у детей, чей мозг ещё развивается, или у людей с болезнями Альцгеймера или Паркинсона. Никогда не было понятно, почему общая анестезия иногда вызывает проблемы у самых молодых или старых людей. Открытый механизм может быть тому причиной", — говорит ван Свиндерен.

В дальнейшем, отмечают учёные, необходимо провести дополнительные работы, чтобы установить связь между нарушением работы белков синтаксинов1A, вызванных пропофолом, и его анестезирующим действием. После этого нужно будет проверить и другие анестезирующие препараты.

Однако ван Свиндерен считает, что все общие анестетики работают аналогичным образом, поскольку все они обладают одной важной чертой: связываются с жирами, а жиры находятся в важнейших точках обмена в наших синапсах.

С результатами любопытного исследования можно ознакомиться в статье, опубликованной в издании Cell Reports.

К слову, чтобы учёные получили возможность отслеживать движения белковых молекул в синапсах, им понадобилось выяснить, как этот синаптический процесс работает в целом. За это открытие учёные удостоились Нобелевской премии в 2013 году. А благодаря более совершенным методам визуализации учёные, возможно, смогут разгадать ещё больше тайн анестезии.

Добавим, что ранее исследователи выяснили, как анестезия действует на растения. Кроме того, учёные ищут способы заменить инъекции препаратов на безболезненные электрические импульсы.