Mokslininkai mano suradę atsakymą į šimtmečio senumo klausimą - tai štai kaip anestezija paveikia mūsų smegenis (1)
Ar galite įsivaizduoti operacijas be anestezijos? Į dantis jums įstatytų medinį kuolą, kad per garsiai nerėktumėte, rankos ir kojos būtų prirakintos prie stalo ir chirurgas imtųsi darbo. Gerai, kad tai - tolima praeitis. Tačiau nepaisant 175 metų istorijos, mes net nežinome, kaip anestezija veikia. Na, bent jau nežinojome - Scripps instituto mokslininkai pagaliau priartėjo prie geriausio paaiškinimo, kaip anestezija veikia žmogaus sąmonę.
Prisijunk prie technologijos.lt komandos!
Laisvas grafikas, uždarbis, daug įdomių veiklų. Patirtis nebūtina, reikia tik entuziazmo.
Sudomino? Užpildyk šią anketą!
Modernios anestezijos priemonės yra išties labai pažangios. Žmogus vieną akimirką kalba su gydytojais, kitą - pabunda net nesuprasdamas, kas nutiko. Tačiau mokslas iš tikrųjų nežino, kaip anestezija veikia. Kodėl žmonės taip paprastai netenka sąmonės nuo tų gerai išbandytų vaistų?
Mokslininkai šimtmetį ginčijosi dėl dviejų galimų anestezijos mechanizmų. Ar anestezija paveikia ląstelių membranų vartus, vadinamus jonų kanalais? O gal anestezija membranose sukelia naujus pokyčius? O gal yra kažkoks trečias mechanizmas, kurio mokslininkai net nesvarstė?
Dabar mokslininkai net penkerius metus vykdė sudėtingus tyrimus. Jiems pasitelkti ypatingi mikroskopai, eksperimentai su ląstelėmis ir vaisinėmis muselėmis. Galiausiai mokslininkai mano suradę atsakymą į šimtmetį neatsakomą klausimą - anestezija veikia per dviejų žingsnių procesą, kuris prasideda ląstelių membranose.
Mokslininkai teigia, kad procesas, kuris atima žmonių sąmonę, prasideda lipidų sankaupose, vadinamose lipidų plaustais, ląstelių membranose. Lipidai įprastai yra išsidėstę tam tikra tvarka. Anestezija tą tvarką sujaukia, taip pradėdama procesą, kurio metu sujaukiami nervinių signalų perdavimo keliai ir žmogus laikinai netenka sąmonės. Nors šis mechanizmas atskleidžiamas tik dabar, anestezija yra labai tiksliai kontroliuojama - tai pasiekta per ne vieną dešimtmetį trukusius bandymus.
1846 metais ligoninėje Bostone pademonstruota, kad eteris gali trumpam užmigdyti vėžiu sergantį pacientą. Tačiau greitai suprasta, kad tai - nėra miegas. Žmogus tiesiog netenka sąmonės, o ne keliauja per įprastus miego ritmus. Lipidų vaidmuo šiame procese buvo pastebėtas 1899 ir 1901 metais, tačiau mokslininkai nepajėgė išsiaiškinti, kas vyksta. To meto mikroskopai mažai kuo galėjo padėti - jie galėjo parodyti ląsteles, bet ne pavienius lipidus, jų sankaupas ar ryšius.
1997 metais chemikas Richardas Lerneris iškėlė hipotezę, jog anestezija veikia per vadinamuosius lipidų plaustus. Įprastai jie yra išsidėstę labai tvarkingai, tačiau, kaip manė Lerneris, anestezija sutrikdo jų tvarką ir taip laikinai pablogina ryšius tarp ląstelių. Molekulinės biologijos specialistas Scottas Hansenas stebėdamas ląsteles per ypatingai tikslų, Nobelio premija įvertintą mikroskopą dSTORM pastebėjo, kad lipidų plaustai į anesteziją reaguoja kaip biliardo kamuoliukai į pirmąjį smūgį. Hansenas iš karto susisiekė su Lerneriu ir pradžiugino jį pranešdamas, kad jo 20 metų senumo hipotezė, panašu, yra teisinga.
Tai kas vyksta? Chloroformas tarsi išpučia lipidų sankaupas, žymimas GM1. Labai greitai GM1 pasikeičia - iš tvirto darinio virsta neorganizuota painiava. GM1 greitai praranda savo turinį - jis išsilaksto kaip biliardo kamuoliukai. Fermentas PLD2 į kitą lipidų gumulėlį PIP2 ir ten aktyvuoja kai kurias molekules. Tarp jų - ir TREK1, kuri veikia kaip kalio jonų vartai. TREK1 aktyvacija trumpam deaktyvuoja nauroną ir neleidžia jam perduoti signalų. Kai šis procesas paveikia didesnį ląstelių skaičių, žmogus netenka sąmonės.
Mokslininkai teigia, kad jų darbas dar nebaigtas. Ši informacija padės giliau pažvelgti į miegą ir būsenas, kai žmogus praranda sąmonę. Kada nors šis tyrimas gali nuvesti ir prie kai kurių ligų gydymo ar dar saugesnės anestezijos.