Die Studie zeigt, wie sich Vollnarkotika auf das Gehirn auswirken
Neue Untersuchungen an Mäusen zeigen zum ersten Mal, dass verschiedene Medikamente, die eine Vollnarkose auslösen, einen Gehirnkreislauf aktivieren, der den Schlaf anregt.
Die Wissenschaftler der Duke University in Durham, NC, die die Studie durchgeführt haben, schlagen vor, dass die Ergebnisse dazu beitragen werden, bessere Medikamente zu entwickeln, die den Schlaf mit weniger Nebenwirkungen induzieren können.
Seit 1846, als ein Zahnarzt und ein Chirurg den ersten erfolgreichen chirurgischen Eingriff mit Anästhesie durchführten, sind eine Reihe von Vollnarkosemitteln entstanden. Bis zur jüngsten Studie war jedoch nicht klar, wie diese Substanzen zu einem Bewusstseinsverlust führten.
In einem Neuron In diesem Artikel beschreiben die Forscher, wie sie die Zellen im Hypothalamus an der Basis des Gehirns entdeckten.
Die Zellen, die hauptsächlich aus neuroendokrinen Zellen bestehen, sitzen "im und in der Nähe des supraoptischen Kerns" im Hypothalamus und "werden durch mehrere Klassen von [Vollnarkosemitteln] dauerhaft und häufig aktiviert", schreiben sie.
Neuroendokrine Zellen sind Zellen, die wie Neuronen oder Nervenzellen Signale vom Nervensystem empfangen, außer dass sie durch die Produktion und Freisetzung von Hormonen reagieren.
Fast alle Organe des Körpers enthalten neuroendokrine Zellen, und die Hormone, die sie freisetzen, steuern viele seiner Funktionen. Die Zellen haben sehr lange Vorsprünge, durch die sie die Hormone freisetzen, beispielsweise in den Blutkreislauf.
Die jüngste Studie ist nicht nur wichtig, weil sie die Wirkungsweise von Vollnarkotika verdeutlicht, sondern auch, weil sie die entscheidende Rolle hervorhebt, die Hormone bei der Kontrolle von Zuständen spielen, die das gesamte Gehirn betreffen.
Einige Gehirnkreise sind im Schlaf aktiv
Jahrzehntelang war die Standardtheorie zur Vollnarkose, dass die Medikamente, die sie induzieren, die Gehirnaktivität bis zu einem Punkt hemmen, an dem sich die Person nicht mehr bewegen oder Schmerzen fühlen kann.
In jüngster Zeit haben Wissenschaftler jedoch erkannt, dass bestimmte Gehirnkreise im Schlaf sehr aktiv sind.
Studien haben zum Beispiel gezeigt, dass Gehirnschaltungen, die während des Schlafes aktiv sind, nicht nur Menschen helfen, Informationen zu konsolidieren, die sie im Wachzustand erhalten haben, sondern ihnen auch helfen, neue Informationen zu lernen, während sie schlafen.
Die leitende Studienautorin Fan Wang, Professorin für Neurobiologie an der Duke University School of Medicine, und ihr Team fragten sich, ob dies auch für die Vollnarkose gelten könnte. Was wäre, wenn Vollnarkose die Gehirnaktivität mehr als hemmen würde? Könnten die Substanzen auch einige Schaltkreise aktivieren?
Um dies zu untersuchen, induzierten sie bei Mäusen eine Vollnarkose mit verschiedenen Medikamenten, mit denen Anästhesisten Menschen für Operationen einschläfern.
Das neuroendokrine System spielt eine starke Rolle
Da sie die Medikamente mit molekularen Markern markierten, konnte das Team ihre Ziele im Gehirn der Mäuse verfolgen. Das häufigste Ziel war der supraoptische Kern.
Die neuroendokrinen Zellen in dieser winzigen Region des Gehirns setzen eine Vielzahl von Hormonen frei, darunter Vasopressin, ein Hormon, das viele Funktionen erfüllt, einschließlich der Regulierung des Blutdrucks.
Die Forscher waren von diesem Ergebnis überrascht. Sie hatten nicht erwartet, dass das neuroendokrine System eine so aktive Rolle bei der Vollnarkose spielt.
Anschließend führten sie weitere Experimente mit fortschrittlichen chemischen und optischen Techniken durch, die es ihnen ermöglichten, diese bestimmte Gruppe von Zellen in Mäusen ein- und auszuschalten.
Das Einschalten der Zellen führte dazu, dass sich die Mäuse nicht mehr bewegten und in einen tiefen, langsamwelligen Schlaf fielen, der typischerweise während der Bewusstlosigkeit auftritt. Durch das Ausschalten der Zellen konnten die Mäuse nicht einschlafen.
Als sie ähnliche Tests an Mäusen unter Vollnarkose durchführten, stellte das Team fest, dass die Aktivierung der neuroendokrinen Zellen im Voraus die Anästhesie länger dauerte, während die Stummschaltung der Zellen sie verkürzte.
Der Studienautor Dr. Luping Yin, der im Labor von Prof. Wang arbeitet, sagt, dass viele Medikamente zur Herbeiführung des Schlafes „störende Nebenwirkungen haben“.
Laut einer nationalen Umfrage von 2005–2010, die 2013 von den Centers for Disease Control and Prevention (CDC) gemeldet wurde, gaben rund 4 Prozent der Erwachsenen in den USA an, in den letzten 30 Tagen verschriebene Schlafmittel verwendet zu haben.
"Wenn wir Wege finden können, diese neuronalen Schaltkreise zu manipulieren, indem wir möglicherweise auf Hormone oder kleine Peptide abzielen, könnte dies zur Entwicklung besserer Schlaftabletten führen."
Dr. Luping Yin
