Lo studio rivela come gli anestetici generali influenzano il cervello
Una nuova ricerca sui topi rivela per la prima volta che diversi farmaci che inducono l’anestesia generale attivano un circuito cerebrale che induce il sonno.
Gli scienziati della Duke University di Durham, NC, che hanno condotto lo studio, suggeriscono che i risultati aiuteranno a sviluppare farmaci migliori in grado di indurre il sonno con meno reazioni avverse.
Dal 1846, quando un dentista e un chirurgo eseguirono con successo la prima procedura chirurgica per utilizzare l’anestesia, sono emersi numerosi farmaci anestetici generali. Tuttavia, fino al recente studio, non era chiaro come queste sostanze producessero una perdita di coscienza.
In un Neurone carta, i ricercatori descrivono come hanno scoperto le cellule dell’ipotalamo alla base del cervello.
Le cellule, che consistono principalmente di cellule neuroendocrine, siedono “dentro e vicino al nucleo sopraottico” nell’ipotalamo e “sono persistentemente e comunemente attivate da più classi di [general anesthetic] droga”, scrivono.
Le cellule neuroendocrine sono cellule che, come i neuroni o le cellule nervose, ricevono segnali dal sistema nervoso tranne per il fatto che rispondono producendo e rilasciando ormoni.
Quasi tutti gli organi del corpo contengono cellule neuroendocrine e gli ormoni che rilasciano controllano molte delle sue funzioni. Le cellule hanno proiezioni molto lunghe attraverso le quali rilasciano gli ormoni, ad esempio nel flusso sanguigno.
Il recente studio è importante non solo perché chiarisce come funzionano gli anestetici generali, ma anche perché mette in luce il ruolo vitale che gli ormoni svolgono nel controllo degli stati che interessano l’intero cervello.
Per decenni, la teoria standard sull’anestesia generale è stata che i farmaci che la inducono inibiscono l’attività cerebrale fino al punto in cui la persona non può muoversi o provare dolore.
Tuttavia, negli ultimi tempi, gli scienziati si sono resi conto che alcuni circuiti cerebrali sono molto attivi durante il sonno.
Gli studi hanno dimostrato, ad esempio, che i circuiti cerebrali attivi durante il sonno non solo aiutano le persone a consolidare le informazioni acquisite mentre erano svegli, ma le aiutano anche ad apprendere nuove informazioni mentre dormono.
L’autore senior dello studio Fan Wang, professore di neurobiologia alla Duke University School of Medicine, e il suo team si sono chiesti se lo stesso potesse essere vero per l’anestesia generale. E se gli anestetici generali facessero più che inibire l’attività cerebrale? Le sostanze potrebbero anche attivare alcuni circuiti?
Per indagare su questo, hanno indotto l’anestesia generale nei topi utilizzando diversi farmaci che gli anestesisti usano per addormentare gli esseri umani per le operazioni.
Poiché hanno etichettato i farmaci con marcatori molecolari, il team ha potuto tracciare le loro destinazioni nel cervello dei topi. La destinazione più comune è risultata essere il nucleo sopraottico.
Le cellule neuroendocrine in questa minuscola regione del cervello rilasciano una varietà di ormoni, inclusa la vasopressina, un ormone che
I ricercatori sono rimasti sorpresi da questo risultato. Non si aspettavano di scoprire che il sistema neuroendocrino avesse un ruolo così attivo nell’anestesia generale.
Hanno quindi effettuato ulteriori esperimenti utilizzando tecniche chimiche e ottiche avanzate che hanno permesso loro di attivare e disattivare questo particolare gruppo di cellule nei topi.
L’accensione delle cellule ha fatto sì che i topi smettessero di muoversi e cadessero in un sonno profondo a onde lente che si verifica in genere durante l’incoscienza. Spegnere le cellule ha impedito ai topi di addormentarsi.
Quando hanno effettuato test simili sui topi in anestesia generale, il team ha scoperto che l’attivazione anticipata delle cellule neuroendocrine faceva durare più a lungo l’anestesia, mentre il silenziamento delle cellule l’accorciava.
L’autore dello studio, il dott. Luping Yin, che lavora nel laboratorio del prof. Wang, afferma che molti farmaci per indurre il sonno “hanno effetti collaterali fastidiosi”.
Secondo un sondaggio nazionale del 2005-2010 che i Centri per il controllo e la prevenzione delle malattie (CDC) hanno riportato nel 2013, circa
“Se riusciamo a trovare modi per manipolare questo circuito neurale, magari prendendo di mira ormoni o piccoli peptidi, allora potrebbe portare allo sviluppo di sonniferi migliori».
Dr. Luping Yin
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