Νέα έρευνα αποκαλύπτει τον μοριακό μηχανισμό της γενικής αναισθησίας

Εκατόν εξήντα χρόνια μετά την ανακάλυψή της, σε αντίθεση με το "πού" πιθανώς δρουν τα αναισθητικά, το "πώς" παραμένει άγνωστο.

Η γενική αναισθησία εφαρμόζεται επιτυχώς για περισσότερο από ένα αιώνα στην ιατρική πράξη με βάση τον εμπειρικό 100-ετή κανόνα γνωστό ως σχέση Meyer-Overton. Αυτός ο κανόνας προβλέπει ότι η δραστικότητα των γενικών αναισθητικών ανεξάρτητα από το ποικίλο μέγεθος τους ή τις πολυποίκιλες δομές τους, είναι περίπου ανάλογη με τη διαλυτότητα τους σε λιπίδια.

Μελέτες έχουν δείξει ότι τα αναισθητικά μπορούν να αλληλεπιδρούν και να συνδέονται με λιπίδιο-μιμητικά τμήματα διαμεμβρανικών ή μεμβανικών πρωτεϊνών.

Τα αποτελέσματα της έρευνας των L. Turin, E. Σκουλάκη και A. Horsfield δείχνουν ότι τα αναισθητικά λειτουργούν διαταράσσοντας την εσωτερική ηλεκτρονική δομή των πρωτεϊνών.

Αυτό φαίνεται να οδηγεί σε σημαντικές αλλαγές στη ροή των ηλεκτρονίων των πρωτεΐνών σε νευρικά κύτταρα, και στον οργανισμό γενικά.

Οι ερευνητές μέτρησαν την πραγματική ροή συγκεκριμένης κατηγορίας ηλεκτρονίων σε πειραματόζωα δροσόφιλα (μύγα του ξυδιού) χρησιμοποιώντας μια τεχνική γνωστή ως Electron Spin Resonance-ESR (τεχνική παραμαγνητικού συντονισμού ηλεκτρονίων). Το ESR είναι παρόμοιο με τη φασματοσκοπία πυρηνικού μαγνητικού συντονισμού, με τη διαφορά ότι μετράει τον συντονισμό περιστροφών διεγερμένων ηλεκτρονίων αντί του συντονισμού πρωτονίων.

Τυπικά, το σήμα ESR είναι διαγνωστικό της παρουσίας ασύζευκτα περιστρεφόμενων ηλεκτρονίων, τα οποία υπάρχουν μόνο σε ορισμένες κυτταρικές δομές και κάτω από ιδιαίτερες συνθήκες. Αντίθετα υπό φυσιολογικές συνθήκες δεν υπάρχουν παρά ελάχιστα ασύζευκτα περιστρεφόμενα ηλεκτρόνια σε κύτταρα και ιστούς.

Οι ερευνητές έδειξαν ότι το συνολικό ποσό των ελεύθερων/ασύζευκτα περιστρεφόμενων ηλεκτρονίων αυξάνεται όταν τα έντομα βρίσκονται υπό την επήρεια αναισθητικών. Ωστόσο, σε μεταλλαγμένα στελέχη που έχουν επιλεγεί για αντοχή σε ορισμένα αναισθητικά το σήμα απουσιάζει τελείως, ή είναι σημαντικά μειωμένο.

Αυτά τα απροσδόκητα αποτελέσματα υποδηλώνουν ότι η ροή, ή απλά η παρουσία ασύζευκτα περιστρεφόμενων ηλεκτρονίων εμπλέκεται άμεσα στον μυστηριώδη μηχανισμό της γενικής αναισθησίας.

Επιπλέον, υποδηλώνουν μια νέα, αξιοσημείωτη και ανεξερεύνητη πιθανότητα όπου μηχανισμοί που εμπλέκουν τη δημιουργία και τον έλεγχο ασύζευκτα περιστρεφόμενων ηλεκτρονίων ("σπιντρονικοί" μηχανισμοί) είναι μέρος και συμβάλουν στη φυσιολογία του κεντρικού νευρικού συστήματος των ζώων και του ανθρώπου.