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 porta al 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 la prima procedura chirurgica di successo 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 paper, i ricercatori descrivono come hanno scoperto le cellule nell'ipotalamo alla base del cervello.
Le cellule, che consistono principalmente di cellule neuroendocrine, si trovano "dentro e vicino al nucleo sopraottico" nell'ipotalamo e "sono persistentemente e comunemente attivate da più classi di farmaci [anestetici generali]", scrivono.
Le cellule neuroendocrine sono cellule che, come i neuroni o le cellule nervose, ricevono segnali dal sistema nervoso tranne 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 evidenzia il ruolo vitale che gli ormoni svolgono nel controllo degli stati che interessano l'intero cervello.
Alcuni circuiti cerebrali sono attivi durante il sonno
Per decenni, la teoria standard sull'anestesia generale è stata che i farmaci che la inducono inibiscono l'attività cerebrale 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 qualcosa di 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.
Il sistema neuroendocrino ha un ruolo importante
Poiché hanno etichettato i farmaci con marcatori molecolari, il team ha potuto tracciare le loro destinazioni nel cervello dei topi. La destinazione più comune si è rivelata essere il nucleo sopraottico.
Le cellule neuroendocrine in questa minuscola regione del cervello rilasciano una varietà di ormoni, inclusa la vasopressina, un ormone che svolge molte funzioni, tra cui aiutare a regolare la pressione sanguigna.
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 condotto ulteriori esperimenti utilizzando tecniche chimiche e ottiche avanzate che hanno permesso loro di accendere e spegnere 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 e ad onde lente che si verifica tipicamente durante l'incoscienza. Spegnere le cellule ha impedito ai topi di addormentarsi.
Quando hanno effettuato test simili su topi in anestesia generale, il team ha scoperto che l'attivazione delle cellule neuroendocrine in anticipo ha fatto durare l'anestesia più a lungo mentre silenziare le cellule l'ha accorciata.
L'autore dello studio, il dottor 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 riportato dai Centers for Disease Control and Prevention (CDC) nel 2013, circa il 4% degli adulti negli Stati Uniti ha affermato di aver utilizzato ausili per dormire prescritti nei 30 giorni precedenti.
"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
