Trotz jahrzehntelanger gemeinsamen Nutzung für Operationen aller Art, der genaue Mechanismus , durch die Narkose wirkt auf den Körper , bleibt ein Rätsel . Dies kann als eine Überraschung für die Millionen von Amerikanern , die jedes Jahr inhalierten Narkose erhalten kommen . Neue Forschungsergebnisse von der Perelman School of Medicine an der University of Pennsylvania führte suchten die gemeinsamen Betäubung Sevofluran und festgestellt, dass es an mehreren SchlüsselzellmembranproteinStandorte, die die Induktion der Narkose Reaktion beitragen können, bindet . Ihre Ergebnisse werden online in PNAS erscheint ( Proceedings der Nationalen Akademie der Wissenschaften ) .
Frühere Studien haben vorgeschlagen, dass eingeatmete Narkosemittel wie Sevofluran könnte durch Inaktivierung von Natriumkanälen , spezialisierten Proteinkanäle, die als Reaktion auf Reize zu öffnen, wie Spannungsänderungen zu arbeiten , und lassen Natriumionen , um die Zellmembranen der Nervenzellen zu überqueren. Trotz der physiologischen Bedeutung von Natriumkanälen und ihre mögliche Rolle als Anästhetikum Targets ist wenig über Interaktionsstellen oder den Wirkungsmechanismus bekannt.
Penns Roderic Eckenhoff , MD, stellvertretender Vorsitzender für Forschung und der Austin Lamont Professor für Anästhesiologie und Intensivmedizin leitet ein Team von Spitzenmedizin , Chemie und Biologie Forscher, die kürzlich mit waren ein NIH Zuschusses , um die Geheimnisse der Narkose zu entwirren. Dieses Papier stellt die neuesten Erkenntnisse des Teams.
Forscher fanden heraus, dass die Interaktion von Sevofluran mit Natriumkanäle eine wichtige Rolle bei der Erzeugung der elektrischen Impulse für die Kommunikation zwischen Nervenzellen im Gehirn notwendig spielt . " Wir versuchten, die molekularen Grundlagen der Interaktion von Sevofluran mit der Natrium-Kanal als Ausgangspunkt , um festzustellen , wie ähnlich Anästhetika kann die Narkose Antwort hervorzurufen verstehen", sagt die Studie führen Autor, Annika Barber, PhD, ein Postdoktorand in die Abteilung für Neurowissenschaften an der Perelman School of Medicine an der Universität von Pennsylvania. Zu der Zeit, die Forschung durchgeführt wurde , war sie Doktorandin an der Thomas Jefferson University in Philadelphia .
Gemeinsam mit dem Institut für Computational Molecular Science der Temple University, Dr. Barber zuerst verwendet molekulardynamischen Simulation, eine 3-D-Computer-Modellierung Methode, um mögliche Wechselwirkungen von Sevofluran mit diskreten Teilen der Bakteriennatriumkanal genannt NaChBac visualisieren. Diese archetypischen Membranprotein ist homolog zu Natriumkanäle im Gehirn gefunden. "Angesichts der physikalischen und chemischen Eigenschaften von inhalativen Anästhetika, erwarteten wir die Bindung an viele mögliche Fundstellen, Simulation, jedoch half uns begrenzen und identifizieren Sie die Standorte, an denen die Bindung von Sevofluran könnte in der Tat die Funktion der Natrium-Kanal zu ändern", so Barber. Das Team stellte drei wichtige Bindungsstellen möglicherweise auf die Narkose Reaktion verbunden. Die erste umfasst Natrium Poren sich des Kanals, der durch Sevofluran angeschlossen ist; Der zweite betrifft das Tor, das Öffnen und Schließen des Natriumkanals als Reaktion auf eine Spannungsänderung über die Membran eines Neurons regelt; und die dritte umgibt einen zweiten Tor, das Natriumstrom steuert, indem die Form der engen Poren des Kanals. Diese drei Standorte, die Forscher die Hypothese auf, gemeinsam daran arbeiten, schalten Sie Zündung der elektrischen Impulse in wichtigen Neuronen und damit, induzieren die Narkosezustand.
Die Jefferson Forscher validiert die funktionelle Bedeutung dieser Seiten durch direktes Messen der Aktivität des Natriumkanals und die Durchführung zusätzlicher Computersimulationen. Sie fanden, daß niedrige Dosen von Sevofluran aus spannungsabhängigen Aktivierung des Natriumkanals günstiger. Diese überraschende Wirkung der exzitatorischen Phase viele Patienten Erfahrungen aus dem Beginn der Sevofluran-Narkose erklären konnte. Als die Konzentration des Narkosemittels gesteigert beginnt Sevofluran jedoch die Natriumkanal , der schließlich zu dem Zustand der Anästhesie beitragen könnten blockieren. Diese Dosis-abhängige antagonistischen Effekte in einem einzigen Ionenkanal waren überraschend an die Gruppe , und unterstreichen die Komplexität der anästhetische Wirkung .
" Wie genau diese Interaktionen an einem Ionenkanal passen in die globalen Auswirkungen der Narkose , bleibt abzuwarten ", sagt Barber, und fügt hinzu: " Diese Studie ebnet den Weg zu relevanten Narkose Bindungsstellen in Natriumkanäle Karte und hilft zu verstehen, wie ihre Modulation durch Sevofluran kann die physiologischen Prozesse in der Allgemeinanästhesie verwickelt zu bestimmen " .