Lo studio rivela come gli anestetici generali influenzano il cervello

Una nuova ricerca rivela per la prima volta che i 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 che possono indurre il sonno con meno reazioni avverse.

Dal 1846, quando un dentista e un chirurgo eseguirono la prima procedura chirurgica di successo per l’uso dell’anestesia, emerse un certo numero di anestetici generali. Eppure, fino al recente studio, non era chiaro come queste sostanze producessero una perdita di coscienza.

In un documento del neurone, i ricercatori descrivono come hanno scoperto le cellule nell’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 farmaci (anestetici generali)”, scrivono.

Le cellule neuroendocrine sono cellule che, come i neuroni o le cellule nervose, ricevono segnali dal sistema nervoso eccetto 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, come nel sangue.

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 negli stati di controllo che interessano l’intero cervello.

Alcuni circuiti cerebrali sono attivi durante il sonno

Per decenni, la teoria standard sull’anestesia generale era 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 hanno capito che alcuni circuiti cerebrali sono molto attivi durante il sonno.

Alcuni 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 aiutano anche a imparare nuove informazioni mentre dormono.

L’autore senior dello studio Fan Wang, che è un professore di neurobiologia alla Duke University School of Medicine, e il suo team si sono chiesti se lo stesso potrebbe valere per l’anestesia generale. Cosa succederebbe 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.

Il sistema neuroendocrino ha un ruolo importante

Poiché hanno etichettato i farmaci con marcatori molecolari, la squadra ha potuto rintracciare le loro destinazioni nel cervello dei topi. La destinazione più comune si è rivelata il nucleo supraottico.

Le cellule neuroendocrine in questa piccola regione del cervello rilasciano una varietà di ormoni, tra cui la vasopressina, un ormone che svolge molte funzioni, inclusa la regolazione della pressione arteriosa.

I ricercatori sono rimasti sorpresi da questo risultato. Non si aspettavano di scoprire che il sistema neuroendocrino aveva un ruolo così attivo nell’anestesia generale.

Hanno poi effettuato ulteriori esperimenti utilizzando tecniche chimiche e ottiche avanzate che hanno consentito loro di accendere e spegnere questo particolare gruppo di cellule nei topi.

Il passaggio delle cellule ha causato il blocco dei topi e la caduta in un sonno profondo a onde lente che si verifica in genere durante lo stato di incoscienza. Lo spegnimento delle cellule ha impedito ai topi di essere in grado di addormentarsi.

Quando hanno effettuato test simili su topi sottoposti ad anestesia generale, il team ha scoperto che l’attivazione preventiva delle cellule neuroendocrine ha prolungato l’anestesia mentre il silenziamento delle cellule l’ha accorciato.

L’autore dello studio, il dott. Luping Yin, che lavora nel laboratorio del Prof. Wang, dice 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 riferito nel 2013, circa il 4 per cento degli adulti negli Stati Uniti ha dichiarato di aver usato gli ausili per il sonno prescritti nei precedenti 30 giorni.

“Se riusciamo a trovare i modi per manipolare questo circuito neurale, forse prendendo di mira ormoni o piccoli peptidi, allora potrebbe portare allo sviluppo di sonniferi più efficaci”.

Dr. Luping Yin

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