Algehele anesthesie kaapt je natuurlijke slaapsysteem

De ontdekking van algemene anesthesie, 170 jaar geleden was een medisch wonder, waardoor miljoenen patiënten zonder pijn invasieve, levensreddende operaties konden ondergaan. Ondanks tientallen jaren van onderzoek weten wetenschappers nog steeds niet hoe algemene anesthesie werkt. Daar is nu verandering in gekomen...

Nu denken wetenschappers dat ze een deel van het antwoord hebben ontdekt. In een onderzoek dat op 18 april in Neuron werd gepubliceerd, ontdekte een team van de Duke universiteit dat anesthetica je bewustzijn uitschakelt door het neurale circuit te kapen dat verantwoordelijk is voor het natuurlijke proces van het in slaap vallen.

De onderzoekers hebben dit neurale circuit getraceerd tot een kleine groep cellen aan de basis van de hersenen die verantwoordelijk zijn voor het produceren van hormonen om verschillende lichamelijke functies, stemming en slaap te reguleren. De bevinding is een van de eerste die een rol suggereert voor hormonen bij het handhaven van de toestand van algemene anesthesie, en biedt waardevolle inzichten voor het genereren van nieuwere geneesmiddelen die mensen in slaap kunnen brengen met minder bijwerkingen.

Sinds de eerste patiënt in 1846 onder algemene anesthesie is geweest, hebben wetenschappers geprobeerd om erachter te komen hoe het precies werkt. De heersende theorie was dat veel van deze medicijnen de normale activiteiten van de hersenen aanstipten, resulterend in het onvermogen om te bewegen of pijn te voelen. Uit onderzoek van het afgelopen decennium is echter gebleken dat slaap een actiever proces is dan eerder werd erkend, waarbij een hele sets neuronen betrokken is.

Fan Wang, Ph.D., professor in de neurobiologie aan de Duke University School of Medicine, en Li-Feng Jiang-Xie, vroegen zich af of de overheersende verklaring voor de werking van algemene anesthesie eenzijdig was. "Misschien eerder dan alleen remming van neuronen, kan anesthesie ook bepaalde neuronen in de hersenen activeren", zei Jiang-Xie.

Om hun nieuwe theorie te testen, plaatsten Jiang-Xie en Luping Yin, Ph.D., muizen onder algemene anesthesie met verschillende, maar veel gebruikte anesthetica. Daarna gebruikten ze moleculaire markers om de neuronen op te sporen die vaak door de anesthesie werden geactiveerd. Ze vonden een cluster van actief vurende neuronen begraven in een klein hersengebied dat de supraoptische kern wordt genoemd en waarvan bekend is dat het lange projecties heeft die grote hoeveelheden hormonen zoals vasopressine direct in de bloedbaan afgeven.

"De meeste anesthesie-geactiveerde cellen waren een soort hybride cel die het zenuwstelsel en het endocriene systeem met elkaar verbindt," zei Jiang-Xie. "Dat verraste ons en leidde ons naar het onontgonnen terrein om de neurale paden van algemene anesthesie te begrijpen."

Vervolgens ontwikkelden de onderzoekers een geavanceerde techniek om deze gespecialiseerde groep cellen aan of uit te zetten met chemicaliën of licht. Toen ze de cellen in muizen aanzetten, stopten de dieren met bewegen en vielen in een diepe slaap, langzame golfslaap genaamd, meestal geassocieerd met bewusteloosheid.

Toen heeft het onderzoeksteam deze groep cellen gedood. De muizen bleven rond bewegen, niet in staat om in slaap te vallen.

Ten slotte voerden de onderzoekers vergelijkbare experimenten uit met muizen onder algemene anesthesie. Ze ontdekten dat het kunstmatig pre-activeren van de neuroendocriene cellen ervoor zorgde dat de muizen gedurende langere tijd onder algemene anesthesie bleven. Omgekeerd, wanneer zij deze cellen tot zwijgen brachten, werden de muizen gemakkelijker uit anesthesie ontwaakt.

Bron: https://today.duke.edu/