Несмотря на десятилетия широкого использования для хирургических вмешательств всех видов, точный механизм воздействия общей анестезии на тело остается загадкой. Это может стать сюрпризом для миллионов американцев, которые ежегодно получают ингаляционную анестезию. Новое исследование, проведенное Медицинской школой Перельмана при Университете Пенсильвании, изучило общий анестетик севофлуран и обнаружило, что он связывается во многих ключевых местах белка клеточной мембраны, которые могут способствовать индукции анестезирующего ответа. Их результаты появятся в Интернете в PNAS (Proceedings of the National Academy of Science).
Ссылки по теме
Медицинский факультет Перельмана при Пенсильванском университете
Система здравоохранения Пенсильванского университета
Предыдущие исследования показали, что вдыхаемые общие анестетики, такие как севофлуран, могут работать, инактивируя натриевые каналы, специализированные белковые каналы, которые открываются в ответ на стимулы, такие как изменения напряжения, и позволяют ионам натрия проходить через клеточные мембраны нервных клеток. Несмотря на физиологическое значение натриевых каналов и их возможную роль в качестве мишеней для общей анестезии, мало что известно о местах взаимодействия или механизме действия.
Пенна Родерик Eckenhoff, доктор медицинских наук, заместитель председателя по научным исследованиям и Остин Ламонт профессор анестезиологии и интенсивной терапии приводит команду лучших исследователей медицины, химии и биологии , которые недавно получили грант NIH , чтобы раскрыть тайны анестезии. В этом документе представлены самые последние выводы команды.
Исследователи обнаружили, что взаимодействие севофлурана с натриевыми каналами играет важную роль в генерации электрических импульсов, необходимых для связи между нервными клетками в головном мозге. «Мы стремились понять молекулярную основу взаимодействия севофлурана с натриевым каналом в качестве отправной точки для определения того, как аналогичные анестетики могут вызывать анестезиологический ответ», - говорит ведущий автор исследования Анника Барбер, доктор философии, постдокторский исследователь в кафедра неврологии Медицинской школы Перельмана Пенсильванского университета. На момент проведения исследования она была докторантом Университета Томаса Джефферсона в Филадельфии.
Совместно с Институтом вычислительной молекулярной науки Университета Темпл доктор Барбер впервые использовал молекулярно-динамическое моделирование, метод трехмерного компьютерного моделирования, для визуализации возможных взаимодействий севофлурана с отдельными частями бактериального натриевого канала, называемого NaChBac. Этот архетипический мембранный белок гомологичен натриевым каналам человеческого мозга.
«Учитывая физические и химические свойства ингаляционных анестетиков, мы ожидали связывания со многими возможными участками; моделирование, однако, помогло нам ограничить и идентифицировать сайты, где связывание севофлурана может фактически изменить функцию натриевого канала », - пояснил Барбер. Команда обнаружила три ключевых места связывания, возможно, связанных с анестезиологической реакцией. Первый включает саму пору натрия в канале, которая закупорена севофлураном; второй касается ворот, которые управляют открытием и закрытием натриевого канала в ответ на изменение напряжения на мембране нейрона; а третья окружает вторую заслонку, которая регулирует поток натрия, изменяя форму узкой поры канала. Исследователи предполагают, что эти три узла работают вместе, чтобы отключить электрические импульсы в ключевых нейронах и, таким образом,
