В 1846 году в амфитеатре Массачусетской больницы общего профиля хирург-стоматолог Уильям Томас Грин Мортон впервые публично продемонстрировал аппарат для анестезии. Пациенту по имени Эдвард Эбботт, страдавшему от болезненного новообразования под челюстью, дали вдохнуть пары сладковато пахнущей жидкости из стеклянной сферы. Через несколько минут Эбботт потерял сознание. Жидкостью был эфир — грубый, но эффективный анестетик, который, однако, вызывал у пациентов рвоту и был легковоспламеняющимся, что создавало риск взрыва во время операции.
Современная наука шагнула далеко вперед от первоначального представления об анестетиках как о неспецифических соединениях. Профессор биофизики и анестетиков в Имперском колледже Лондона Ник Фрэнкс объясняет, что сегодня точно известно, на какие молекулы и рецепторы в мозге действуют эти препараты. Один из ключевых механизмов — усиление торможения мозговой активности.
Многие анестетики, включая пропофол, тиопентал и изофлуран, нацелены на ГАМК-рецепторы — своеобразные «порты» на клетках мозга. В норме через эти рецепторы проходит гамма-аминомасляная кислота (ГАМК), молекула, которая подавляет активность мозга. Препараты для анестезии увеличивают молекулярный трафик через ГАМК-рецепторы, тем самым еще сильнее замедляя работу центральной нервной системы.
Существует и противоположный механизм — блокирование возбуждения. Ник Фрэнкс и его коллега Билл Уизден изучали препарат дексмедетомидин, известный как Декс. Он действует на рецепторы в стволе мозга, чувствительные к норадреналину — молекуле, которая возбуждает мозг и играет решающую роль в поддержании сознания. Декс блокирует передачу сигналов через эти рецепторы, вызывая седативный эффект.
Состояние, вызываемое дексмедетомидином, описывается как «похожее на фазу медленного сна». Электрические волны мозга под действием Декса выглядят очень схожими с теми, что наблюдаются во время естественного сна. Более того, пациента под Дексом можно на короткое время разбудить, например, для смены повязки, после чего он снова погружается в бессознательное состояние.
Однако это сходство обманчиво. Другие анестетики, такие как пропофол в высоких дозах, практически полностью останавливают всю активность мозга, за исключением функций, необходимых для базового выживания. Естественный сон можно сравнить с «тщательной и постепенной настройкой нашего сознания по нескольким параметрам», тогда как анестезия — это «более агрессивный поворот этих регуляторов».
Даже при использовании Декса физиологические изменения, такие как колебания температуры тела и частоты сердечных сокращений, выражены значительно сильнее, чем во время обычного сна. Именно поэтому применение подобных препаратов требует строгого контроля в условиях стационара.
Несмотря на эти нюансы, общая анестезия считается очень безопасной процедурой. Смертельные случаи, связанные непосредственно с действием анестетиков, происходят реже чем в одном случае на 100 000 применений. Тем не менее, сохраняются такие проблемы, как осложнения из-за изменений температуры тела и тот факт, что пациенты после наркоза не чувствуют себя отдохнувшими.
Цель будущих исследований — создание препаратов, которые будут не просто отключать сознание, а имитировать восстановительные свойства естественного сна. Фрэнкс и Уизден считают дексмедетомидин «идеальным» препаратом для изучения этого процесса, поскольку он ближе всего подходит к моделированию естественного сна. Некоторые исследования уже показывают, что Декс улучшает качество сна у пациентов в послеоперационный период.
Главная загадка остается нерешенной. Даже если известен молекулярный механизм действия препарата, например, как Декс влияет на определенные рецепторы, его суммарный эффект на все рецепторы по всему мозгу остается неясным. Точное расположение всех этих рецепторов также до конца не изучено. Разработка более совершенных анестетиков напрямую зависит от появления новых инструментов для картирования мозга и его активности.
Изображение носит иллюстративный характер
Современная наука шагнула далеко вперед от первоначального представления об анестетиках как о неспецифических соединениях. Профессор биофизики и анестетиков в Имперском колледже Лондона Ник Фрэнкс объясняет, что сегодня точно известно, на какие молекулы и рецепторы в мозге действуют эти препараты. Один из ключевых механизмов — усиление торможения мозговой активности.
Многие анестетики, включая пропофол, тиопентал и изофлуран, нацелены на ГАМК-рецепторы — своеобразные «порты» на клетках мозга. В норме через эти рецепторы проходит гамма-аминомасляная кислота (ГАМК), молекула, которая подавляет активность мозга. Препараты для анестезии увеличивают молекулярный трафик через ГАМК-рецепторы, тем самым еще сильнее замедляя работу центральной нервной системы.
Существует и противоположный механизм — блокирование возбуждения. Ник Фрэнкс и его коллега Билл Уизден изучали препарат дексмедетомидин, известный как Декс. Он действует на рецепторы в стволе мозга, чувствительные к норадреналину — молекуле, которая возбуждает мозг и играет решающую роль в поддержании сознания. Декс блокирует передачу сигналов через эти рецепторы, вызывая седативный эффект.
Состояние, вызываемое дексмедетомидином, описывается как «похожее на фазу медленного сна». Электрические волны мозга под действием Декса выглядят очень схожими с теми, что наблюдаются во время естественного сна. Более того, пациента под Дексом можно на короткое время разбудить, например, для смены повязки, после чего он снова погружается в бессознательное состояние.
Однако это сходство обманчиво. Другие анестетики, такие как пропофол в высоких дозах, практически полностью останавливают всю активность мозга, за исключением функций, необходимых для базового выживания. Естественный сон можно сравнить с «тщательной и постепенной настройкой нашего сознания по нескольким параметрам», тогда как анестезия — это «более агрессивный поворот этих регуляторов».
Даже при использовании Декса физиологические изменения, такие как колебания температуры тела и частоты сердечных сокращений, выражены значительно сильнее, чем во время обычного сна. Именно поэтому применение подобных препаратов требует строгого контроля в условиях стационара.
Несмотря на эти нюансы, общая анестезия считается очень безопасной процедурой. Смертельные случаи, связанные непосредственно с действием анестетиков, происходят реже чем в одном случае на 100 000 применений. Тем не менее, сохраняются такие проблемы, как осложнения из-за изменений температуры тела и тот факт, что пациенты после наркоза не чувствуют себя отдохнувшими.
Цель будущих исследований — создание препаратов, которые будут не просто отключать сознание, а имитировать восстановительные свойства естественного сна. Фрэнкс и Уизден считают дексмедетомидин «идеальным» препаратом для изучения этого процесса, поскольку он ближе всего подходит к моделированию естественного сна. Некоторые исследования уже показывают, что Декс улучшает качество сна у пациентов в послеоперационный период.
Главная загадка остается нерешенной. Даже если известен молекулярный механизм действия препарата, например, как Декс влияет на определенные рецепторы, его суммарный эффект на все рецепторы по всему мозгу остается неясным. Точное расположение всех этих рецепторов также до конца не изучено. Разработка более совершенных анестетиков напрямую зависит от появления новых инструментов для картирования мозга и его активности.
