Во время хирургических операций анестезиологи применяют различные препараты для вызова бессознательного состояния пациента. Один из наиболее часто используемых для общей анестезии препаратов пропофол (2,6-диизопропилфенол), известный своим быстрым началом действия. Несмотря на его широкое использование, механизм действия пропофола до конца не был изучен. Однако недавнее исследование, проведенное нейробиологами из Массачусетского технологического института (MIT), проливает свет на то, как этот препарат вызывает бессознательное состояние. Результаты их работы были опубликованы в журнале Neuron.
Пропофол вызывает бессознательное состояние, нарушая способность мозга восстанавливать контроль над возбудимыми нейронами. Ранее считалось, что его анестезирующий эффект связан с модуляцией тормозной функции нейротрансмиттера ГАМК, который активируется при связывании с рецептором ГАМК. После этого пропофол уменьшает мозговой кровоток и снижает внутричерепное давление. Однако новое исследование MIT обнаружило, что вместо стабилизации нейронной активности, пропофол делает её более нестабильной, что и приводит к потере сознания.
"Мозг функционирует на грани между возбудимостью и хаосом. Он должен быть достаточно возбудимым, чтобы нейроны могли взаимодействовать, но если он становится слишком возбудимым, то погружается в хаос," объясняет профессор нейронаук Эрл К. Миллер из Массачусетского технологического института. "Пропофол, похоже, нарушает механизмы, которые удерживают мозг в этом узком диапазоне функционирования," добавил он.
Для проведения исследования команда ученых провела эксперименты на макаках-резусах (Macaca mulatta). Изучая изменения в мозговой активности обезьян после введения пропофола, они использовали сотни электродов для записи электрической активности в четырех областях мозга животных. Обезьян наблюдали в течение шестидесяти минут, во время которых они постепенно теряли сознание. Команда, включающая аспиранта Адама Айзена, постдокторанта MIT Лео Козачкова и ведущих авторов исследования Миллера и Илу Фите, проанализировала полученные данные с помощью нового метода, названного «отложенная интеграция».
Этот метод позволил исследователям количественно оценить стабильность мозговой активности и выявить интересные закономерности. Обычно при получении новой информации мозговая активность возрастает, а затем стабилизируется. Однако после введения пропофола активность мозга обезьян возвращалась к норме гораздо быстрее. По мере продолжения действия анестетика мозговая активность становилась все более возбудимой, что в итоге приводило к потере сознания.
На основании этих результатов ученые сделали вывод, что пропофол нарушает «динамическую стабильность» мозга. Они предположили, что причиной увеличения нестабильности нейронной активности является модуляция нейромедиатора ГАМК, что ведет к потере торможения. Это вызывает ситуацию, когда система, по сути, блокирует способность мозга обрабатывать информацию.
Это исследование открывает новые горизонты в понимании механизма действия анестетиков. Несмотря на то, что пропофол давно используется в медицинской практике, его влияние на мозговую активность до сих пор не было полностью раскрыто. Результаты работы MIT могут привести к улучшению методов анестезии и безопасности пациентов во время хирургических операций.
Понимание того, как пропофол влияет на мозговую активность, может также способствовать разработке новых препаратов, которые будут более эффективно и безопасно вызывать бессознательное состояние. Кроме того, это исследование подчеркивает важность дальнейших исследований в области нейронаук для раскрытия сложных механизмов, лежащих в основе различных медицинских вмешательств.
Таким образом, исследование нейробиологов из MIT предоставляет ценные данные о том, как пропофол вызывает бессознательное состояние, и открывает новые пути для улучшения анестезии в медицине.
