История анестезии
Эпоха анестезии началась в 1846 году, когда Эдвард Эбботт пришёл в больницу Massachusetts General Hospital с болезненным новообразованием под челюстью. Стоматолог Уильям Томас Грин Мортон увидел в этом случае прекрасную возможность протестировать свой аппарат для вдыхания анестетиков в больничном амфитеатре.
Перед собравшимися хирургами Мортон попросил Эбботта вдохнуть пары сладко пахнущей жидкости, известной как эфир, которая содержалась в небольшой стеклянной сфере. Через несколько минут после вдыхания паров Эбботт потерял сознание.
С тех пор прошло 150 лет, и врачи значительно усовершенствовали свои методы. Однако до сих пор остаются нерешённые вопросы о том, как работает анестезия.
Как анестетики замедляют работу мозга
Прогресс, конечно, был. Сейчас врачи используют более безопасные анестетики более контролируемыми способами, и в понимании того, как эти препараты работают на молекулярном уровне, были достигнуты огромные успехи.
«Исторически считалось, что это очень неспецифические соединения», — говорит Ник Фрэнкс, профессор биофизики и анестезиологии в Имперском колледже Лондона. Теперь, добавляет он, исследователи определили конкретные молекулы мозга, которые анестезия изменяет, чтобы влиять на наше сознание.
Низкие дозы большинства анестетиков, говорит Фрэнкс, воздействуют на рецепторы клеток мозга. Эти рецепторы подобны портам, которые переносят молекулы в клетки и из них. Некоторые анестетики, включая пропофол, тиопентал и изофлуран, увеличивают молекулярный трафик через определённый «порт», известный как ГАМК-рецептор. Этот рецептор обычно пропускает гамма-аминомасляную кислоту (ГАМК), важную молекулу, которая подавляет активность мозга. Увеличивая активность ГАМК-рецептора, анестетики ещё больше замедляют работу мозга.
Фрэнкс вместе со своим коллегой Биллом Висденом особенно интересуется анестетиком дексмедетомидином, обычно известным как Декс. Этот препарат блокирует передачу сигналов через рецепторы в стволе мозга для молекулы норадреналина, которая возбуждает наш мозг. Поскольку ствол мозга имеет решающее значение для поддержания сознания, блокирование этих рецепторов успокаивает пациентов.
В чём разница между сном и анестезией?
Наша уверенность в анестезии рушится, когда мы пытаемся связать молекулярные изменения с конкретными нейронными путями или понять субъективные переживания состояния, похожего на сон. Исследования усложняются из-за разнообразия эффектов, вызываемых анестетиками.
Декс, например, вызывает состояние, «подобное сну без быстрых движений глаз» (non-REM sleep), говорит Висден. Пациентов можно ненадолго разбудить — например, чтобы попросить их перевернуться или сменить повязку, — прежде чем они снова потеряют сознание.
«Когда вы смотрите на электрические волны, которые происходят во сне, и когда вам вводят этот конкретный седативный препарат, они выглядят очень похоже», — добавляет Висден. Другие анестетики, например пропофол, имеют другие эффекты. В более высоких дозах пропофол практически останавливает всю мозговую деятельность, кроме той, которая необходима для выживания.
Почему некоторым людям нужно меньше сна?
Другие вопросы, такие как влияние отслеживания сна на его качество, важность глубокого сна для памяти и причины, по которым люди нуждаются в сне, также остаются предметом интереса и исследований.
Физиологические изменения, которые происходят во время сна, такие как колебания температуры тела и частоты сердечных сокращений, также происходят под воздействием дексмедетомидина, но более выраженно — именно поэтому медицинские работники должны вводить препарат в условиях больницы. Если естественный сон достигается путём тщательной настройки нашего сознания по нескольким различным параметрам, то анестезия предполагает более агрессивное изменение этих настроек.
Почему нам нужны более совершенные анестетики?
Общая анестезия в настоящее время очень безопасна, смерть от анестезии происходит менее чем в одном случае на каждые 100 000 применений. Однако анестезию всё ещё можно улучшить — осложнения, связанные с изменениями температуры тела под воздействием анестезии, остаются проблемой. Если мы сможем лучше понять анестезию и создать препараты, которые имитируют естественный отдых более эффективно, это может принести огромную пользу пациентам.
«После хорошего ночного сна вы чувствуете себя лучше», — говорит Фрэнкс. «Обычно вы так не чувствуете себя после анестезии, хотя это связано с тем, какой процедурой или операцией вы могли подвергнуться».
Хотя они не заинтересованы в разработке лекарств, Фрэнкс и Висден говорят, что Декс был бы «идеальным» препаратом для изучения того, как создать анестетик, который помогает вам чувствовать себя отдохнувшим, поскольку он наиболее близко имитирует естественный сон. Некоторые исследования даже показали, что препарат улучшает качество сна у послеоперационных пациентов.
Хотя механизм действия дексмедетомидина на молекулярном уровне ясен, его влияние на все рецепторы в нашем мозге и даже расположение этих рецепторов остаётся загадкой.
По мере того как наши инструменты для картирования мозга и его активности продолжают совершенствоваться, мы приблизимся к разработке анестетиков, которые больше похожи на хороший ночной отдых.