بیهوشی اثر در آگاهی حل شد حل و فصل قرن بحث علمی

LA JOLLA, کالیفرنیا. و ژوپیتر فلوریدا.- 29 مه سال 2020 - عمل جراحی خواهد بود غیر قابل تصور و بدون بیهوشی عمومی و پس از آن ممکن است به عنوان یک شگفتی آمده است که با وجود آن 175 سال سابقه از استفاده های پزشکی, پزشکان و دانشمندان قادر به توضیح دهید که چگونه بی حس کننده به طور موقت ارائه بیماران ناخودآگاه.

یک مطالعه جدید از موسسه تحقیقات منتشر شده دوشنبه شب در مجموعه مقالات آکادمی ملی علوم (PNAS) حل این دیرینه رمز و راز پزشکی. با استفاده از مدرن نانو تکنیک های میکروسکوپی به علاوه هوشمندانه آزمایش در سلول های زنده و مگس میوه های دانشمندان نشان می دهد که چگونه خوشه های چربی در سلول های غشاء به عنوان یک خدمت از دست رفته به میان در دو بخش ساز است. موقت قرار گرفتن در معرض بیهوشی باعث می شود که چربی خوشه به حرکت از یک دستور دولت به یک نظم و پس از آن دوباره منجر به بسیاری از پس از آن اثر است که در نهایت باعث تغییر در آگاهی.

این کشف توسط شیمیدان ریچارد لرنر MD و زیست شناس مولکولی اسکات هانسن, دکترا, حل و فصل یک قرن بحث علمی است که هنوز هم simmers امروز: آیا بی حس کننده عمل می کنند به طور مستقیم بر روی سلول غشای دروازه به نام کانال های یونی و یا انجام آنها به نحوی عمل در غشاء به سیگنال همراه تغییرات جدید و غیر منتظره راه است ؟ آن را گرفته است نزدیک به پنج سال از آزمایش های, تماس, بحث و چالش ها را به این نتیجه می رسند که این یک فرایند دو مرحله ای آغاز می شود که در غشاء و فرآیندهای غشایی اواز یا موسیقی دو نفری می گویند. این بی حس کننده آشفته دستور ليپيد خوشه درون غشای سلولی شناخته شده به عنوان "چربی rafts" برای شروع سیگنال.

"ما فکر می کنم شکی نیست که این رمان مسیر است که برای استفاده دیگر عملکرد مغز فراتر از آگاهی ما را قادر به در حال حاضر تراشه در دور اضافی اسرار مغز" لرنر می گوید.

لرنر یکی از اعضای آکادمی ملی علوم این است که یک رئیس جمهور سابق موسسه تحقیقات و بنیانگذار موسسه تحقیقات ژوپیتر فلوریدا پردیس. هانسن یک دانشیار در اولین ارسال در همان دانشگاه.

اتر گنبد

اتر توانایی را وادار به از دست دادن هوشیاری برای اولین بار نشان داد در یک تومور بیمار در بیمارستان عمومی ماساچوست در بوستون در سال 1846 در فولاد تئاتر که بعدها به عنوان شناخته شده "اتر گنبد." بنابراین مهم بود این روش که از آن دستگیر شد در یک نقاشی معروف "اولین عملیات تحت اتر" توسط Robert C. Hinckley. توسط 1899 آلمانی داروشناس هانس هورست مایر و سپس در سال 1901 زیست شناس انگلیسی چارلز ارنست Overton خردمندانه به این نتیجه رسیدند که چربی حلالیت دیکته قدرت چنین بی حس کننده.

هانسن به یاد می آورد تبدیل به یک جستجو در گوگل در حالی که پیش نویس اعطای ارسال مقاله به بررسی بیشتر است که تاریخی سوال تفکر او نمی تواند تنها یکی از غشاء لیپید rafts' نقش. به هانسن لذت او در بر داشت یک شکل از لرنر را 1997 PNAS مقاله "یک فرضیه در مورد درون زا آنالوگ از بیهوشی عمومی" پیشنهاد شده است که فقط یک مکانیسم است. هانسن حال نگاه کردن به لرنر--به معنای واقعی کلمه. به عنوان یک predoctoral در سن دیگو هانسن می گوید او در یک آزمایشگاه زیرزمین با یک پنجره که نگاه به طور مستقیم در لرنر را در فضای پارکینگ در تحقیقاتی اسکریپس.

"با او تماس گرفتم و به من گفت:" شما هرگز به این باور. خود را در سال 1997 کشف شد به طور مستقیم توصیف آنچه که من میبینم در داده های ما در حال حاضر'" هانسن به یاد می آورد. "آن درخشان بود."

برای لرنر می شد لحظه ای هیجان انگیز نیز هست.

"این است که پدربزرگ از پزشکی اسرار" لرنر می گوید. "زمانی که من در دانشکده پزشکی در دانشگاه استنفورد این یکی مشکل من می خواستم را حل کند. بیهوشی بود چنین عملی اهمیت نمی توانستم باور ما نمی دانیم که چگونه همه از این بی حس کننده می تواند باعث شود مردم به از دست دادن هوشیاری."

بسیاری دیگر از دانشمندان از طریق یک قرن تجربه را به دنبال همان پاسخ, اما آنها فاقد چند کلید عناصر هانسن می گوید: اولین میکروسکوپ قادر به تجسم بیولوژیکی مجتمع های کوچکتر از محدودیت پراش نور و در سال های اخیر بینش در مورد ماهیت غشای سلولی و پیچیده سازمان و عملکرد انواع غنی از لیپید مجتمع که شامل آنها است.

"آنها به دنبال شده بود در کل دریای ليپيدها و سیگنال رو شسته و آنها فقط نمی آن را ببینید و در صورت عدم وجود تکنولوژی" هانسن می گوید.

از جهت اختلال

با استفاده از برنده جایزه نوبل میکروسکوپی تکنولوژی به طور خاص یک میکروسکوپ به نام dSTORM کوتاه برای "مستقیم stochastical نوری بازسازی میکروسکوپ" یک محقق فوق دکترا در هانسن آزمایشگاه غرق سلول ها در کلروفرم و به تماشای چیزی مانند باز کردن شکستن شات از یک بازی بیلیارد. افشای سلول به کلروفرم به شدت افزایش قطر و منطقه از غشای سلول چربی به نام خوشه GM1, هانسن توضیح می دهد.

آنچه که او به دنبال یک تغییر در GM1 خوشه را به سازمان تغییر از یک بسته بندی توپ به مختل ظروف سرباز یا مسافر هانسن می گوید. آن را به عنوان رشد بی نظم GM1 ریخته محتویات آن را در میان آنها یک آنزیم به نام فسفوليپاز D2 (PLD2).

برچسب زدن PLD2 با فلورسنت شیمیایی هانسن قادر به تماشای از طریق dSTORM میکروسکوپ به عنوان PLD2 نقل مکان کرد و مانند یک توپ بیلیارد دور از آن GM1 صفحه اصلی و بیش به کمتر ترجیح داده لیپید های خوشه ای به نام PIP2. این فعال مولکول کلیدی در PIP2 خوشه در میان آنها TREK1 پتاسیم کانال های یونی و ليپيد فعال phosphatidic اسید (PA) است. فعال شدن TREK1 اساسا انجماد سلول های عصبی توانایی به آتش و در نتیجه منجر به از دست دادن هوشیاری هانسن می گوید.

"این TREK1 کانال های پتاسیم انتشار پتاسیم و که بیش از حد polarizes عصب--آن را می سازد آن را سخت تر به آتش--و فقط در آن تعطیل," هانسن می گوید.

لرنر اصرار آنها اعتبار یافته در مدل حیوانی. رایج میوه پرواز ملانوگاستر ارائه شده است که اطلاعات. حذف PLD بیان مگس رندر آنها مقاوم به اثرات آرام بخشی. در واقع آنها مورد نیاز دو برابر قرار گرفتن در معرض بیهوشی برای نشان دادن همان پاسخ.

"همه مگس در نهایت از دست داده آگاهی نشان می دهد PLD کمک می کند تا مجموعه ای از یک آستانه است اما نه تنها مسیر کنترل بیهوشی حساسیت" آنها را بنویسید.

هانسن و لرنر می گویند اکتشافات افزایش یک میزبان از وسوسه انگیزی امکانات جدید است که ممکن است توضیح دهد که دیگر اسرار مغز از جمله رویدادهای مولکولی که منجر به سقوط در خواب.

لرنر اصلی 1997 فرضیه نقش "چربی ماتریس" در سیگنالینگ به وجود آمد و از خود به سوالات بیوشیمی از خواب و کشف خود را از یک خواب الود ليپيد او به نام oleamide. هانسن و لرنر همکاری در این عرصه همچنان ادامه دارد.

"ما فکر می کنیم این است که اساسی و بنیادی دارد اما یک کار خیلی بیشتر است که باید انجام شود و آن را باید انجام شود توسط بسیاری از مردم" هانسن می گوید. لرنر موافق است.

"مردم شروع به مطالعه این برای همه چیز شما می توانید تصور کنید: خواب هوشیاری تمام کسانی که اختلالات مربوط به" او می گوید. "اتر بود هدیه ای است که به ما کمک می کند درک مشکل از آگاهی است. آن تابیده نور در یک حمايتهاي ناشناخته مسیر که مغز به وضوح تکامل یافته برای کنترل نظم بالاتر از توابع."

###

مقاله "مطالعات ساز و بیهوشی عمومی" به نظر می رسد مه 29 سال 2020 در PNAS. در علاوه بر این به لرنر و هانسن نویسندگان محمود عارف پاول E. نیکلاس پترسن و هائو وانگ همه موسسه تحقیقات.