Allgemeinanästhetika haben eine größere Wirkung auf das Gehirn als Schlaf induzieren, schlägt eine neue Studie vor, die zu verbesserten Medikamenten für den Einsatz in der Chirurgie führen könnte.
Das Team von der Universität von Queensland in Australien schreibt in der Zeitschrift, dass ihre "Erkenntnisse ein vollständigeres Verständnis der Allgemeinanästhesie liefern können".
Mit einer Technik, die als Einzelmolekül-Mikroskopie bekannt ist, konnten die Wissenschaftler die Wirkung von Propofol, einer gewöhnlichen Vollnarkose, auf einzelne Zellen untersuchen.
Insbesondere untersuchten sie die Wirkung des Medikaments auf die synaptische Freisetzung, bei der Nervenzellen oder Nervenzellen miteinander kommunizieren.
"Wir wissen aus früheren Studien", sagt Bruno van Swinderen, Professor am Queensland Brain Institute, "dass Allgemeinanästhetika, einschließlich Propofol, Schlafsysteme im Gehirn beeinflussen, ähnlich einer Schlaftablette."
Störung der synaptischen Mechanismen
Aber in der neuen Studie, in der sie die Wirkung der Droge bei Ratten und Fliegen untersuchten, fanden die Wissenschaftler heraus, dass Propofol auch auf eine andere, ganz andere Art und Weise wirken kann.
Wie Prof. van Swinderen erklärt, hat das Team herausgefunden, dass die Droge "die präsynaptischen Mechanismen unterbricht und wahrscheinlich die Kommunikation zwischen den Neuronen im gesamten Gehirn auf eine systematische Art und Weise beeinflusst, die sich vom Einschlafen unterscheidet".
Er und sein Team fanden heraus, dass Propofol die Mobilität eines Proteins namens Syntaxin1A einschränkt, das an Nervensynapsen benötigt wird, damit Neuronen miteinander kommunizieren können.
Synapsen sind Knotenpunkte, an denen Neuronen Signale an andere Nervenzellen sowie andere Arten von Zellen, wie Drüsen- und Muskelzellen, übertragen.
Die meisten Signale werden von Botenstoffen transportiert, die Neurotransmitter genannt werden. Diese werden vom präsynaptischen Neuron freigesetzt und in der postsynaptischen Zelle aufgenommen.
Der neue Befund ist bedeutsam, weil, wie Prof. van Swinderen und seine Kollegen in ihrer Studie festhalten, "jedes Neuron über Syntaxin1A-vermittelte Neurotransmission mit anderen Neuronen kommuniziert", und der Mechanismus ist bei allen Spezies gleich und reicht von "Würmern" zu Menschen."
Implikationen für Menschen mit Alzheimer
Prof. van Swinderen sagt, dass die jüngste Entdeckung des Teams einige der Nebenwirkungen einer Vollnarkose erklären könnte, etwa warum wir nach der Operation benommen und desorientiert sind.
Während Propofol und andere Allgemeinanästhetika uns schlafen legen, ist es ihre "weit verbreitete Störung der synaptischen Konnektivität" – oder die Kommunikationswege im gesamten Gehirn -, die eine Operation ermöglichen, schlägt er vor.
"Die Entdeckung hat Auswirkungen auf Menschen, deren Hirnanbindung anfällig ist, zum Beispiel bei Kindern, deren Gehirne sich noch entwickeln, oder bei Menschen mit Alzheimer oder Parkinson", fügt Prof. van Swinderen hinzu.
Er sagt, dass mehr Arbeit benötigt wird, um zu bestimmen, ob Allgemeinanästhetika in diesen gefährdeten Gruppen langfristige Nebenwirkungen hervorrufen.
"Es ist nie verstanden worden, warum die Allgemeinanästhesie manchmal für die ganz Jungen und die Alten problematisch ist. Dieser neu entdeckte Mechanismus könnte ein Grund sein."
Prof. Bruno van Swinderen
