Wie Vollnarkotika das Gehirn beeinflussen
Vollnarkose hat eine weitreichendere Wirkung auf das Gehirn als die Induktion von Schlaf, schlägt eine neue Studie vor, die zu verbesserten Medikamenten für die Verwendung in der Chirurgie führen könnte.
Das Team von der University of Queensland in Australien schreibt in die Zeitschrift Zellenberichte dass ihre "Ergebnisse ein vollständigeres Verständnis der Vollnarkose liefern können".
Mithilfe einer als Einzelmolekül-Bildgebungsmikroskopie bekannten Technik konnten die Wissenschaftler die Wirkung von Propofol, einem gängigen Vollnarkotikum, auf einzelne Zellen untersuchen.
Insbesondere untersuchten sie die Wirkung des Arzneimittels auf die synaptische Freisetzung, bei der es sich um einen Mechanismus handelt, über den Nervenzellen oder Neuronen miteinander kommunizieren.
"Wir wissen aus früheren Forschungen", sagt der leitende Studienautor Bruno van Swinderen, Associate Professor am Queensland Brain Institute, "dass Vollnarkotika einschließlich Propofol auf Schlafsysteme im Gehirn wirken, ähnlich wie eine Schlaftablette."
Störung der synaptischen Mechanismen
In der neuen Studie, in der sie die Wirkung des Arzneimittels bei Ratten und Fliegen untersuchten, stellten die Wissenschaftler jedoch fest, dass Propofol auch auf eine andere, ganz andere Weise wirken kann.
Wie Prof. van Swinderen erklärt, stellte das Team fest, dass das Medikament „präsynaptische Mechanismen stört und wahrscheinlich die Kommunikation zwischen Neuronen im gesamten Gehirn auf systematische Weise beeinflusst, die sich vom Schlafen unterscheidet.“
Er und sein Team fanden heraus, dass Propofol die Mobilität eines Proteins namens Syntaxin1A einschränkt, das an Neuronensynapsen benötigt wird, damit Neuronen miteinander kommunizieren können.
Synapsen sind Verbindungen, an denen Neuronen Signale an andere Neuronen sowie an andere Zelltypen wie Drüsen- und Muskelzellen übertragen.
Die meisten Signale werden von chemischen Botenstoffen übertragen, die als Neurotransmitter bezeichnet werden. Diese werden vom präsynaptischen Neuron freigesetzt und in der postsynaptischen Zelle empfangen.
Der neue Befund ist insofern von Bedeutung, als, wie Prof. van Swinderen und seine Kollegen in ihrer Studienarbeit feststellten, „jedes Neuron über Syntaxin1A-vermittelte Neurotransmission mit anderen Neuronen kommuniziert“ und der Mechanismus für alle Arten gleich ist, angefangen von „Würmern“ zu Menschen."
Auswirkungen auf Menschen mit Alzheimer
Prof. van Swinderen sagt, dass die jüngste Entdeckung des Teams einige der Nebenwirkungen der Vollnarkose erklären könnte, z. B. warum wir uns nach der Operation benommen und desorientiert fühlen.
Während Propofol und andere Vollnarkotika uns einschläfern lassen, ist es ihre „weit verbreitete Störung der synaptischen Konnektivität“ - oder der Kommunikationswege im gesamten Gehirn -, die eine Operation ermöglichen, schlägt er vor.
"Die Entdeckung hat Auswirkungen auf Menschen, deren Gehirnkonnektivität anfällig ist, beispielsweise auf Kinder, deren Gehirn sich noch entwickelt, oder auf Menschen mit Alzheimer- oder Parkinson-Krankheit", fügt Prof. van Swinderen hinzu.
Er sagt, dass mehr Arbeit erforderlich ist, um festzustellen, ob Vollnarkose in diesen gefährdeten Gruppen langfristige Nebenwirkungen hervorruft oder nicht.
„Es wurde nie verstanden, warum eine Vollnarkose für Jung und Alt manchmal problematisch ist. Dieser neu entdeckte Mechanismus könnte ein Grund sein. “
Prof. Bruno van Swinderen
