神经元|麻醉剂起作用时，从科学角度讲：你的大脑处于短暂死亡状态！蛋白质|科学家

文章图片

文章图片

文章图片
【神经元|麻醉剂起作用时，从科学角度讲：你的大脑处于短暂死亡状态！】

可以肯定地说，全身麻醉使现代医学成为可能。医生对患者使用全身麻醉近200年了，但他们还不知道麻醉是如何让大脑暂时关闭的。我们知道麻醉不只让人入睡，它更接近于一种暂时性昏迷甚至死亡状态，让人们对疼痛或其他刺激没有任何反应。但是，在你的大脑中到底发生了什么，为什么这段时间我们没有了记忆，一直是个谜。
麻醉剂脂质假说到目前为止，关于麻醉在分子水平上是如何起作用的，主要有两种假说。第一种称为（Lipid hypothesis）脂质假说自20世纪以来它一直存在。那是科学家们观察到一些麻醉剂的效力与它们在油中的溶解能力直接相关。我们的细胞膜是由被称为脂质的油状分子组成，并且有几种麻醉药都是油溶性的，所以它能使麻醉药溶解。对我们细胞膜的亲和力，可能是麻醉如何工作的关键。但在细胞膜破裂后，脂质假说开始失去支持。也没有解释清，大脑在全身麻醉中发生了什么。
麻醉剂膜蛋白假说在20世纪80年代，（Membrane protein hypothosis）膜蛋白假说获得了广泛支持。当时麻醉剂可以与MEM中的神经细胞蛋白质结合，而不是与膜本身相互作用。研究人员已经确定出几种与不同麻醉剂结合的蛋白质，药物与蛋白结合是大多数药物的工作原理。但这并不能解释这些麻醉剂在结合后的会起作用。于是2020年6月的一项研究揭示了全身麻醉机制的主要线索。在这种情况下，它实际上与脂质假说相符。这项研究特别之处是吸入式麻醉剂，而不是常规的注射麻醉。
新型吸入式麻醉吸入式麻醉剂是破坏神经细胞中的脂质筏。这些脂质簇是神经元细胞膜的一部分，它们似乎在中枢神经系统中起着关键作用。研究表明，脂质筏比周围的细胞膜排列得更紧密，化学组成也略有不同。研究人员使用了一种超高显微镜来观察脂质筏在麻醉剂的作用下的活动，就像台球开盘一样膨胀和破裂。当脂质筏破裂时，它们溢出了其中的物质，包括一种被称为PLD2的酶。研究人员发现，一旦脂质筏松开， PLD2会转换为一种叫做TREK-1的蛋白质。
探究脂质筏PLD2到达那里之后，它将被绑定到TREK-1并将其启动。随之，它会打开并产生带正电荷的钾。神经细胞需要一定的带电粒子平衡，包括钾来激发和完成它们的工作。钾会增加神经的电荷，足以使其运作，抑制神经元的放电。为了给脂质筏成像，研究人员使用了高级显微镜，这种显微镜可以挑出单个分子。脂质筏比通常使用可见光成像要小，因为其内部有一种被称为衍射屏障的限制。
神经元的工作这项技术最终提供了足够清晰的分辨率，从而解决了障碍，并真正可视化脂质筏。这就是他们最终能够给出答案的原因。对于这样一个古老的问题，我们仍然不能确定为什么这种机制存在。显然，它没有进化，所以外科医生可以使用麻醉剂。下一步的研究应该是阐明，为什么我们的神经元会产生脂质筏。脂质筏它还可以帮助科学家更好地了解神经元如何工作，并可能揭示神经系统疾病的新疗法。