La cirug铆a ser铆a inconcebible sin la anestesia general, por lo que puede resultar sorprendente que, a pesar de sus 175 a帽os de historia de uso m茅dico, los m茅dicos y cient铆ficos no hayan podido explicar c贸mo los anest茅sicos dejan temporalmente a los pacientes inconscientes.
Un nuevo estudio de Scripps Research publicado en la revista ‘Proceedings of the National Academy of Sciences’ resuelve este antiguo misterio m茅dico. Utilizando modernas t茅cnicas microsc贸picas a nanoescala, adem谩s de ingeniosos experimentos en c茅lulas vivas y moscas de la fruta, los cient铆ficos muestran c贸mo grupos de l铆pidos en la membrana celular sirven como un intermediario faltante en un mecanismo de dos partes.
La exposici贸n temporal a la anestesia hace que los grupos de l铆pidos pasen de un estado ordenado, a uno desordenado, y luego de vuelta, lo que lleva a una multitud de efectos posteriores que en 煤ltima instancia causan cambios en la conciencia, seg煤n los hallazgos de estos cient铆ficos estadounidenses.
Este descubrimiento resuelve un debate cient铆fico centenario, que a煤n hoy en d铆a se mantiene a fuego lento: 驴Act煤an los anest茅sicos directamente sobre las puertas de la membrana celular llamadas canales de iones, o act煤an de alguna manera sobre la membrana para se帽alar los cambios celulares de una manera nueva e inesperada? Se han necesitado casi cinco a帽os de experimentos, llamadas y debates para llegar a la conclusi贸n de que es un proceso de dos pasos que comienza en la membrana.
Los anest茅sicos perturban los grupos de l铆pidos ordenados dentro de la membrana celular conocidos como 芦balsas de l铆pidos禄 para iniciar la se帽al. 芦Creemos que hay pocas dudas de que esta novedosa v铆a se est谩 utilizando para otras funciones cerebrales m谩s all谩 de la conciencia, permiti茅ndonos ahora desmenuzar otros misterios del cerebro禄, explica uno de los l铆deres de la investigaci贸n, el qu铆mico Richard Lerner.
LA C脷PULA DEL 脡TER
La capacidad del 茅ter para inducir la p茅rdida de la conciencia se demostr贸 por primera vez en un paciente con un tumor en el Hospital General de Massachusetts en Boston en 1846, dentro de un quir贸fano que m谩s tarde se conoci贸 como la C煤pula del 脡ter. Tan relevante fue el procedimiento que fue capturado en una famosa pintura, ‘Primera Operaci贸n Bajo el 脡ter’, de Robert C. Hinckley. Para 1899, el farmac贸logo alem谩n Hans Horst Meyer, y luego en 1901 el bi贸logo brit谩nico Charles Ernest Overton, concluyeron sabiamente que la solubilidad de los l铆pidos dictaba la potencia de tales anest茅sicos.
Muchos otros cient铆ficos, a trav茅s de un siglo de experimentaci贸n, hab铆an buscado las mismas respuestas, pero les faltaban varios elementos clave, seg煤n Scott Hansen, el otro autor del trabajo: 芦En primer lugar, microscopios capaces de visualizar complejos biol贸gicos m谩s peque帽os que los l铆mites de difracci贸n de la luz; y en segundo lugar, recientes conocimientos sobre la naturaleza de las membranas celulares, y la compleja organizaci贸n y funci贸n de la rica variedad de complejos lip铆dicos que las componen禄. 芦Hab铆an estado buscando en todo un mar de l铆pidos, y la se帽al fue borrada, simplemente no la vieron, en gran parte por falta de tecnolog铆a禄, a帽ade.
Usando tecnolog铆a microsc贸pica ganadora del Premio Nobel, espec铆ficamente un microscopio llamado dSTORM, abreviatura de 芦microscop铆a de reconstrucci贸n 贸ptica estoc谩stica directa禄, un investigador postdoctoral del laboratorio de Hansen ba帽贸 las c茅lulas en cloroformo y observ贸 algo como el tiro de apertura de una partida de billar. 芦Exponer las c茅lulas al cloroformo aument贸 fuertemente el di谩metro y el 谩rea de los grupos de l铆pidos de la membrana celular llamados GM1禄, explica Hansen.
Lo que estaba viendo era un cambio en la organizaci贸n del grupo GM1, un cambio de una bola apretada a un l铆o interrumpido, detalla Hansen. A medida que se desordenaba, GM1 derram贸 su contenido, entre ellos, una enzima llamada fosfolipasa D2 (PLD2).
Marcando PLD2 con un qu铆mico fluorescente, Hansen fue capaz de observar a trav茅s del microscopio dSTORM como PLD2 se mov铆a como una bola de billar lejos de su hogar GM1 y hacia un diferente, menos preferido c煤mulo de l铆pidos llamado PIP2. Esto activ贸 las mol茅culas clave dentro de los c煤mulos del PIP2, entre ellas, los canales de iones de potasio TREK1 y su activador de l铆pidos, el 谩cido fosfat铆dico (PA). La activaci贸n del TREK1 b谩sicamente congela la capacidad de las neuronas para disparar, y por lo tanto lleva a la p茅rdida de conciencia, dice Hansen.
Lerner insisti贸 en que validaran los hallazgos en un modelo animal vivo. La mosca com煤n de la fruta, la drosophila melanogaster, proporcion贸 esos datos. La eliminaci贸n de la expresi贸n de PLD en las moscas las hizo resistentes a los efectos de la sedaci贸n. De hecho, necesitaron el doble de exposici贸n al anest茅sico para demostrar la misma respuesta. 芦Todas las moscas eventualmente perdieron la conciencia, sugiriendo que el PLD ayuda a establecer un umbral, pero no es la 煤nica v铆a que controla la sensibilidad al anest茅sico禄, argumentan.
