Cómo los corales cerebrales lobulados ayudan a resolver el misterio de los efectos de la anestesia general en el cerebro
Aequorea victoria es una medusa bioluminiscente que se encuentra en el Océano Pacífico. Crédito: Shutterstock
Muchos de nosotros nos someteremos a anestesia general en algún momento de nuestras vidas y perderemos el conocimiento para que podamos operarnos sin dolor. Pero aunque los humanos han utilizado la anestesia general durante más de 150 años, todavía no comprendemos completamente cómo afecta al cerebro.
Para averiguarlo, recurrimos a un género de coral pétreo llamado coral cerebro lobulado (Lobophyllia). Usando una molécula fluorescente única presente en el coral cerebro lobulado, logramos aislar un objetivo importante de los fármacos anestésicos generales en los cerebros de las moscas de la fruta. Nuestros hallazgos podrían ayudar a desarrollar una anestesia más segura para los humanos.
Coral que brilla en la oscuridad
Los corales cerebro lobulados son bioluminiscentes, lo que significa que pueden producir y emitir luz de forma natural. Se encuentran en los océanos Índico y Pacífico, junto con otras criaturas científicamente valiosas similares, como la medusa de cristal Aequorea victoria.
Los habitantes bioluminiscentes del océano han equipado a los investigadores con un poderoso conjunto de herramientas de moléculas fluorescentes para estudiar y rastrear procesos biológicos. Incluso inspiraron el descubrimiento ganador del Premio Nobel de la proteína verde fluorescente.
La molécula fluorescente que se encuentra en el coral cerebro lobulado, Eos, tiene una característica bastante sorprendente: puede cambiar de color. Esto permite a los científicos observar el movimiento de las proteínas dentro de las células vivas, algo que antes era imposible.
Imagínese que tiene un árbol de Navidad cubierto de luces, pero todas estaban iluminadas del mismo color; el árbol puede parecer un poco borroso desde lejos. Sin embargo, si una de las luces cambiara a un color diferente, la detectaría fácilmente.
Los mismos principios se aplican cuando los científicos intentan rastrear proteínas en movimiento en las células. Las proteínas realizan múltiples tareas vitales para una célula y rastrearlas puede ayudarnos a comprender su función, pero generalmente son demasiado pequeñas para verlas con microscopios regulares.
Usando la molécula Eos, podemos desarrollar microscopios de súper resolución que revelan incluso los elementos más pequeños dentro de las células, incluidas las proteínas.
Un cerebro dormido no está ‘inactivo’
Hoy en día, la anestesia generalmente consiste en inyectar en la vena de un paciente una dosis de un fármaco sedante y un analgésico. Por ejemplo, la combinación de propofol y fentanilo lo dejará inconsciente y evitará que sienta dolor.
Los medicamentos sedantes, incluidas las pastillas para dormir, usan la capacidad natural de su cerebro para dormirlo. Se dirigen a los circuitos del cerebro que regulan la vigilia y evitan que estén activos.
Sin embargo, la actividad cerebral de una persona dormida es muy diferente a la de alguien bajo anestesia. Un cerebro dormido realiza muchas tareas y es bastante activo. Un cerebro bajo anestesia no responde en gran medida.
¿Por qué no podemos despertarnos mientras estamos bajo anestesia general? Para averiguarlo, los científicos necesitan identificar qué más en el cerebro, además de las vías del sueño, es el objetivo de los anestésicos generales.
La anestesia atrofia el poder de procesamiento del cerebro
Las neuronas, las células en el cerebro, se comunican entre sí a través de un proceso conocido como neurotransmisión sináptica. Esta es la forma principal en que nuestro cerebro procesa la información.
Para que ocurra la neurotransmisión, las proteínas especializadas dentro de las neuronas deben liberar sustancias químicas llamadas neurotransmisores (como la dopamina o el glutamato). Las proteínas son dinámicas. Pueden moverse libremente dentro de las neuronas y, a menudo, se necesitan en diferentes partes de la célula.
Para nuestra investigación, tomamos la molécula Eos y la unimos a una proteína llamada «syntaxin1A» que es responsable de facilitar la neurotransmisión para ver cómo los anestésicos generales podrían afectar su función normal en el cerebro de las moscas de la fruta.
Encontramos que la dinámica de la sintaxina 1A se alteró con fármacos anestésicos generales como propofol e isoflurano. La proteína quedó atrapada en grupos de proteínas y, por lo tanto, se restringió su movimiento.
Esto puede haber sido lo que redujo la eficiencia de la neurotransmisión, impidiendo que el cerebro procesara información compleja.
Un objetivo para desarrollar fármacos nuevos y más seguros
Muchas proteínas, además de la sintaxina 1A, están implicadas en la neurotransmisión. Por lo tanto, es probable que otros también se vean afectados por los medicamentos anestésicos.
Con suerte, esta nueva forma de observar el comportamiento de las proteínas individuales en el tejido cerebral intacto descubrirá más dianas farmacológicas y explicará los mecanismos precisos que sustentan los anestésicos generales.
En consecuencia, este conocimiento ayudará en la desarrollo de medicamentos más seguros y con menos efectos secundarios. Y el desarrollo de fármacos dirigidos podría ayudar a prevenir los tiempos de recuperación anormalmente largos que se observan en algunos pacientes que se someten a anestesia general.
Explore más
Diferentes anestésicos generales afectan la conciencia y la memoria de diferentes maneras Proporcionado por The Conversation
Este artículo se vuelve a publicar de The Conversation bajo una licencia Creative Commons. Lea el artículo original.
Cita: Cómo los corales cerebrales lobulados ayudan a resolver el misterio de lo que la anestesia general le hace al cerebro (27 de abril de 2021) consultado el 30 de agosto de 2022 en https://medicalxpress.com/news /2021-04-lobed-brain-corals-mystery-anaesthesia.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.