Descubren cómo actúa la anestesia en nuestro cerebro 175 años después

Tras 175 años de uso de la anestesia general aún se desconoce cómo los anestésicos dejan temporalmente a los pacientes inconscientes. Ahora, un grupo de científicos parece haber desvelado el porqué de uno de los principales misterios de la medicinaactual.

Richard Lerner, investigador puntero en anticuerpos e inmunología humana, y Scott Hansen, biólogo molecular, ambos del Scripps Research Institute, han utilizado modernas técnicas microscópicas a nanoescala y experimentos en célulasvivas y moscas de la fruta para intentar desvelar este debate.

Su conclusión es que unos grupos de lípidos en la membrana celular sirven como un intermediario faltante en un mecanismo de dos partes. La exposición temporal a la anestesia hace que los grupos de lípidos pasen de un estado ordenado, a uno desordenado, y luego regresen al orden, lo que lleva a una multitud de efectos posteriores que en última instancia causan cambios en la conciencia.

TE PUEDE INTERESAR

Qué pasa de verdad durante la anestesia: no estás dormido del todo

E. Zamorano

Con este hallazgo, se resuelve una pregunta centenaria: ¿Actúa la anestesia directamente sobre las puertas de la membrana celular, llamados canales iónicos, o actúa de alguna manera sobre la membrana para señalar los cambios celulares de una manera nueva e inesperada? Los anestésicos perturban los grupos de lípidos ordenados dentro de la membrana celular, conocidos como balsas lipídicas, para iniciar la señal.

"Creemos que hay pocas dudas de que esta novedosa vía se está utilizando para otras funciones cerebrales más allá de la conciencia, permitiéndonos ahora desmenuzar otros misterios del cerebro", explica Lerner en declaraciones citadas por Medical Xpress. "Cuando estaba en la escuela de medicina en Stanford, este era el único problema que quería resolver. La anestesia era tan importante que no podía creer que no supiéramos cómo todos estos anestésicos podían hacer que la gente perdiera el conocimiento", recuerda Lerner.

La tecnología, gran aliada

Muchos otros científicos han buscado las mismas respuestas, pero les faltaban varios elementos clave, según señala Hansen. En primer lugar, microscopios capaces de visualizar complejos biológicos más pequeños que los límites de difracción de la luz; y, en segundo lugar, recientes conocimientos sobre la naturaleza de las membranas celulares, y la compleja organización y función de la rica variedad de complejos lipídicos que las componen. "Habían estado buscando en todo un mar de lípidos, y no vieron la señal, en gran parte por falta de tecnología", afirma Hansen.

"Creemos que esta novedosa vía se usa para otras funciones cerebrales más allá de la conciencia"

Usando tecnología microscópica de vanguardia un investigador postdoctoral del laboratorio de Hansen bañó las células en cloroformo y observó que aumentó fuertemente el diámetro y el área de los grupos de lípidos de la membrana celular, llamados GM1. Lo que estaba viendo era un cambio en la organización del cúmulo de GM1, un cambio a un desorden y a medida que GM1 se desordenaba, derramaba su contenido, sobre todo una enzima llamada fosfolipasa D2 (PLD2).

Una vez que esa enzima fue marcada con un químico fluorescente, Hansen fue capaz de observar a través del microscopio como PLD2 se movía, como una bola de billar, lejos de su hogar GM1 y hacia uno diferente, hacia un cúmulo de lípidos llamado PIP2. Esto activó las moléculas clave dentro de los cúmulos del PIP2, entre ellas, los canales de iones de potasio TREK1 y su activador de lípidos, el ácido fosfatídico (PA).

La activación del TREK1 básicamente congela la capacidad de las neuronas para activarse, y, por lo tanto, lleva a la pérdida de conciencia, resume Hansen. "Los canales de potasio del TREK1 liberan potasio, y eso hiperpolariza el nervio, hace más difícil que se active, y simplemente lo apaga".

Lerner señala que validaron los hallazgos en un modelo animal vivo, la mosca común de la fruta. La eliminación de la expresión de la enzima PLD en las moscas las hizo resistentes a los efectos de la sedación. De hecho, necesitaron el doble de exposición al anestésico para demostrar la misma respuesta. "Todas las moscas perdieron la conciencia, sugiriendo que el PLD ayuda a establecer un umbral, pero no es la única vía que controla la sensibilidad al anestésico", escriben.

Hansen y Lerner sostienen que sus descubrimientos plantean una serie de nuevas posibilidades que pueden explicar otros misterios del cerebro, incluyendo los eventos moleculares que nos llevan a dormirnos.