Uno studio svela i processi neurali alla base della riemergenza della coscienza dopo l'anestesia.

13 aprile 2023 funzionalità

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di Ingrid Fadelli, Medical Xpress

Prima di sottoporsi a interventi chirurgici e altri procedimenti medici invasivi, i pazienti di solito vengono sottoposti ad anestesia. L'anestesia consiste nell'uso di una classe di farmaci (i.e. anestetici) che causano ai pazienti la perdita della sensazione in aree specifiche del corpo (i.e. anestesia locale) o la completa perdita di consapevolezza durante un intervento (i.e. anestesia generale). Questi anestetici possono essere somministrati ai pazienti tramite iniezione, inalazione, creme addormentanti per la pelle e altri mezzi.

In passato, i medici e i ricercatori medici consideravano l'anestesia generale come un processo passivo che non poteva essere influenzato o interrotto una volta somministrati i farmaci anestetici. Più recentemente, tuttavia, gli studi hanno dimostrato che in realtà è un processo cerebrale attivo che può essere controllato sperimentalmente e agito su di esso.

Un team di ricerca presso l'Università del Sud della Scienza e della Tecnologia in Cina ha recentemente effettuato uno studio per investigare i processi alla base dei stati cerebrali durante l'anestesia generale e quelli associati alla successiva ripresa della consapevolezza. I loro risultati, pubblicati su Nature Neuroscience, evidenziano possibili strategie che potrebbero aiutare gli anestesisti ad estendere o approfondire o ridurre i periodi di anestesia.

"Abbiamo dimostrato in topi che, quando il cervello viene costretto in uno stato minimo di risposta da diversi anestetici, una rapida riduzione del co-trasportatore K+/Cl− 2 (KCC2) nel nucleo ventrale posteromedio (VPM) serve come meccanismo comune con cui il cervello riacquista la coscienza", hanno scritto Jiang-Jian Hu, Yuexin Liu e i loro colleghi nel loro articolo.

Per esaminare i processi neurali legati alla ripresa della coscienza dopo l'anestesia, i ricercatori hanno effettuato una serie di esperimenti su topi adulti. Hanno somministrato ai topi uno dei tre diversi farmaci anestetici (i.e. ketamina, propofol e pentobarbital) e poi hanno osservato i meccanismi molecolari che sono emersi durante il loro recupero dalla coscienza.

Per valutare il livello di coscienza dei topi, Hu, Liu e i loro colleghi hanno misurato la cosiddetta perdita del riflesso di rotazione (LORR), un punto in cui gli animali non agiscono più per evitare di rimanere sdraiati sulla schiena. Inoltre, hanno osservato le risposte comportamentali degli animali agli stimoli esterni.

Gli esperimenti del team hanno prodotto risultati interessanti, identificando un nuovo meccanismo neuronale e molecolare attraverso il quale il cervello recupera la coscienza dopo l'anestesia generale. Hanno inoltre dimostrato che il nucleo ventrale posteromedio (VPN), parte del talamo, è una regione chiave del cervello associata alla ripresa della coscienza.

"La degradazione ubiquitina-proteasoma è responsabile della riduzione del KCC2, che è guidata dall'ubiquitina ligasi Fbxl4", hanno spiegato Hu, Liu ei loro colleghi nel loro articolo. "La fosforilazione del KCC2 a Thr1007 promuove l'interazione tra KCC2 e Fbxl4. La riduzione del KCC2 porta a una disinibizione mediata dal recettore del tipo A dell'acido γ-amminobutirrico, consentendo un rapido ripristino dell'eccitabilità del neurone VPM e l'emergenza di coscienza dall'inibizione anestetica. Questo percorso di ripristino è un processo attivo e avviene indipendentemente dalla scelta dell'anestetico."

In generale, il lavoro recente di questo team di ricercatori mostra che la degradazione dei neuroni trasportatori KCC2 situati nel VPM, attraverso i mezzi dell'ubiquitina, un composto nelle cellule viventi che contribuisce alla degradazione delle proteine superflue o difettose nel cervello, è un passo chiave nella ripresa della coscienza dei topi dopo l'anestesia generale. Questa scoperta potrebbe potenzialmente informare lo sviluppo di strategie per risvegliare i pazienti in stato vegetativo o minimamente coscienti, che è una sfida medica di lunga data.

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