Como actúa la Anestesia General en el cerebro.

La Anestesia general “piratea” el circuito del sueño.

Tras 170 años de uso, nadie estaba seguro de cómo y dónde funcionaba la anestesia en el cerebro.

El descubrimiento de la anestesia general hace 170 años fue un milagro médico,
 que permitió que millones de pacientes se sometieran a cirugías invasivas y sin dolor.
 Sin embargo, a pesar de décadas de investigación,
los científicos aún no entendían por qué funciona la anestesia general.

Ahora los científicos creen que han descubierto parte de la respuesta. En un estudio publicado en la revista científica Neuron, un equipo de la Universidad de Duke descubrió que varios medicamentos diferentes de anestesia general funcionan mediante el secuestro de los circuitos neuronales que regulan el sueño.

Los investigadores rastrearon este circuito neural hasta un pequeño grupo de células en la base del cerebro responsable de producir hormonas para regular las funciones corporales, el estado de ánimo y el sueño. El hallazgo es uno de los primeros en sugerir un papel para las hormonas en el mantenimiento del estado de la anestesia general y proporciona información valiosa para generar nuevos medicamentos que podrían hacer que las personas duerman con menos efectos secundarios.

Desde que el primer paciente fue sometido a anestesia general en 1846, los científicos han estado tratando de averiguar exactamente cómo funciona. La teoría prevalente ha sido que muchos de estos medicamentos alteran las actividades normales del cerebro, lo que resulta en la incapacidad de moverse o sentir dolor. Teorías similares giraban en torno al sueño, el estado similar a la anestesia general. Sin embargo, las investigaciones realizadas durante la última década han demostrado que el sueño es un proceso más activo que el que se reconoció anteriormente, con conjuntos completos de neuronas sincronizadas que inducen el sueño.

Fan Wang, Ph.D., profesora de neurobiología en la Escuela de Medicina de la Universidad de Duke, y Li-Feng Jiang-Xie, una estudiante graduada en su laboratorio, se preguntaban si la visión predominante de la anestesia general también era parcial. Quizás, en lugar de limitarse a inhibir ciertas neuronas, los anestésicos también podrían activar ciertas neuronas en el cerebro.

Para probar su nueva teoría, pusieron a los ratones bajo anestesia general con varios fármacos diferentes pero de uso común. Luego utilizaron marcadores moleculares para rastrear las neuronas que podrían ser activadas por los anestésicos. Encontraron un grupo de neuronas que mostraban gran excitabilidad enterradas en una pequeña región del cerebro llamada núcleo supraóptico.  Se sabe que las neuronas que forman el núcleo supraóptico tiene proyecciones largas que liberan grandes cantidades de hormonas, como la vasopresina, directamente en el torrente sanguíneo.

"La mayoría de las neuronas activadas por la anestesia eran un tipo de célula híbrida que conecta el sistema nervioso y el sistema endocrino", según Jiang-Xie. "Eso fue una sorpresa y llevó la investigación a un territorio inexplorado para comprender las vías neuronales de la anestesia general".

A continuación, los investigadores utilizaron una técnica sofisticada desarrollada en el laboratorio de Wang para activar o desactivar este grupo especializado de células con productos químicos o luz. Cuando activaron estas neuronas de los ratones, los animales dejaron de moverse y cayeron en un profundo sueño, llamado sueño de ondas lentas o sueño no REM, generalmente asociado con la inconsciencia.

Entonces el equipo de investigación silenció a este grupo de células. Los ratones continuaron moviéndose todo el tiempo, incapaces de quedarse dormidos.

Finalmente, los investigadores realizaron experimentos similares en ratones utilizando anestesia general. Encontraron que las células neuroendocrinas preactivadas artificialmente hacían que los ratones permanecieran bajo anestesia general durante períodos de tiempo más prolongados. A la inversa, cuando silenciaron estas células, los ratones se despertaban de la anestesia más fácilmente.

Este estudio también reveló un papel previamente inesperado de las células secretoras de hormonas del cerebro en la generación del sueño profundo.

“Muchas personas, especialmente aquellas con enfermedad de Alzheimer, tienen dificultades para conciliar el sueño, pero los medicamentos actuales tienen efectos secundarios molestos", según Yin. "Si podemos encontrar formas de manipular este circuito neural, quizás apuntando a hormonas o péptidos pequeños, se podría conducir al desarrollo de pastillas para dormir mas eficaces y con menos efectos secundarios"

Basado en: "A Common Neuroendocrine Substrate for Diverse General Anesthetics and Sleep," Neuron, June 5, 2019 ( online, April 18, 2019).