Открытия, которые изменили мир

В начале ХХ века появилось и было изучено множество новых ингаляционных анестетиков, в том числе этилен, дивиниловый эфир, циклопропан и трихлорэтилен. Однако все они имели общие недостатки: воспламеняемость и токсичность. В 1950-х путем добавки фтора было получено несколько невоспламеняющихся анестетиков. Некоторые из них вскоре прекратили использовать из-за токсичности, другие употребляют до сих пор, в том числе энфлюран, изофлуран, севофлуран и десфлуран.

В 1950-х работа продвинулась по многим фронтам: от разработки местной, регионарной и внутривенной анестезии до технических улучшений в области управления наркозом. Но, пожалуй, самый захватывающий прогресс происходит сейчас в области нейронауки. Никто не знает до конца, как работает анестезия. Для нас это такая же загадка, как сама природа человеческого сознания. Однако недавние находки позволили приподнять завесу тайны над механизмом воздействия анестетиков на нервную систему и узнать больше о ее общем воздействии на сознание и болевые ощущения, а также о действии на молекулярном уровне на отдельные клетки (нейроны) в разных отделах головного и спинного мозга.

Современные практикующие врачи безусловно понимают, что анестезия не просто «вырубает» пациента. Она складывается из нескольких ключевых аспектов: расслабление (миорелаксация), торможение психического восприятия, анальгезия (обезболивание), нейровегетативная блокада и поддержание адекватного метаболизма. В 1990-х исследователи обнаружили, что анестетики достигают всего этого путем воздействия на разные отделы нервной системы.

* * *

В 1990-х исследователи сделали еще более удивительные открытия о воздействии обезболивающих веществ, создав предпосылки для появления улучшенных анестетиков будущего. Например, долгие годы считалось, будто все такие средства воздействуют на одну и ту же мишень в мозге, меняя внешнюю оболочку нейрона. Однако теперь исследователи знают, что универсального ответа, который объяснял бы, как работают все анестетики — или даже как работает один агент, — не существует. Анестетики меняют механизм работы нейронов (то, каким образом они передают друг другу сигналы), изменяя микроскопические поры на поверхности нейрона — ионные каналы. Существуют десятки разновидностей ионных каналов, поэтому анестетики могут действовать по-разному, в зависимости от того, на какие из них они направлены. Более того, поскольку в мозге миллиарды нейронов и бесчисленное количество связей между ними, свою роль также играет расположение нейрона, находящегося под воздействием препарата, внутри мозга. Исследователи установили, что воздействию анестезии подвержены крупные отделы мозга: таламус (передает сигналы в высшие отделы), гипоталамус (регулирует множество функций, в том числе сон), кора (внешний слой, участвующий в мыслительном процессе и сознательном поведении), гиппокамп (участвует в формировании воспоминаний).

Более того, не так давно нейрологи обнаружили, что анестетики могут действовать по-разному, обращаясь к высокоспецифическим «рецепторам». Рецепторы — крошечные молекулы на поверхности нейронов, которые определяют, откроется ли ионный канал (а значит, передастся ли сигнал). Анестетики разных типов регулируют передачу нервного импульса и оказывают свое уникальное воздействие, взаимодействуя с различными рецепторами.

Один из рецепторов, играющий ключевую роль в действии анестезии, называется рецептором гамма-аминомасляной кислоты (ГАМК_А-рецептор). Исследования показали, что разные анестетики могут действовать по-разному, в зависимости от того, к какому региону (субъединице) ГАМК_А-рецептора они присоединяются, в какой части нейрона расположен ГАМК_А-рецептор и в каком отделе мозга находится нейрон. Ясно, что при таком количестве переменных исследователей ждет долгая и трудная работа. Им предстоит разобраться во множестве способов действия нынешних и будущих анестетиков.

Но именно это и есть самое интересное и захватывающее в будущем анестезиологии. Узнавая все больше о том, как и где анестетики воздействуют на нервную систему, возможно, нам удастся разработать препараты, направленные на конкретные рецепторы и их субъединицы, что в результате даст эффект узконаправленного действия. Препараты узконаправленного действия можно будет комбинировать, чтобы получить более безопасную и эффективную анестезию. Как заметил анестезиолог Беверли Орсер в недавней статье в журнале Scientific American, многие эффекты современной анестезии «необязательны и нежелательны». Однако, если врачи научатся составлять «коктейль, в котором каждый из компонентов выполняет одну строго определенную функцию, в будущем анестезия сможет покорить новую высоту: например, во время операции пациент сможет оставаться в сознании и разговаривать, но совершенно не будет чувствовать боли, когда ему восстанавливают сломанную конечность… или заменяют тазобедренный сустав».

* * *