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解決麻醉醫學上的秘密

如果沒有全身麻醉,手術將是不可想像的,因此,儘管有175年的醫療使用歷史,但醫生和科學家仍無法解釋麻醉是如何使患者暫時失去知覺的,這可能令人驚訝。

Scripps Research的一項新研究發表在 美國國家科學院院刊 解決了這個長期存在的醫學難題。利用現代的納米級顯微技術,再加上在活細胞和果蠅中進行的巧妙實驗,科學家們證明了細胞膜中的脂質簇是如何在第二次世界大戰中失踪的。娛樂城廣告O型零件機制。暫時暴露於麻醉狀態會導致脂質團簇從有序狀態轉變為無序狀態,然後再返回,從而導致大量後續影響,最終導致意識改變。

化學博士理查德·勒納(Richard Lerner)和分子生物學家斯科特·漢森(Scott Hansen)的發現解決了百年的科學爭論,至今仍在醞釀之中:麻醉劑是否直接作用於稱為離子通道的細胞膜門上,或者它們是否以某種方式起作用?膜以新的出乎意料的方式通知細胞變化?二人說,經過了近五年的實驗,呼籲,辯論和挑戰,得出的結論是這是一個兩步過程,始於膜。麻醉劑擾亂了被稱為“脂質筏”的細胞膜內的有序脂質簇,從而引發了信號。

勒納說:“我們認為,這一新途徑毫無疑問會被用於意識以外的其他大腦功能,這使我們現在能夠擺脫大腦的其他謎團。”

勒納(Lerner)是美國國家科學院的成員,曾擔任斯克里普斯研究公司(Scripps Research)的總裁,也是斯克里普斯研究公司佛羅里達州木星的創始人。漢森是 發發網在同一校園裡擔任副教授的第一篇文章。

醚穹頂

1846年,在麻薩諸塞州總醫院的一名腫瘤患者中,首先在外科手術室(後來被稱為“以太穹頂”)中證明了以太爾引起意識喪失的能力。結果如此重要,以至於在羅伯特·C·欣克利(Robert C. Hinckley)的一幅著名畫作《以太下的第一次行動》中被捕捉到了。到1899年,德國藥理學家漢斯·霍斯特·邁耶(Hans Horst Meyer),然後在1901年,英國生物學家查爾斯·歐內斯特·奧弗頓(Charles Ernest Overton)明智地得出結論,脂溶性決定了這種麻醉藥的效力。

漢森(Hansen)回憶起起草Google資助申請書時起草了一份贈款,以進一步調查這個歷史性問題,並認為他不可能是唯一一個相信膜脂筏作用的人。令漢森感到高興的是,他從勒納(Lerner)1997年的PNAS論文中找到了一個圖,“關於全身麻醉的內源性類似物的假設”,提出了這樣一種機制。漢森從字面上一直仰望勒納。漢森說,作為聖地亞哥的博士前學生,他在地下室的實驗室里工作,窗戶的窗戶直望斯克里普斯研究中心(Scripps Research)的勒納(Lerner)停車位。

“我聯繫註冊送點數d他,我說,‘您永遠不會相信這一點。漢森回憶說:“您1997年的數地下539公式字直觀地描述了我現在在數據中所看到的。” “那真是太棒了。”

對於勒納來說,這也是一個激動人心的時刻。

勒納說:“這是醫學奧秘的祖父。” “當我在斯坦福大學醫學院時,這就是我要解決的問題。麻醉是如此實用,我不敢相信我們不知道所有這些麻醉劑如何導致人們失去知覺。”

漢森說,許多其他科學家經過一個世紀的實驗,一直尋求相同的答案,但它們缺少幾個關鍵要素:首先,顯微鏡能夠可視化小於光衍射極限的生物複合物,其次,有關自然界的最新見解細胞膜的組成,以及組成它們的多種脂質複合物的複雜組織和功能。

漢森說:“他們一直在尋找脂質的整個海洋,但信號卻被洗掉了,他們只是看不到,主要是因為缺乏技術。”

從無序到無序

使用獲得諾貝爾獎的顯微鏡技術,特別是稱為“直接隨機光學重建顯微鏡”的dSTORM顯微鏡,漢森實驗室的一名博士後研究員在氯仿中浸泡了細胞,並觀看了台球遊戲的開裂鏡頭漢森解釋說,將細胞暴露於氯仿中會大大增加稱為GM1的細胞膜脂質簇的直徑和麵積。

漢森說,他所看到的是GM1集群組織的轉變,從緊湊的球到混亂的六合彩結果號碼混亂。隨著無序生長,GM1溢出了其內容物,其中包括一種稱為磷脂酶D2(PLD2)的酶。

漢森用熒光化學物質標記了PLD2,當LD2像台球一樣從GM1家移到另一個名為PIP2的,不太受歡迎的脂質簇時,漢森能夠通過dSTORM顯微鏡進行觀察。這種激活的關鍵分子在PIP2內成簇,其中包括TREK1鉀離子通道及其脂質激活劑磷脂酸(PA)。漢森說,TREK1的激活基本上凍結了神經元的發射能力,從而導致意識喪失。

漢森說:“ TREK1鉀離子通道釋放鉀離子,使鉀離子超極化,使神經更難發射,並且將其關閉。”

勒納堅稱他們在活體動物模型中驗證了發現。提供了該數據的常見果蠅果蠅(果蠅)。刪除果蠅中的PLD表達可使其抵抗鎮靜作用。實際上,他們需要將麻醉劑的暴露量加倍才能顯示出相同的反應。

他們寫道:“所有蒼蠅最終都會失去知覺,表明PLD有助於設定閾值,但不是控制麻醉敏感性的唯一途徑。”

漢森(Hansen)和勒納(Lerner)說,這些發現提出了許多誘人的新可能性,這些新可能解釋了大腦的其他奧秘,包括導致我們入睡的分子事件。

勒納(Lerner)最初於1997年提出的“脂質基質”在信號傳導中作用的假說來自於對睡眠妞妞怎麼贏生物化學的研究,以及他發現的一種叫做“油酰胺”的有孔脂質。 Hansen和Lerner在此領域的合作仍在繼續。

漢森說:“我們認為這是基礎和基礎,但是還有很多工作要做,而且這需要很多人來完成。”

勒納同意。

他說:“人們將開始嘗試所有您能想像得到的東西:睡眠,意識,所有這些相關疾病。” “醚是一種禮物,可以幫助我們理解意識問題。它照亮了 娛樂城評價大腦顯然已經進化為控制高階功能的一種迄今尚未發現的途徑。”

參考:帕維爾 (2020)。全身麻醉機制的研究。 PNASDOI:https://doi.org/10.1073/pnas.2004259117

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