Čo sa deje v mozgu počas narkózy?

19.03.2010 17:09
narkóza, anestéza, vedomie, umelý spánok,...
Ilustračné foto. Autor:

Našťastie v praxi nemusíme vždy nevyhnutne poznať, prečo niečo funguje preto, aby to naozaj fungovalo. Keby tomu tak nebolo, nemohli by sme používať ani guľôčkové pero. Už stopäťdesiat rokov je o narkóze známe, že spoľahlivo funguje. Ale prečo funguje – nečítajte od tohto miesta ďalej, ak musíte ísť zanedlho pod skalpel – to nevie presne nik.

Jasné je, že celková narkóza ovplyvňuje miechu, mozgový kmeň a kôru veľkého mozgu a vyvoláva tým stav straty vedomia, utlmenie pocitu bolesti a uvoľnenie svalstva. Väčšina pacientov si nakoniec nič nepamätá. Veda medzičasom dospela ďaleko v dolaďovaní narkózy a v potlačení neželaných vedľajších účinkov, no vysvetliť vlastnú anestéziu stále nedokáže. Nás môže tešiť, že to nie je naopak, ale dnes stojíme vlastne pred rovnakými otázkami ako pred sto rokmi: Ako a kde v bunke pôsobia anestetiká? Ako môžu tie najrozličnejšie látky vyvolávať relatívne rovnaké účinky v našom tele? A ako dochádza od pôsobenia v bunke ku komplexným následkom na celom vedomí?

Dnes existuje veľký počet anestetík – od jednoduchého rajského plynu až po neprehľadné množstvo roztokov. Chemická a fyzikálna štruktúra týchto látok je veľmi rozdielna, a preto asi pre ne neexistujú špecifické receptory. To ale neznamená, že nemajú žiadne spoločné vlastnosti. Okolo roku 1900 objavili viac-menej súčasne marburský farmakológ Hans Horst Meyer a zürišský privátny docent biológie Charles Ernest Overton nápadnú súvislosť: Čím je anestetikum rozpustnejšie v tuku, tým je jeho účinok silnejší. Po oboch pomenovaná Meyerova-Overtonova hypotéza tvrdí, že všetky látky rozpustné v tuku pôsobia narkoticky na bunky živých organizmov – a predovšetkým na ich nervové bunky. Pretože „v ich chemickej stavbe látky podobné tuku prevládajú“, ako písal Meyer. Predpokladalo sa, že narkotický prostriedok sa rozpúšťa v membráne nervových buniek a tak mení ich vlastnosti. Nebolo však jasné, ako to má vlastne fungovať, a preto bádatelia strávili niekoľko desaťročí nad márnymi pokusmi dokázať túto „lipoidnú teóriu narkózy“. V 70. rokoch 20. storočia ju vystriedala „proteínová teória“, ktorá vychádza z toho, že anestetiká napádajú proteíny, teda bielkoviny, v membráne nervových buniek. Zjednodušene by sa dalo povedať, že sa tým narúša komunikácia nervových buniek, takže – napríklad, namiesto, aby adresne a správne ďalej odoslali pocit bolesti – len si unavene mrmlú: „Čo? Ako to bolo?“ Základné črty proteínovej teórie sa podarilo medzitým dostatočne opísať. Ale čo vlastne robia narkotické prostriedky s proteínmi?

Anesteziológ si bez množstva prístrojov,...
Anesteziológ si bez množstva prístrojov, sledujúcich stav pacienta, poradí len veľmi ťažko Autor: SHUTTERSTOCK

Pred niekoľkými rokmi sa nemeckému farmakológovi Uwe Rudolphovi pomocou pokusov na geneticky modifikovaných laboratórnych myšiach podarilo dokázať, že niektoré anestetiká špecificky pôsobia ne určité iónové kanály – akýsi druh ventilov v membráne nervových buniek. Látka s pekným názvom GABA (gamma-aminokyselina maslová) riadi otváranie a zatváranie týchto ventilov a tak brzdí odovzdávanie signálov. Rudolphova „hypotéza GABA“ tvrdí, že anestetiká sa napoja na tie isté miesta, ktoré normálne využíva GABA a tým dokážu brzdiť komunikáciu a kontrolovaným spôsobom – ktorý však ešte treba doskúmať – vypnúť mozog. Existuje celý rad rozličných GABA-receptorov s rozličnými funkciami, ktoré dotyčné látky ovplyvňujú. Nad konečným riešením otázky iónových kanálov sa pravdepodobne potrápi ešte viacero doktorandov. Okrem toho sa hypotéza GABA týka len niektorých narkotických prostriedkov, ktoré sú priamo vstrekované do krvného obehu. Miesta pôsobenia inhalovaných látok zostávajú naďalej len málo známe. Vieme síce, že pôsobia na bunkové proteíny, je však sporné, či práve toto plošné bombardovanie spúšťa anestetický efekt, alebo či väčšina takto napadnutých bielkovín je v tomto procese celkom irelevantná.

Nové hypotetické konštrukcie posledných desaťročí priniesli zánik „jednotnej hypotézy o narkóze“, podľa ktorej všetky anestetiká fungujú v podstate rovnako. Vedci totiž zistili, že pôsobenie niektorých anestetík spočíva vo viacerých, navzájom nezávislých dejoch a iné látky atakujú len určité miesta. Dopadlo to teda tak ako väčšinou, že všetko sa zdá byť veľmi komplikované.

Nervové bunky
Nervové bunky Autor: SHUTTERSTOCK

Podobnosť efektu rozdielnych prostriedkov je podozrivá aj napriek rozličným spôsobom ich pôsobenia v mozgu. Hoci ťažisko leží na utlmení pocitu bolesti a inokedy v hlbokom bezvedomí alebo uvoľnení svalstva, nenašla sa odpoveď na základnú otázku: Prečo sa telesné funkcie v priebehu narkózy vypínajú v tom istom poradí ako pri zaspávaní alebo upadaní do bezvedomia? Teoreticky je ľahko pochopiteľné, že najskôr sa strácajú zmyslové vnemy, potom vnímanie pravej nohy a nakoniec logické myslenie. Len schopnosť sťažovať sa lekárovi akoby zostala uchovaná po celý čas. Už Overton konštatoval podobnosť narkózy a spánku natoľko, „že celkom mimovoľne sa vnucuje otázka, či prirodzený spánok nespôsobuje narkoticky pôsobiaca substancia, ktorú produkuje organizmus sám“. Doposiaľ sa nepodarilo takúto substanciu izolovať, ale je celkom možné, že anestetiká spúšťajú dávno jestvujúci mechanizmus, ktorý vznikol evolučnou cestou. Úvahy o podstate tohto mechanizmu však od Overtonových čias veľmi pokročili.

Prvé dôkazy o tom, čo sa vlastne v mozgu počas narkózy deje, sa získali až v posledných rokoch vďaka rôznym experimentom s takými metódami, ako je magnetická rezonancia a pozitrónová emisná tomografia. Vďaka nim získavame obrázky zvnútra mozgu bez toho, aby sme ho museli rozrezať na plátky. Keď pokusnú osobu vsunieme do tomografu a uvedieme ju do narkózy, môžeme pozorovať, v akom poradí sa vypínajú mozgové funkcie a v ktorých oblastiach mozgu sa najviac znižuje látková premena. Ukazuje sa, že rozdielne anestetiká blokujú aktivity rozdielnych častí mozgu. Napríklad narkotický plyn halotan redukuje predovšetkým činnosť talamu a stredného mozgu, centrál, ktoré rozdeľujú informácie k rozličným referentom v kôre veľkého mozgu.

Kathrin Passigová a Aleks Scholz: Lexikón...
Kathrin Passigová a Aleks Scholz: Lexikón nevedomosti (Na čo dodnes niet odpovede) Autor: Ikar

Vyzerá to tak, že na kontrolované vypnutie vedomia existuje viac než len jedna možnosť. Experimenty tohto druhu sú však zatiaľ ojedinelé a nanajvýš možno opatrne predpokladať, akým spôsobom znížená látková premena v jednotlivých častiach mozgu vedie ku strate vedomia, k zníženiu pocitu bolesti a k amnézii.

Za posledných stopäťdesiat rokov urobilo bádanie v tejto oblasti len čiastočné pokroky. Dôvod však neleží v tom – aspoň nie v prvom rade – že by anesteziológovia viac hrali golf, ako by bádali. Iné vedné oblasti musia najskôr zistiť, ako vlastne funguje vedomie, bolesť a spánok.

Možno je to však aj naopak a vedecký pokrok v otázke, ako vedomie strácame, pomôže osvetliť vedomie samo.

Uvidíme, kto bude rýchlejší.

Zdroj: Kathrin Passigová a Aleks Scholz: Lexikón nevedomosti (Na čo dodnes niet odpovede), IKAR

Sleduj najnovšie články na našom Facebooku
Ponuky zo Zľavy.Pravda.sk