Es wurde festgestellt, dass Mikroglia eine Schlüsselrolle bei der Regulierung der Reaktion des Körpers auf die Anästhesie spielen

Auch wenn es für die Millionen von Menschen, die sich jedes Jahr wegen medizinischer Eingriffe einer Vollnarkose unterziehen, eine Überraschung sein mag, ist der biologische Mechanismus, wie verschiedene Anästhetika das Bewusstsein blockieren, immer noch nicht vollständig geklärt. Forscher könnten jedoch einen Schritt näher kommen, nachdem sie herausgefunden haben, wie kleine Immunzellen im Gehirn, sogenannte Mikroglia, durch eine Vollnarkose beeinflusst werden.

Die Forschung wurde in einem Artikel vorgestellt, der in veröffentlicht wurde eLife am 22.12.2023.

Wir fanden heraus, dass Mikroglia eine wichtige Rolle bei der Regulierung der Reaktion des Körpers auf eine Vollnarkose spielen. Mikroglia sind wichtige Immunzellen im Zentralnervensystem (ZNS), die eine entscheidende Rolle bei der Funktion und Dysfunktion des ZNS spielen.“

Bo Peng, Professor, Institut für translationale Hirnforschung, Fudan-Universität, Shanghai, China

Frühere Mikroglia-Forschungen haben gezeigt, dass sich das Verhalten der Zellen unter Narkose verändert. Diese Studie ist jedoch die erste, die zeigt, wie Mikroglia die neuronale Aktivität hirnregionsspezifisch regulieren und eine Schlüsselrolle bei der Wirkungsweise der Anästhesie spielen.

Der erste Einblick in den Einfluss von Mikroglia auf die Wirksamkeit der Anästhesie wurde unbeabsichtigt bei anderen Untersuchungen beobachtet und dann durch zusätzliche Tests bestätigt. Die Mikroglia-Depletion wurde bei Mäusen durch Blockierung der Signalübertragung des Kolonie-stimulierenden Faktor-1-Rezeptors (CSF1R) induziert. Als Mikroglia mit einem CSF1R-Inhibitor namens PLX5622 abgetötet wurden, kam es zu einer starken Anästhesieresistenz. Diese Anästhesieresistenz wurde bei vier verschiedenen Anästhesiearten mit zwei unterschiedlichen Rezeptoren beobachtet und die Beobachtungen wurden durch Messungen der Elektroenzephalographie (EEG) und Elektromyographie (EMG) bestätigt.

Mikroglia regulieren auch die Netzwerkaktivität des Gehirns auf regionalspezifische und nicht auf universelle Weise. Verschiedene Teile des Gehirns regulieren die Einleitung und den Beginn der Anästhesie. Bei der Induktion geht das Tier, das eine Vollnarkose erhält, vom Bewusstsein in die Bewusstlosigkeit über, beim Auftauchen geht der Patient von der Bewusstlosigkeit in das Bewusstsein über. „Wir haben herausgefunden, dass Mikroglia die Reaktion auf eine Vollnarkose erleichtern und stabilisieren können, indem sie das neuronale Netzwerk hirnregionsspezifisch modulieren. Dies wird durch den mikroglialen P2Y12-Rezeptor und seine nachgeschaltete Kalziumsignalisierung vermittelt“, sagte Peng. Aufgrund dieser hirnregionspezifischen Regulierung verzögerte die Mikroglia-Depletion nicht nur die Wirkungsdauer der Anästhesie (verzögerte Einleitung), sondern führte auch dazu, dass die Anästhesie schneller nachließ (frühes Auftauchen). „Unsere Ergebnisse deuten auch darauf hin, dass Mikroglia auf raffinierte und vielfältige Weise zur Orchestrierung der ZNS-Funktion beitragen, anstatt eine wahllose Rolle bei der negativen Rückkopplungskontrolle zu spielen“, sagte Peng.

Mit Blick auf die Zukunft möchten Forscher mehr über die Mikrogliazellen und den Zusammenhang des P2Y12-Rezeptors mit neurologischen Störungen erfahren. Dieser Rezeptor scheint für ein stabiles neuronales Netzwerk essentiell zu sein und wird bei zahlreichen neurologischen Erkrankungen unterdrückt. Darüber hinaus werden Forscher weiterhin lernen, wie eine Vollnarkose funktioniert. „Mit Blick auf die Zukunft planen wir, den Mechanismus der Vollnarkose weiter zu untersuchen und zu untersuchen, wie Mikroglia zur Funktion des Zentralnervensystems (ZNS) beitragen“, sagte Yousheng Shu, der auch Professor am Institut für Translationshirnforschung der Fudan-Universität ist .

Weitere Mitwirkende sind Yang He, Taohui Liu, Quansheng He, Wei Ke, Xiaoyu Li, Jinjin Du, Suixin Deng, Zhenfeng Shu, Jialin Wu, Baozhi Yang, Yuqing Wang, Ying Mao, Yanxia Rao und Yousheng Shu.

Die STI2030-Großprojekte, die National Natural Science Foundation of China, das „Shuguang-Programm“, unterstützt von der Shanghai Education Development Foundation und der Shanghai Municipal Education Commission, das Programm des Shanghai Academic/Technology Research Leader, das innovative Forschungsteam der High-Level Local University in Shanghai , Shanghai Municipal Science and Technology Major Project und ZJ Lab unterstützten diese Forschung.