Une étude révèle comment les anesthésiques généraux affectent le cerveau
Une nouvelle recherche chez la souris révèle pour la première fois que divers médicaments qui induisent une anesthésie générale activent un circuit cérébral qui provoque le sommeil.
Les scientifiques de l'Université Duke à Durham, en Caroline du Nord, qui ont mené l'étude, suggèrent que les résultats aideront à développer de meilleurs médicaments qui peuvent induire le sommeil avec moins de réactions indésirables.
Depuis 1846, lorsqu'un dentiste et un chirurgien ont effectué la première intervention chirurgicale réussie pour utiliser l'anesthésie, un certain nombre de médicaments anesthésiques généraux sont apparus. Pourtant, jusqu'à la récente étude, on ne savait pas clairement comment ces substances provoquaient une perte de conscience.
Dans un Neurone papier, les chercheurs décrivent comment ils ont découvert les cellules de l'hypothalamus à la base du cerveau.
Les cellules, qui se composent principalement de cellules neuroendocrines, se trouvent «dans et près du noyau supraoptique» dans l'hypothalamus et «sont constamment et couramment activées par de multiples classes de médicaments [anesthésiques généraux]», écrivent-ils.
Les cellules neuroendocrines sont des cellules qui, comme les neurones ou les cellules nerveuses, reçoivent des signaux du système nerveux, sauf qu'elles répondent en produisant et en libérant des hormones.
Presque tous les organes du corps contiennent des cellules neuroendocrines et les hormones qu’ils libèrent contrôlent nombre de ses fonctions. Les cellules ont de très longues projections à travers lesquelles elles libèrent les hormones, par exemple dans la circulation sanguine.
L'étude récente est importante non seulement parce qu'elle clarifie le fonctionnement des anesthésiques généraux, mais aussi parce qu'elle met en évidence le rôle vital que jouent les hormones dans le contrôle des états qui affectent l'ensemble du cerveau.
Certains circuits cérébraux sont actifs pendant le sommeil
Pendant des décennies, la théorie standard sur l'anesthésie générale était que les médicaments qui l'induisent inhibent l'activité cérébrale au point où la personne ne peut pas bouger ou ressentir de la douleur.
Cependant, ces derniers temps, les scientifiques ont réalisé que certains circuits cérébraux sont très actifs pendant le sommeil.
Des études ont montré, par exemple, que les circuits cérébraux actifs pendant le sommeil aident non seulement les gens à consolider les informations acquises pendant qu'ils étaient éveillés, mais ils les aident également à apprendre de nouvelles informations pendant leur sommeil.
L'auteure principale de l'étude Fan Wang, qui est professeur de neurobiologie à la Duke University School of Medicine, et son équipe se sont demandé si la même chose pourrait être vraie pour l'anesthésie générale. Et si les anesthésiques généraux faisaient plus qu'inhiber l'activité cérébrale? Les substances pourraient-elles également activer certains circuits?
Pour enquêter sur cela, ils ont induit une anesthésie générale chez la souris en utilisant divers médicaments que les anesthésiologistes utilisent pour endormir les humains en vue d'opérations.
Le système neuroendocrinien a un rôle important
Parce qu’ils ont étiqueté les médicaments avec des marqueurs moléculaires, l’équipe a pu retracer leurs destinations dans le cerveau des souris. La destination la plus courante s'est avérée être le noyau supraoptique.
Les cellules neuroendocrines de cette minuscule région du cerveau libèrent une variété d'hormones, y compris la vasopressine, une hormone qui remplit de nombreuses fonctions, notamment en aidant à réguler la pression artérielle.
Les chercheurs ont été surpris par ce résultat. Ils ne s'attendaient pas à trouver que le système neuroendocrinien avait un rôle aussi actif dans l'anesthésie générale.
Ils ont ensuite mené d'autres expériences en utilisant des techniques chimiques et optiques avancées qui leur ont permis d'activer et de désactiver ce groupe particulier de cellules chez la souris.
L'activation des cellules a fait que les souris cessaient de bouger et tombaient dans un sommeil profond et lent qui se produit généralement pendant l'inconscience. Éteindre les cellules a empêché les souris de s'endormir.
Lorsqu'ils ont effectué des tests similaires chez des souris sous anesthésie générale, l'équipe a constaté que l'activation préalable des cellules neuroendocrines faisait durer l'anesthésie plus longtemps tout en réduisant au silence les cellules.
L'auteur de l'étude, le Dr Luping Yin, qui travaille dans le laboratoire du professeur Wang, affirme que de nombreux médicaments pour induire le sommeil «ont des effets secondaires gênants».
Selon une enquête nationale 2005-2010 rapportée par les Centers for Disease Control and Prevention (CDC) en 2013, environ 4% des adultes aux États-Unis ont déclaré avoir utilisé des somnifères prescrits au cours des 30 jours précédents.
«Si nous pouvons trouver des moyens de manipuler ces circuits neuronaux, peut-être en ciblant des hormones ou de petits peptides, cela pourrait conduire au développement de meilleurs somnifères.»
Dr Luping Yin
