DSC00326 (8)

Cz\m jest świadomość? Czym jest to „coś”, co znika podczas anestezji? Zazwy-czaj odpowiedź brzmi, że świadomość jest następstwem złożonej aktywności neu-tonalnej, np. spójnych wyładowań w pętli wzgórzowo-korowej w zakresie 40 Hz. Elektrofizjologiczne monitorowanie mózgu podczas znieczulenia ogólnego wykazuje redukcję i zaburzenia synchronizacji dynamiki mózgu na poziomie neuronal-nym. Na pytanie, dlaczego śpimy podczas anestezji, możemy odpowiedzieć: ponieważ anestetyki powodują hiperpolaryzację neuronów wzgórzowo-korowych.

Utracie świadomości wywołanej działaniem anestetyków towarzyszy znaczne zmniejszenie zużycia glukozy w mózgu. Propofol powoduje zmniejszenie jej zużycia o5W0%, izofluran o 40-50%, halotan o 35-45%. Zmniejszenie metabolizmu jest proporcjonalne do zastosowanej dawki (jest tym silniejsze, im większa dawka leku).

Również podczas sedacji wywołanej benzodiazepinami zmniejsza się metabolizm glukozy we wzgórzu, wskazując, że ich działanie jest tam właśnie modulowane. Badania przeprowadzone za pomocą PET wykazały, że sedacja midazolamem wywołuje zmniejszenie przepływu krwi, m.in. we wzgórzu i w obszarach przodo-mózgowia, a jego natężenie jest proporcjonalne do zastosowanej dawki. Wykazano również, że przepływ mózgowy krwi we wzgórzu oraz potylicznej i części podstaw-nej przodomózgowia zmienia się wraz ze stężeniem propofolu w surowicy krwi.

Świadomość

Stan świadomości charakteryzują: percepcja (spostrzeganie), uczucia (wrażenia), marzenia, emocje, pamięć, które są doświadczane i odczuwane. Określenie „świadomość” jest nieprecyzyjne i nie znajdujemy satysfakcjonującej definicji zjawiska. Bez wątpienia procesy zachodzące w mózgu i fenomen świadomości są w jakiś sposób powiązane. Interweniując w normalne funkcjonowanie mózgu można: eliminować świadomość (podając anestetyki), modyfikować ją (podając środki psychodeliczne), a nawet ją generować (elektrycznie stymulując korę). Wykazano również, że stan świadomość koreluje z określonymi stanami fizjologicznymi. Na przykład, od dawna wiadomo, że zapis EEG podczas stanu nieprzytomności, anestezji oraz fazy non-REM snu różnią się od rejestrowanych podczas przytomności lub fazy REM snu.

Przyczyną utraty świadomości może być sen, uszkodzenie pnia mózgu, ale także anestezja. Większość anestetyków działa przez odwracalne zahamowanie dwóch typów synaps. Takie związki, jak benzodiazepiny, barbiturany, halotan, izofluran, sewofluran i propofol nasilają hamowanie w synapsach GABA_a, podczas gdy ke-tamina, podtlenek azotu oraz ksenon hamują synapsy NMDA.

Zgodnie z teorią z 1990 roku kluczową rolę w generowaniu stanu świadomości odgrywają synapsy NMDA (N-methyl-D-aspartate). W związku z tym zwrócono uwagę na anestetyczne właściwości antagonistów NMDA. Synapsa NMDA występuje w dużych stężeniach w korze mózgu, lecz różni się od innych synaps, ponieważ jest synapsą zależną zarówno od napięcia, jak i neuroprzekaźnika. Jest aktywowana, jeżeli zostaną spełnione równocześnie dwa warunki. Po pierwsze, błona postsynaptyczna, w której receptor jest zanurzony, musi być zdepolaryzowana do krytycznej wartości (ok. 35 mV). Dopóki potencjał jest mniejszy, dopóty towarzyszący receptorowi kanał jonowy jest blokowany przez dodatnio naładowany jon

ezu- P° osiągnięciu 35 mV jon magnezu zostaje usunięty, umożliwiając ^ⁿrci_e kanału, lecz pod warunkiem, że zostanie spełniony drugi warunek, a mia--_{e r}ównocześnie zostanie presynaptycznie uwolniona glutamina i zwiąże się motorem. Otwarcie kanału ma wiele konsekwencji. Po pierwsze, dodatnio na-¹ Howane jony wpływają do komórki, prowadząc do dalszego zmniejszenia poten-• lu błony- Po osiągnięciu progu synapsa ulega aktywacji, podobnie jak sąsiadują-z nią synapsy, co w rezultacie sprawia, że połączenia między komunikującymi ^C'e neuronami zostają wzmocnione. Po wtóre, po otwarciu kanału do wnętrza neu-onu napływają jony wapnia, które działają jako wtórny przekaźnik. Wapń aktywu-. enzym - syntetazę tlenku azotu, wyzwalając wytwarzanie tlenku azotu. Tlenek azotu przenika do neuronu presynaptycznego, gdzie nasila uwalnianie neuroprze-kaźnika w odpowiedzi na nadchodzący kolejny potencjał czynnościowy. Wapń zostaje zaangażowany w modyfikację białek receptora i indukcję wytwarzania białek. Oba mechanizmy powodują zmiany skuteczności synaps i prowadzą do długoterminowych zmian wpływających na tworzenie trwałych połączeń.

Jak już wspomniano funkcja receptora NMDA zależy od dwóch czynników: napięcia i neuroprzekaźnika. Jego działanie jest modyfikowane zarówno przez pobudzające (AMPA i Ach), jak i hamujące (GABA_a) synapsy znajdujące się w sąsiedztwie. Receptor jest fosfoproteiną i jego właściwości mogą być modulowane przez zmiany w fosforylacji protein. Aktywność synapsy NMDA zależy od różnorodnych szlaków sygnałowych, łączących receptor z synapsami cholinergicznymi, serotonicznymi i dopaminergicznymi. W związku z tym w 1995 roku zaproponowano teorię, zgodnie z którą zależne od NMDA plastyczne procesy stanowią wspólny końcowy szlak działania wszystkich anestetyków.

Wstępujący, aktywujący uktad siatkowaty

Świadomość zależy od wstępującego, aktywującego układu siatkowatego (ascen-ding reticular activating system, ARAS). Obustronne uszkodzenie układu siatkowatego prowadzi do śpiączki - całkowitej utraty świadomości, podczas gdy nieznaczne jednostronne uszkodzenie wstępujących dróg prowadzi do ogniskowych, często niedostrzegalnych zakłóceń świadomości.

Oryginalna koncepcja ARAS jako jednorodnego, niespecyficznego systemu pobudzającego została zmodyfikowana. Odkryto wiele subtelnych podsystemów:

•    cholinergiczne wstępujące drogi, które mają swój początek w jądrze oliwki (nucleus basalis Meynert),

•    szlak dopaminergiczny, mający swój początek w miejscu sinawym (locus coeruleus),

•    szlak serotoniczny, który ma swój początek w jądrze szwu w pniu mózgu.

Te podsystemy mają różne funkcje i współpracują w bardziej złożony sposób niż dotychczas sądzono. Szczególny wpływ na świadomość wywiera podsystem choli-nergiczny. W czasie snu, w fazie non-REM, wszystkie aktywujące systemy są wyłączone. Gdy pojawiają się sny w fazie REM, wówczas aktywny staje się system choli-nergiczny, natomiast układy serotonergiczny i adrenergiczny nadal są nieaktywne. Po przebudzeniu wszystkie systemy są aktywne. Z fizjologicznego punktu widzenia,

123