Anestesigasser og ischemi

Bakgrunn og metode: Under kirurgiske inngrep er det alltid en risiko for at pasientene kan få varig skade på grunn av nedsatt blodtilførsel til hjernen. Ved disse operasjonene brukes ofte anestesigassene isofluran og sevofluran som bedøvelsesmiddel. Dyrestudier har vist at disse anestesigassene kan beskytte mot en slik ischemisk hjerneskade, og formålet med prosjektet var å studere virkningsmekanismene til anstesigassene nærmere. Dette ble gjort eksperimentelt i isolerte presynaptiske nerveterminaler, også kalt synaptosomer, både fra rottehjerne og fra humant hjernevev fjernet under epilepsikirurgi.

Resultater: Glutamat er et viktig signalstoff i hjernen som først slippes ut og så tas opp igjen i synapsen når nerveceller kommuniserer. I høye konsentrasjoner vil imidlertid glutamat både skade og drepe hjerneceller. I doser tilsvarende det man bruker ved operasjoner, reduserte sevofluran det presynaptiske utslippet av glutamat både i rotte- og menneskehjerne, mens reopptaket av glutamat ikke ble påvirket. I tillegg økte både isofluran og sevofluran aktiviteten til protein kinase C, et enzym som er vist å regulere både signaloverføringen mellom celler og nervecellens svar på ischemisk skade. Mitokondriene er cellens kraftverk, og bruker spenningsforskjellen mellom innsiden og utsiden av mitokondriemembranen til å produsere energi i form av ATP samt å regulerere nivået av Ca²⁺ inne i cellen. Ved ischemi stiger Ca²⁺-konsentrasjonen raskt, og mitokondriene kan da bli utsatt for skadelige mengder Ca²⁺. Sevofluran reduserte spenningsforskjellen over mitokondrinemembranen, og ser derfor ut til å påvirke mitokondriefunksjonen i hjernen.

Vitenskapelig betydning: Prosjektet har gitt ny og viktig kunnskap om hvordan anestesigasser virker i hjernen, og er med på å legge grunnlaget for nye studier som forhåpentligvis kan avdekke hvordan bruk av anestesigasser kan beskytte mot ischemisk hjerneskade.

Doktorgradsavhandlingen:

Moe MC (2004) Isoflurane and Sevoflurane – Mechanisms of action in the presynaptic terminal. An experimental study in the rat and human brain. Universitetet i Oslo, Det medisinske fakultet, ISBN 82-8072-140-1 Nr. 197.

Artikler:

Vinje ML, Moe MC, Valø ET & Berg-Johnsen J (2002) ”The effect of sevoflurane on glutamate release and uptake in rat cerebrocortical presynaptic terminals.” Acta Anaesthesiol Scand, årg. 46, nr. 1, s. 103-108.

Moe MC, Berg-Johnsen J, Larsen G & Vinje M (2002) “Sevoflurane reduces synaptic glutamate release in human synaptosomes.” Journal of Neurosurgical Anesthesiology, årg. 14, nr. 3, s. 180-186.

Moe MC, Berg-Johnsen J, Roste GK & Vinje ML (2002) “Stimulated increase in free cytosolic Ca²⁺ and protein kinase C activity in human cerebrocortical synaptosomes.” Brain Res, Nr. 924, s. 116-119.

Moe MC, Berg-Johnsen J, Larsen GA, Kampenhaug EB & Vinje ML (2003) “The effect of isoflurane and sevoflurane on cerebrocortical presynaptic Ca²⁺ and protein kinase C activity.” Journal of Neurosurgical Anesthesiology, årg. 15, nr. 3, s. 209-214.

Moe MC, Bains R, Berg-Johnsen J, Larsen GA, Kampenhaug EB & Vinje ML (2004) “Sevoflurane depolarizes presynaptic mitochondria in the central nervous system.” Acta Anaesthesiol Scand, årg. 48, nr. 5, s. 562-568.