來源：哈佛大學
乙醚手術。1846年10月16日，27歲的威廉·托馬斯·格林·莫頓首次公開展示了乙醚的使用，當時約翰·柯林斯·沃倫正在給20歲的愛德華·吉爾伯特·阿伯特做頸部手術。沃倫向手術觀眾驚呼：“先生們，這不是騙人的。” |
對許多人來說，手術中可怕的不是刀子。而是“失去意識”。可以肯定的是，全身麻醉讓患者無痛，但也會讓他們失去意識、無法移動，並且無法記住發生的事情。它強烈地影響著大腦和其他器官——也許最令人恐懼的是，沒有人真正知道它在細胞層面上是如何工作的。
然而，科學家們確實有一些想法。在上週舉行的美國麻醉醫師協會年會上，由 Issaku Ueda 領導的一個小組描述了對螢火蟲和金魚進行的實驗室實驗，這些實驗支援了一種關於全身麻醉分子作用的主要理論。如果這種解釋成立，它可能會帶來副作用更少的麻醉劑，以及更好的藥物來幫助患者從麻醉引起的睡眠中醒來。
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Ueda 和他在猶他大學鹽湖城分校的同事進行了一系列實驗，這些實驗建立在 1942 年首次觀察到的基礎上——即增加靜水壓力可以逆轉麻醉的作用。特別是，他們著手檢驗這樣一種暗示，即在麻醉狀態下，大腦中的單個蛋白質分子會以某種方式變得比正常情況下更大，而縮小它們會使人再次清醒。
來源：來自 UEDA et al.
肉豆蔻酸的神奇之處。在含有肉豆蔻酸（彩色點）的水箱中的金魚，從不同濃度的麻醉劑氟烷的影響中恢復的速度明顯更快——據推測是因為這種酸縮小了大腦中的蛋白質分子。 |
為了做到這一點，該小組最初檢查了熒光素酶——這種化學物質也使螢火蟲發光。使用量熱法和光譜法，他們計算了熒光素酶酶對麻醉劑的物理反應，發現它非常敏感。麻醉劑會使分子鬆弛，使其體積增大。相比之下，肉豆蔻酸——一種在許多食物中常見的脂肪酸——會使它們重新收緊。“沒有體積膨脹，”Ueda 解釋說，“就不會發生麻醉。”因此，他們得出結論，蛋白質大小的增加很可能是麻醉作用的原因。
最近，他們重新在活體受試者中測試了相反的理論——即縮小蛋白質會逆轉麻醉。但是，Ueda 和他的同事沒有使用靜水壓力，而是讓麻醉的金魚暴露於肉豆蔻酸中。首先，他們將麻醉氣體氟烷鼓入四個裝有金魚的罐子中。一個罐子裝有純水；另外三個罐子裝有水和不同濃度的脂肪酸。30 分鐘後，他們透過用微弱的電流刺激金魚來衡量它們的意識不清程度。
在肉豆蔻酸含量最高的水箱中，更多的金魚在受到電擊後開始游泳——這表明它們從氟烷的劑量中恢復得更多。而在其他水箱中，隨著肉豆蔻酸濃度的降低，做出反應的魚越來越少。在四個水箱中觀察到的這種穩定的相關性進一步證實了這樣一種觀點，即麻醉是透過擴大大腦中的蛋白質體積來發揮作用的。
研究人員計劃繼續在實驗室中研究肉豆蔻酸和其他可能類似的物質。最終目標是開發能夠快速安全地逆轉全身麻醉的藥物——這樣，從手術中恢復的患者就不必僅僅等待殘留的昏昏沉沉的感覺消退。這些藥物還可以幫助治療惡性高熱，這是一種罕見但有時是致命的麻醉反應。