Международная команда исследователей во главе с российским ученым изучила на молекулярном уровне влияние неона, аргона и ксенона на рецепторы клеток головного мозга. Статья ученых опубликована в журнале Scientific Reports.

«Существует несколько теорий о том, что происходит на молекулярном уровне с мозгом человека под действием анестезии или, к примеру, алкоголя. Но до сих пор точно установить это не удавалось, — говорит ведущий автор работы, сотрудник Уральского федерального университета Евгений Москович. — Из всех анестетиков с химической точки зрения самые простые — инертные и двухатомные газы».

В новой работе исследователи показали, что инертные газы мешают работе ионных каналов, которые обеспечивают обмен клетки с окружающей средой веществом, энергией и информацией. Пузырьки газа блокируют активность нейронов на уровне липидной мембраны и встроенного в нее белка. При определенных условиях тяжелые инертные газы окружают белок и начинают создавать анестетический эффект, а легкие «раздувают» мембрану. При этом нарушается электрическая активность и создается повышенная возбудимость центральной нервной системы — нервный синдром высоких давлений.

Если ученым удастся на молекулярном уровне выявить, почему человек засыпает под воздействием инертных газов или, к примеру, азота, то станет понятно, как работают нейроны. Для этого ученые планируют выяснить, как газ влияет на белок на длительном промежутке времени и в большем масштабе.

«Мы увидели, что пузырьки инертных газов по-разному влияют на белок. Однако белковая структура не сильно меняется, значит, функция анестезии — это не что-то статичное, что можно увидеть одним кадром. Поэтому мы моделировали процесс и "снимали" его с разрешением в микросекунды, — рассказывает Москович. — Так как по одной молекуле сложно судить, нам надо постепенно увеличивать размер симуляции, чтобы захватить как можно большую часть всего нейрона».