If you've had surgery, you might remember starting to count backwards from ten, nine, eight, and then waking up with the surgery already over before you even got to five. And it might seem like you were asleep, but you weren't. You were under anesthesia, which is much more complicated. You were unconscious, but you also couldn't move, form memories, or, hopefully, feel pain. Without being able to block all those processes at once, many surgeries would be way too traumatic to perform. Ancient medical texts from Egypt, Asia and the Middle East all describe early anesthetics containing things like opium poppy, mandrake fruit, and alcohol. Today, anesthesiologists often combine regional, inhalational and intravenous agents to get the right balance for a surgery. Regional anesthesia blocks pain signals from a specific part of the body from getting to the brain. Pain and other messages travel through the nervous system as electrical impulses. Regional anesthetics work by setting up an electrical barricade. They bind to the proteins in neurons' cell membranes that let charged particles in and out, and lock out positively charged particles. One compound that does this is cocaine, whose painkilling effects were discovered by accident when an ophthalmology intern got some on his tongue. It's still occasionally used as an anesthetic, but many of the more common regional anesthetics have a similar chemical structure and work the same way. But for major surgeries where you need to be unconscious, you'll want something that acts on the entire nervous system, including the brain. That's what inhalational anesthetics do. In Western medicine, diethyl ether was the first common one. It was best known as a recreational drug until doctors started to realize that people sometimes didn't notice injuries they received under the influence. In the 1840s, they started sedating patients with ether during dental extractions and surgeries. Nitrous oxide became popular in the decades that followed and is still used today. although ether derivatives, like sevoflurane, are more common. Inhalational anesthesia is usually supplemented with intravenous anesthesia, which was developed in the 1870s. Common intravenous agents include sedatives, like propofol, which induce unconsciousness, and opioids, like fentanyl, which reduce pain. These general anesthetics also seem to work by affecting electrical signals in the nervous system. Normally, the brain's electrical signals are a chaotic chorus as different parts of the brain communicate with each other. That connectivity keeps you awake and aware. But as someone becomes anesthetized, those signals become calmer and more organized, suggesting that different parts of the brain aren't talking to each other anymore. There's a lot we still don't know about exactly how this happens. Several common anesthetics bind to the GABA-A receptor in the brain's neurons. They hold the gateway open, letting negatively charged particles flow into the cell. Negative charge builds up and acts like a log jam, keeping the neuron from transmitting electrical signals. The nervous system has lots of these gated channels, controlling pathways for movement, memory, and consciousness. Most anesthetics probably act on more than one, and they don't act on just the nervous system. Many anesthetics also affect the heart, lungs, and other vital organs. Just like early anesthetics, which included familiar poisons like hemlock and aconite, modern drugs can have serious side effects. So an anesthesiologist has to mix just the right balance of drugs to create all the features of anesthesia, while carefully monitoring the patient's vital signs, and adjusting the drug mixture as needed. Anesthesia is complicated, but figuring out how to use it allowed for the development of new and better surgical techniques. Surgeons could learn how to routinely and safely perform C-sections, reopen blocked arteries, replace damaged livers and kidneys, and many other life-saving operations. And each year, new anesthesia techniques are developed that will ensure more and more patients survive the trauma of surgery.
Se sei stato operato, forse ti ricordi di aver iniziato a contare alla rovescia da dieci, nove, otto, e poi di esserti svegliato a operazione finita prima di arrivare al cinque. Può sembrare che ti sia addormentato, ma non è così. Eri sotto anestesia, che è molto più complicato. Eri incosciente, non potevi neanche muoverti, formare ricordi, o, si spera, sentire il dolore. Se non si potesse bloccare questi processi contemporaneamente, molte operazioni sarebbero troppo traumatiche da fare. Alcuni antichi testi medici dall'Egitto, l'Asia e il Medio Oriente descrivono anestetici primitivi contenenti cose come il papavero da oppio, il frutto della mandragola, e l'alcool. Oggi, gli anestesisti spesso combinano agenti locali, da inalazione e intravenosi per ottenere il giusto equilibrio per un'operazione. L'anestesia locale impedisce ai segnali di dolore di una parte specifica del corpo di arrivare al cervello. Il dolore e altri segnali viaggiano lungo il sistema nervoso come impulsi elettrici. Gli anestetici locali funzionano costruendo una barricata elettrica. Si legano alle proteine nelle membrane delle cellule nervose che lasciano entrare e uscire particelle caricate, e bloccano fuori le particelle caricate positivamente. Un composto che fa questo è la cocaina, i cui effetti antidolorifici furono scoperti per errore quando ne andò un po' sulla lingua di uno studente di oftalmologia. Viene ancora usata occasionalmente come anestetico, ma molti degli anestetici locali più comuni hanno una struttura chimica simile e funzionano allo stesso modo. Per le operazioni maggiori dove devi essere incosciente, ci vuole qualcosa che agisca su tutto il sistema nervoso, incluso il cervello. Ecco cosa fanno gli anestetici da inalazione. Nella medicina Occidentale, l'etere dietilico fu il primo più comune. Era conosciuto meglio come stupefacente finché i dottori non capirono che le persone a volte non notavano le ferite che si facevano sotto il suo effetto. Negli anni '40 dell'800 iniziarono a sedare i pazienti con l'etere durante le estrazioni dentali e le operazioni chirurgiche. L'ossido nitroso divenne popolare nei decenni successivi ed è ancora usato oggi anche se derivati dell'etere, come il sevoflurano, sono più comuni. L'anestesia a inalazione è di solito implementata da un'anestesia intravenosa, che fu sviluppata negli anni '70 dell'800. Agenti intravenosi comuni comprendono sedativi, come il propofol, che inducono l'incoscienza, e oppiacei, come il fentanyl, che riducono il dolore. Anche questi anestetici generali sembrano funzionare agendo sui segnali elettrici nel sistema nervoso. Solitamente, i segnali elettrici del cervello sono un coro caotico poiché parti diverse del cervello comunicano tra loro. Questa connettività ti mantiene sveglio e cosciente. Quando qualcuno viene anestetizzato, quei segnali diventano più calmi e più organizzati, che significa che parti diverse del cervello non si stanno più parlando. C'è molto che ancora non sappiamo sul perché questo accada. Molti anestetici comuni si legano al recettore GABA-A nei neuroni del cervello. Tengono aperto il canale, lasciando confluire le particelle caricate negativamente nella cellula. Si accumula una carica negativa e agisce come un blocco, impedendo ai neuroni di trasmettere i segnali elettrici. Il sistema nervoso ha molti di questi canali selettivi, che controllano i percorsi per il movimento, la memoria, e la coscienza. Molti anestetici probabilmente agiscono su più di uno, e non agiscono solo sul sistema nervoso. Molti anestetici agiscono anche sul cuore, i polmoni, e altri organi vitali. Proprio come i vecchi anestetici, che comprendevano veleni familiari come la cicuta e l'aconito, i farmaci moderni possono avere seri effetti collaterali. Quindi un anestesista deve mischiare il giusto equilibrio di farmaci per ottenere tutti gli aspetti dell'anestesia, monitorando allo stesso tempo i segni vitali del paziente, e aggiustare il mix di farmaci se serve. L'anestesia è complicata, ma capire come si usa ha permesso lo sviluppo di nuove e migliori tecniche chirurgiche. I chirurghi hanno potuto imparare a fare cesarei abitualmente e in sicurezza, riaprire arterie bloccate, sostituire fegati e reni danneggiati, e molte altre operazioni salvavita. E ogni anno vengono sviluppate nuove tecniche di anestesia che garantiranno a molti più pazienti di sopravvivere al trauma della chirurgia.