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.
Als je ooit bent geopereerd, herinner jij je misschien dat je begon af te tellen van tien, negen, acht, en wakker werd toen de operatie al voorbij was voordat je zelfs bij vijf was. Het leek misschien alsof je sliep, maar dat was niet zo. Je was onder narcose, wat veel ingewikkelder is. Je was buiten bewustzijn, maar je kon je ook niet bewegen, herinneringen opslaan en hopelijk geen pijn voelen. Zonder al die processen tegelijkertijd te kunnen blokkeren, zouden veel operaties erg traumatisch zijn om uit te voeren. Oude medische teksten uit Egypte, Azië en het Midden-Oosten beschrijven oudere anesthetica met ingrediënten zoals slaapbol, alruin en alcohol. Tegenwoordig combineren anesthesiologen vaak lokale verdovingsmiddelen, inhalatie- en intraveneuze middelen in de juiste verhoudingen voor een operatie. Lokale anesthesie blokkeert pijnimpulsen van een specifiek deel van het lichaam voordat ze de hersenen bereiken. Pijn en andere boodschappen reizen door het zenuwstelsel als elektrische impulsen. Lokale anesthetica werken door een elektrische barricade op te zetten. Ze binden zich aan de eiwitten in de celmembranen van neuronen zodat geladen deeltjes naar binnen en buiten kunnen en positief geladen deeltjes buiten blijven. Een stof die dit doet, is cocaïne, waarvan de pijnstillende effecten per ongeluk werden ontdekt toen een stagiair oogheelkunde een beetje ervan op zijn tong kreeg. Het wordt nog af en toe gebruikt als verdovingsmiddel, maar veel van de meest gangbare lokale anesthetica hebben een vergelijkbare chemische structuur en werken hetzelfde. Maar voor grote operaties waarbij je buiten bewustzijn bent, wil je iets dat op het hele zenuwstelsel werkt, waaronder de hersenen. Dat is wat inhalatie-anesthetica doen. In de westerse geneeskunde kwam di-ethylether het meest voor. Het stond vooral bekend als een recreatieve drug totdat artsen begonnen te realiseren dat mensen soms niet doorhadden dat ze onder invloed hiervan verwondingen opliepen. In de jaren 1840 begonnen ze patiënten te sederen met ether tijdens tandheelkundige ingrepen en operaties. In de decennia erna werd lachgas populair en het wordt tegenwoordig nog gebruikt. Hoewel etherderivaten zoals sevofluraan vaker voorkomen. Inhalatie-anesthesie wordt meestal aangevuld met intraveneuze anesthesie, die ontwikkeld werd in de jaren 1870. Gangbare intraveneuze middelen werken kalmerend, zoals propofol dat het bewustzijn verlaagt, en opioïden zoals fentanyl dat pijn vermindert. Deze algemene anesthetica lijken ook te werken door de elektrische signalen in het zenuwstelsel te beïnvloeden. Normaal gesproken zijn de elektrische signalen in de hersenen een chaotisch koor zodra verschillende delen van de hersenen met elkaar communiceren. Die verbinding houd je wakker en bewust. Maar als je eenmaal onder narcose bent, worden die signalen rustiger en georganiseerder, wat suggereert dat verschillende delen van de hersenen niet meer met elkaar communiceren. We weten nog niet precies hoe dit gebeurt. Diverse voorkomende anesthetica binden zich aan de GABA A-receptor in de neuronen van de hersenen. Ze houden de toegangspoort open, waardoor negatief geladen deeltjes de cel binnenstromen. Negatieve lading hoopt zich op en zorgt voor een blokkade, waardoor de neuron geen elektrische signalen kan doorgeven. Het zenuwstelsel heeft veel van deze afsluitbare kanalen, die paden voor beweging, geheugen en bewustzijn regelen. De meeste anesthetica werken waarschijnlijk op meerdere kanalen, en ze werken niet alleen op het zenuwstelsel. Veel anesthetica beïnvloeden ook het hart, de longen en andere vitale organen. Net als de oudere anesthetica, die bekende gifstoffen zoals scheerling en monnikskap bevatten, kunnen moderne medicijnen ernstige bijwerkingen hebben. Daarom moet een anesthesioloog medicijnen in de juiste hoeveelheid mixen om alle kenmerken van anesthesie te creëren, terwijl hij de vitale functies van de patiënt bewaakt en de medicijnmengeling aanpast wanneer het nodig is. Anesthesie is ingewikkeld, maar door te kijken hoe je het moet gebruiken, kunnen nieuwe en betere chirurgische technieken zich ontwikkelen. Chirurgen kunnen leren hoe ze routinematig en veilig een keizersnede moeten uitvoeren, geblokkeerde slagaders heropenen, beschadigde levers en nieren vervangen en vele andere levensreddende operaties. Elk jaar worden er nieuwe anesthesietechnieken ontwikkeld zodat steeds meer patiënten de trauma van een operatie overleven.