Een nieuwe studie heeft belangrijke inzichten opgeleverd in hoe algemene anesthetica en benzodiazepines, een klasse geneesmiddelen die vaak worden gebruikt voor sedatie, angstverlichting en anticonvulsieve doeleinden, interageren met receptoren in de hersenen. De bevindingen, gepubliceerd in het tijdschrift ‘Nature Communications’, werpen licht op de moleculaire mechanismen die ten grondslag liggen aan de effecten van deze veelgebruikte medicijnen.

Het is bekend dat algemene anesthetica en benzodiazepines hun effecten veroorzaken door zich te binden aan specifieke receptoren in de hersenen die GABAA-receptoren worden genoemd. Deze receptoren maken deel uit van een groter eiwitcomplex dat de stroom van ionen door neuronale membranen reguleert, waardoor de elektrische prikkelbaarheid van neuronen wordt beïnvloed.

Het onderzoeksteam, geleid door wetenschappers van de Universiteit van Californië, San Francisco (UCSF) en de Universiteit van Washington, gebruikte een combinatie van elektrofysiologie, biochemie en structurele biologische technieken om te onderzoeken hoe algemene anesthetica en benzodiazepines interageren met GABAA-receptoren op het moleculair niveau.

Hun resultaten toonden aan dat zowel algemene anesthetica als benzodiazepinen zich binden aan verschillende plaatsen binnen het GABAA-receptorcomplex. De binding van algemene anesthetica veroorzaakt echter een andere conformationele verandering in de receptor dan die van benzodiazepinen. Dit verschil vertaalt zich in duidelijke effecten op de functie van de receptor.

Concreet versterkt de binding van algemene anesthetica de remmende effecten van GABA, een neurotransmitter die de prikkelbaarheid van neuronen vermindert. Benzodiazepinen daarentegen verhogen in de eerste plaats de frequentie van door GABA gemedieerde remmende gebeurtenissen, zonder hun amplitude substantieel te veranderen.

Deze bevindingen bieden een moleculaire verklaring voor de verschillende effecten van algemene anesthetica en benzodiazepines op het zenuwstelsel. Algemene anesthetica hebben een dieper remmend effect, wat leidt tot bewusteloosheid tijdens de operatie, terwijl benzodiazepines een subtieler kalmerend effect hebben, waardoor individuen bij bewustzijn maar toch ontspannen kunnen blijven.

De bevindingen van het onderzoek kunnen belangrijke implicaties hebben voor de ontwikkeling van veiligere en effectievere medicijnen die zich richten op GABAA-receptoren. Het begrijpen van de moleculaire mechanismen van geneesmiddelinteracties met deze receptoren zou kunnen helpen bij het ontwerpen van medicijnen met minder bijwerkingen en een verbeterd therapeutisch potentieel.

Verder onderzoek is nodig om de moleculaire onderbouwing van de verschillende effecten van algemene anesthetica en benzodiazepines op GABAA-receptoren te onderzoeken en deze bevindingen te vertalen naar klinische toepassingen waar patiënten baat bij kunnen hebben.