¿Por qué el xenón (Xe), un gas noble, tiene un efecto anestésico?

Mi comprensión es similar a la de Pieter, ya que nadie sabe realmente por qué los gases nobles y los pequeños gases diatómicos como el hidrógeno y el nitrógeno tienen propiedades anestésicas. Krypton es un anestésico bajo condiciones hiperbáricas (alta presión). No conozco ningún estudio que use radón, pero probablemente no lo haya, ya que el radón es radioactivo y también tendría que sintetizarse en cantidades suficientes para ponerlo en un sujeto de prueba.

Si bien se han logrado algunos avances para comprender dónde terminan los gases como el xenón – vea por ejemplo este estudio que muestra que el xenón puede unirse a la metmioglobina, la proteína responsable del transporte de oxígeno en la sangre – entiendo que nadie tiene un mecanismo plausible para conectarse esto para la supresión del dolor, es decir, por qué esto es un anestésico.

Antes de responder a esta pregunta, ¿podríamos descansar el viejo facsímil zombie “todavía no sabemos cómo funcionan los anestésicos”? Lo hemos sabido por años , con considerable detalle, pero la gente aún saca la vieja castaña como si fuera ¡sigue siendo verdad!

Todos los anestésicos generales funcionan potenciando la acción del neurotransmisor GABA en el receptor GABA-A. GABA es inhibidor, lo que significa que tiende a inhibir la actividad de las neuronas. Los agentes GA se unen al receptor GABA-A, pero no en el mismo lugar que el GABA. Cuando GABA se une al receptor, se abre un canal iónico que admite iones cloruro. El efecto de los agentes GA es mantener el canal abierto durante más tiempo. En términos simples, esto hace que el cerebro se apague (partes de todos modos).

El receptor es uno de una familia de receptores pentámeros, lo que quiere decir que tiene cinco subunidades. Diferentes agentes anestésicos se unen a diferentes lugares en diferentes subunidades del receptor; eso explica por qué la anestesia general puede ser producida por una amplia variedad de sustancias, desde gases (como óxido nitroso) a vapores (como éter y cloroformo y sevoflurano) a líquidos (como propofol y alcohol) a sólidos (como barbitúricos). Sabemos dónde están todos estos sitios vinculantes.

Sabemos dónde se une el xenón al receptor; como sucede, se necesitan tres átomos para ocupar el sitio de unión.

Eso explica por qué el xenón es un agente anestésico general. Como sucede, ese sitio de unión es similar en tamaño a otra molécula, el óxido nitroso, N2O y el óxido nitroso y el xenón tienen propiedades anestésicas similares. (No muy potente, pero extremadamente rápido en acción).

(El óxido nitroso y el xenón también afectan a otro receptor, el receptor NMDA, que también se ve afectado por la ketamina. Esto es responsable de sus propiedades analgésicas , que son independientes de sus propiedades anestésicas ).

El óxido nitroso, N2O no es mucho más grande que el buen nitrógeno viejo, N2. A continuación, puede preguntar: ¿el nitrógeno es un anestésico? Y la respuesta es sí, aunque no muy potente. A presiones hiperbáricas, el nitrógeno te hace soñoliento y somnoliento al actuar sobre tus receptores GABA-A. Jacques Cousteau lo llamó el rapto de las profundidades . En cualquier caso, es por eso que los buzos no respiran aire comprimido, sino mezclas de gases como el heliox.

De hecho, muchos otros gases son anestésicos a la presión hiperbárica; el helio es demasiado pequeño para ocupar el receptor, lo que lo hace ideal como un gas inerte para los buceadores. Ninguno de los otros gases nobles es anestésico a presión atmosférica; el argón es el siguiente anestésico después del xenón. El radón es radiactivo, por lo que no se recomienda a menos que desee brillar en la oscuridad.

Xenon es costoso y difícil de conseguir. Solo hay dos plantas en el mundo que lo producen, a partir de la destilación fraccionada del aire. Uno está en Rusia, y entiendo que los rusos almacenan todo su xenón y no lo venderán. El otro está en los Estados Unidos, quien lo venderá, pero solo en cantidades limitadas. Por lo tanto, es difícil conseguirlo (pero, al parecer, Boris Yeltsin lo tuvo para su cirugía cardíaca). Y, por supuesto, el suministro es finito, sin posibilidad de renovarlo (EE. UU. Lo usa para motores de propulsión en satélites y similares, por lo que se está ventilando lentamente al espacio).

También se difunde muy rápidamente a través del plástico. La mayoría de las mangueras de anestesia están hechas de plástico. En su lugar, deben estar hechos de Mylar u otro material impermeable (Mylar es el material plateado del que hacen globos de helio). También es invisible para los analizadores de gases anestésicos ordinarios. Necesitas un espectrómetro de masas para detectarlo. Eso no forma parte de la lista de equipos en ningún hospital normal.

Entonces, si bien (según todos los relatos) es un maravilloso anestésico, inodoro, fisiológicamente estable y con la mayor velocidad de aparición de cualquier agente que conozcamos, las limitaciones financieras y técnicas significan que no verá el xenón en uso de rutina en cualquier momento. pronto. Si quieres probarlo, mi consejo es convertirte en el primer ministro de Rusia.

Si supiéramos cómo funcionan otros agentes anestésicos volátiles, tendremos su respuesta, pero desafortunadamente no. Sabemos cómo usarlos y qué efecto tienen, pero eso es todo. Hemos pasado de pensar que estos agentes alteran la integridad de la bicapa lipídica neuronal, a pensar que actúan en receptores específicos, pero la investigación no está clara hasta el día de hoy. No he leído ningún material sobre Krypton o Radon que funcione de la misma manera.