Cosa fanno gli anestetici a una membrana cellulare

Pochi farmaci si comportano come gli anestetici volatili. Sono molto diversi tra loro dal punto di vista chimico, la dose efficace è vicina a quella dannosa, si respirano invece di essere ingeriti o iniettati, e il loro effetto svanisce del tutto. Come agiscano è ancora una domanda aperta.

Un indizio dall’olio

Più di un secolo fa ci si accorse che quanto più un anestetico predilige ambienti oleosi, che respingono l’acqua, tanto più è potente. Oggi molti indizi suggeriscono che gli anestetici agiscano su proteine immerse nella membrana cellulare. Queste proteine sono circondate da lipidi, e gli uni e gli altri sono strettamente legati: ha senso chiedersi cosa facciano gli anestetici ai lipidi stessi.

Cosa abbiamo simulato

Abbiamo costruito un modello di doppio strato lipidico, il doppio foglio di molecole grasse che forma la membrana cellulare, e abbiamo eseguito simulazioni di dinamica molecolare della durata di microsecondi con quattro piccole molecole a diverse concentrazioni:

• etilene
• desflurano
• metossiflurano
• un composto chiamato F6 (1,2-dicloroesafluorociclobutano), chimicamente simile ma che non provoca l’immobilità tipica degli anestetici

Cosa è cambiato

Man mano che le molecole entravano nella membrana, i lipidi diventavano meno ordinati e il doppio strato si assottigliava. I lipidi si muovevano lateralmente con più facilità e ognuno occupava un’area maggiore. Soprattutto, la membrana diventava nettamente meno rigida, e quanto si ammorbidiva andava di pari passo con quanto ciascun composto respinge l’acqua.

Una membrana più morbida, più sottile e più fluida cambia l’ambiente di ogni proteina che vi è immersa. È un modo in cui molecole così piccole e così diverse potrebbero avere comunque un effetto comune.

Leggi l’articolo: Zizzi, Cavaglià, Tuszynski, Deriu, iScience 25(3), 103946 (2022). doi:10.1016/j.isci.2022.103946