Gas anestetici, una breve storia
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L’anestesia, nel senso generale del termine, è la perdita di sensibilità e dolore sia a livello locale che generale. Fin dai tempi antichi si è ricorsi a stratagemmi per ridurre il dolore da interventi chirurgici. Omero, nell’Odissea, fa riferimento al nepente, soluzione per alleviare i dolori probabilmente a base di oppio o cannabis. I medici arabi usavano oppio ed henbane (una pianta velenosa) per stordire i propri pazienti. Ai marinai della marina militare inglese veniva fatto bere del rum per rendere il dolore delle amputazioni più accettabili.
Scoperta e prima diffusione
La storia dell’anestesiologia moderna inizia nella prima metà dell’Ottocento. A partire dagli anni Quaranta iniziarono a diffondersi negli Stati Uniti e nel Regno Unito dimostrazioni dell’effetto esilarante di un nuovo gas: il protossido d’azoto. Anche se le proprietà anestetiche erano già state scoperte, questo aspetto venne totalmente ignorato e veniva usato dell’alta borghesia inglese per rallegrare le feste in casa. I festini a base di protossido d’azoto presero il nome di laughing gas parties. Fu in uno di questi che Long, un attento medico americano, ne intuì le potenzialità. Anche se Long iniziò a pubblicare le sue osservazioni dal 1849, fu il primo, a partire dal 1842, ad utilizzare sostanze anestetiche per piccoli interventi chirurgici.
I veri pionieri dell’anestesia furono due dentisti, Welles e Morton. Welles sperimentò su se stesso gli effetti del protossido d’azoto sottoponendosi ad una operazione che si concluse brillantemente. In contemporanea, veniva sperimentato da Morton l’etere etilico. L’etere è un liquido molto volatile che, una volta inalato, dà stordimento e perdita della sensibilità allo stesso modo del protossido d’azoto. Welles e Morton studiarono per tutta la vita questi due gas anestetici dando un grande contributo allo sviluppo dell’anestesiologia moderna.
Un po’ di chimica
I gas anestetici sono classificati sulla base della loro lipofilia. Questo parametro è direttamente proporzionale alla capacità dei gas di diffondersi nel corpo e di indurre anestesia. Utilizzando questi due parametri (lipofilia e capacità di diffusione), Mayer e Overton classificarono i gas anestetici in una scala utile agli anestesisti per regolare la profondità e la durata dell’incoscienza. Se la classificazione è accettata da tutti, un aspetto discusso dei gas è il loro meccanismo d’azione.
Tradizionalmente si pensava che l’effetto analgesico derivasse da un’aspecifica interazione delle molecole con le membrane cellulari dei neuroni, le cellule del cervello che trasmettono i segnali nervosi. Destabilizzando la membrana dei neuroni si interrompono i segnali che trasmettono sia il dolore che lo stato di coscienza. Studi più recenti dimostrano però che il meccanismo d’azione può essere diverso a seconda del gas, e che può coinvolgere vari recettori del sistema nervoso. I recettori interessati sono i recettori GABAergici, i recettori dell’acetilcolina e i recettori per gli ioni come il calcio e il potassio. Questi tre questi tipi di recettori svolgono ruoli importanti nella trasmissione dei segnali nervosi controllando il movimento volontario (acetilcolina), l’eccitabilità dei neuroni (recettori per cloro e calcio) e l’inibizione dei segnali eccitatori (recettori GABAergici). Andando ad alterare l’attività di uno o più dei neurotrasmettitori e dei recettori citati, si altera significativamente anche la trasmissione del segnale nervoso.
Uno dei problemi più rilevanti del protossido d’azoto e dell’etere è la loro tossicità. L’utilizzo in quantità elevate e senza il dovuto controllo, può dare dei seri problemi a reni e fegato oltre che causare assuefazione. I moderni gas anestetici hanno risolto gran parte dei problemi di tossicità e possono essere utilizzati, dagli esperti, con ridotti rischi per la salute. Benché il protossido d’azoto faccia ancora parte dell’armamentario degli anestesiologi, ed è considerato un farmaco essenziale dall’Organizzazione mondiale della sanità, i moderni gas sono chimicamente discendenti da un’altra molecola: il cloroformio. Molti degli atomi di carbonio nelle molecole di desflurano, enflurano e alotano, formano legami con atomi alogeni (fluoro, cloro, bromo) invece che con atomi di idrogeno. Per quanto possa sembrare arabo a chi non si intende di chimica, basti sapere che questo aumenta la sicurezza riducendo un rischio estremamente reale: il pericolo di esplosione. Nei secoli scorsi le esplosioni sono state più volte la causa del fallimento di operazioni chirurgiche.
Oggi i gas sono usati come anestetici generali insieme a miorilassanti e tranquillanti. L’etere e il cloroformio si possono trovare solamente in laboratorio. Il protossido d’azoto, anche se i tempi dei laughing gas pasties sono ormai lontani, nel Regno Unito viene ancora usato a scopo ricreativo come legal drug.
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Mi chiamo Francesco Zantedeschi e sono laureato in Chimica e Tecnologia Farmaceutiche. Sono da sempre affascinato dalla scienza e dalla creatività. Recentemente mi sono avvicinato alla divulgazione scientifica perché penso che la scoperta sia importante tanto quando la sua comunicazione.
