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麻醉是如何起作用的?

梅奥诊所医学院麻醉学副教授比尔·珀金斯解释说

局部和全身麻醉剂通过阻断神经传递到中枢神经系统的疼痛中心来发挥作用,尽管全身麻醉剂的确切机制尚不清楚,尽管此类药理制剂已使用了150多年。


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局部麻醉剂,如奴佛卡因,与神经细胞膜中的钠通道结合并抑制其功能,钠通道是一种神经冲动传播所需的离子通道。这种作用阻碍了神经冲动从局部麻醉注射部位的神经支配组织移动,但不会引起身体其他部位的意识和感觉知觉的变化。

相比之下,全身麻醉剂提供对疼痛的整体麻木感。最常用的此类药物是吸入性的,它们的结构与醚有关。它们的主要作用部位在中枢神经系统。与局部麻醉剂不同,全身麻醉剂会减少突触处的神经传递,突触是神经递质由神经元释放且相邻神经细胞做出反应的部位。全身麻醉剂影响受体和离子通道对神经递质的反应,从而降低神经细胞的活动。

全身麻醉剂仅非常微弱地与其作用部位结合,并与脂质环境中的蛋白质相互作用,这些因素共同作用使得难以确定其确切的结合结构。尽管存在这些限制,研究人员正在利用各种方法来更好地辨别麻醉剂如何在分子水平上起作用。

例如,基因工具使研究人员能够改变特定的蛋白质功能,然后确定该蛋白质是否与低等生物对麻醉剂作用的敏感性或抵抗力有关。其他方法,包括麻醉剂与蛋白质靶标结合的复杂结构建模,也显示出希望。不同药物的靶标似乎不尽相同,因此可能没有适用于所有麻醉剂的单一分子作用机制。

一个人的指纹是否与其父母的指纹相似?

—埃里克 C.,佛罗里达州莱克兰

明尼苏达州犯罪调查局认证的潜在指纹检验员格伦·兰根伯格提供了以下答案

是的,我们继承了所谓的摩擦脊皮肤(FRS)——指纹的整体大小、形状和间距。然而,使指纹独一无二的个体细节并非由基因决定。FRS由一系列有助于抓握的脊和沟组成,是独特且永久的。没有两个人——包括同卵双胞胎——具有相同的排列方式,这种排列方式在整个生命过程中也不会改变(除非发生造成永久性疤痕的重大损伤)。

为什么继承的是一般模式而不是识别脊特征?原因在于胎儿发育过程中各个方面的时间安排。由于间充质组织肿胀,胎儿会获得光滑的掌垫——手指、手掌和脚上的凸起垫,间充质组织是血管和结缔组织的前体。大约在第10周,胎儿的掌垫停止生长,但手继续增大。在接下来的几周内,掌垫被重新吸收到手中。在这个阶段,脊的最初迹象出现在掌垫的皮肤上。在最初的脊出现时,掌垫的形状将决定发展出的一般模式。

一旦整体模式开始在其范围内成形,识别脊特征的确切排列方式就由皮肤上的随机局部应力决定。这两个事件——掌垫退化和初级脊出现——的时间安排在基因上是相关的。然而,脊和其他特征的精确位置是随机的。

有关这些答案和来自不同领域科学家的其他答案的完整文本,请访问www.sciam.com/askexpert

大众科学杂志 第292卷 第5期本文最初以“询问专家”为标题发表于《大众科学杂志》第292卷第5期(),第102页
doi:10.1038/scientificamerican0505-102
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