$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Znieczulenie ogólne jest definiowane przez ich zdolność do wywoływania odwracalnego stanu hipnozy u wielu różnych gatunków, jednak wyjaśnienie, jak tak różnorodna klasa leków może wywołać pojedynczy punkt końcowy, pozostaje nieuchwytne. Na przestrzeni lat wysunięto wiele teorii, począwszy od korelacji Meyera-Overtona między siłą działania środka znieczulającego a rozpuszczalnością w lipidach, która sugerowała ogólne zakłócenia błon jako podstawę hipnozy1,2. Nowsze dowody sugerują, że cele białkowe wpływające na sygnalizację neuronalną przyczyniają się do efektów znieczulających. Myszy okazały się niezastąpionym modelem do badania tych teorii ze względu na homologię między reakcją myszy na znieczulenie a ludzką. Chociaż nie można zapytać myszy o jej subiektywną świadomość w znieczuleniu ogólnym, pewne prymitywne odruchy służą jako użyteczne zastępcze miary hipnozy gryzoni. W ciągu pierwszych kilku dni po urodzeniu myszy rozwijają odruchową reakcję prostowania, która uniemożliwia im bierne ułożenie w pozycji leżącej3. Dawka znieczulenia, przy której mysz traci odruch prostowania, jest dobrze skorelowana z dawkami nasennymi u ludzi4.
Ocena utraty odruchu prostowania (LORR) stała się powszechnie stosowanym standardem laboratoryjnym do testowania wrażliwości na znieczulenie u myszy, a także wielu innych gatunków, w tym szczurów, świnek morskich, królików, fretek, owiec i psów5-8. Dawka danego środka znieczulającego, przy której wystąpi LORR u przedstawicieli gatunku, jest niezwykle stała, ale może być znacznie przesunięta przez czynniki środowiskowe. Na przykład szczury pozbawione snu są bardziej wrażliwe zarówno na lotne, jak i dożylne środki znieczulające9, a szczury o wysokiej wydolności tlenowej są mniej wrażliwe na izofluran10. Wykazano również, że hipotermia zmniejsza dawkę wielu środków znieczulających wymaganych do hipnozy w szerokim spektrum gatunków11-14. Aby wiarygodnie zidentyfikować dawkę środka znieczulającego, w której LORR występuje w grupie zwierząt doświadczalnych, niezwykle ważne jest, aby środowisko oceny było dokładnie kontrolowane w celu zminimalizowania stresu, utrzymania eutermii i dostarczania równych ilości leku wszystkim uczestnikom. Nic dziwnego, że wiadomo również, że czynniki genetyczne zmieniają wrażliwość na znieczulenie15-18. W związku z tym należy również zwrócić szczególną uwagę na kontrolowanie tła genetycznego19.
Opracowaliśmy urządzenie, które zapewnia identyczne dostarczanie znieczulenia gazowego każdej z 24 myszy, utrzymując stałe środowisko o temperaturze 37 stopniCelsjusza. Przezroczysta, cylindryczna konstrukcja naszych komór naświetlających pozwala na szybką ocenę LORR i łatwą integrację telemetrycznych pomiarów fizjologicznych. Wykazano, że system ten dokładnie mierzy indukcję izofluranu, halotanu i sewofluranu EC50 oraz czas do pojawienia się u myszy typu dzikiego20. Wykorzystaliśmy również ten system do obserwacji zmian wrażliwości na środki znieczulające u myszy z mutacjami genetycznymi i celowanymi zmianami podwzgórza21-23. W tym miejscu opisujemy dwa sposoby, w jakie można ocenić wrażliwość anestezjologiczną po interwencji farmakologicznej przy użyciu naszego aparatu do kontrolowanego środowiska. Fenotypowanie w stanie stacjonarnym indukcji lotnego środka znieczulającego i wrażliwości na pojawienie się wymaga 8-10 godzin i dlatego najlepiej nadaje się do badań, w których warunki eksperymentalne nie ulegają zmianie, takich jak przewlekłe lub długo działające interwencje farmakologiczne. Jednak w przypadku krótkotrwałych terapii, których efekty znacznie rozpraszają się w czasie, przedstawiamy również prostą procedurę oceny zmian w odruchu prostowania po stereotaktycznie ukierunkowanych mikroiniekcjach lub dożylnych zabiegach lekowych, które znacząco wpływają na pojawienie się znieczulenia. Testy te stanowią niewielki podzbiór potencjalnych zastosowań tego systemu kontrolowanego środowiska, który może być dostosowany do dowolnej liczby osób z różnych gatunków, aby otrzymać dowolny rodzaj wziewnego środka terapeutycznego.