Как анестезия действует на растения

Большая часть хирургических вмешательств сегодня не обходится без анестезии. Будь то пересадка органов или просто удаление зуба, обезболивание – необходимая часть любой операции. 

Впервые анестезия была использована в 1846 году. Долгое время для обезболивания медики применяли эфир – очень эффективное, но столь же небезопасное средство. Теперь же в арсенале анестезиолога имеется множество соединений и препаратов, снижающих чувствительность как всего тела (общая анестезия), так и отдельной его части (местная анестезия).

Используемые вещества различаются по составу и свойствам, но выполняют одни и те же функции. Однако "режим работы" и особенности действия анестетиков остаются не до конца изученными.

Международная команда учёных решила провести необычный эксперимент, чтобы выяснить, какой эффект анестезия оказывает на растения. Как отмечается в пресс-релизе Американского совета по вопросам здоровья и науки, основная цель этой работы – выяснить, можно ли использовать растения в качестве модельных организмов для опытов.

Известно, что растения в принципе реагируют на анестетики. Более ста лет назад французский медик, основоположник эндокринологии Клод Бернар продемонстрировал, что мимоза стыдливая (Mimosa pudica) реагирует на диэтиловый эфир. В обычной жизни это растение, как показано ниже, "складывает" листья при прикосновении (отсюда и его название).

Однако анестетик "отключает" эту реакцию: листья мимозы будто теряют чувствительность. Так Бернар и его коллеги пришли к выводу, что анестетики нарушают некоторые естественные процессы, и это справедливо не только для животных, но и для растений.

В новой работе авторы использовали более широкую выборку растений (все испытания проходила экспериментальная группа, которую обрабатывали анестетиком, и контрольная).

Исследователи начали с той же мимозы стыдливой. Растение обработали парами 15%-ного диэтилового эфира. Листья утратили какие-либо реакции на сенсорные стимулы и не реагировали на них даже через час после обработки.

Затем специалисты провели аналогичный эксперимент с венериной мухоловкой (Dionaea muscipula) – хищным растением, которое известно своими захлопывающимися ловушками. На поверхности листьев мухоловки расположены тонкие волоски, которые имеют высокую чувствительность и реагируют на малейшее механическое воздействие.

Однако после обработки эфиром мухоловка утратила это свойство: множественные раздражения волосков и листьев растения не вызвали никакой реакции. Правда, чувствительность восстановилась уже через 15 минут после устранения паров эфира.
 

Другое плотоядное растение, росянка капская (Drosera capensis), захватывает добычу при помощи липких волосков на поверхности листьев. Они ловят насекомое, после чего края листа закрываются. Но под действием эфира растение утратило способность изгибать листья и "щупальца".

Те же результаты показали эксперименты с горохом посевным (Pisum sativum), кресс-салатом (Lepidium sativum) и резуховидкой Таля (Arabidopsis thaliana).


Но самое любопытное, что "обезболенные" растения потеряли не только чувствительность к прикосновениям. У них также изменились некоторые процессы жизнедеятельности.

Результаты работы, опубликованной в издании Annals of Botany, говорят о том, что у растений замедлились потенциалы действия – электрические импульсы, которые используют для связи нейроны. По сути, потенциалы действия – это волны возбуждения, перемещающиеся по мембране живой клетки. Они возникают, когда ионы с разными зарядами пересекают мембрану нейрона.


У растений (так же, как у людей и животных) под действием анестезии потенциалы действия замедляются. А это значит, что растения могут служить модельным организмом для изучения действий различных анестетиков, заключают авторы.