Two-Pore-Domain K⁺ Channels Are a Novel Target for the Anesthetic Gases Xenon, Nitrous Oxide, and Cyclopropane

Abstract

Nitrous oxide, xenon, and cyclopropane are anesthetic gases that have a distinct pharmacological profile. Whereas the molecular basis for their anesthetic actions remains unclear, they behave very differently to most other general anesthetics in that they have little or no effect on GABA A receptors, yet strongly inhibit the N-methyl-D-aspartate subtype of glutamate receptors. Here we show that certain members of the two-poredomain

An unexpected role for TASK-3 potassium channels in network oscillations with implications for sleep mechanisms and anesthetic action

“…This decrease in halothane sensitivity is comparable with that observed with TREK-1 KO mice in response to a painful stimulus (33). The fact that the TASK-3 KO mice displayed an unchanged sensitivity to cyclopropane, an agent that does not measurably activate TASK-3 channels (20), supports the idea that the decrease in halothane sensitivity was a direct consequence of their absence. Thus, involvement of TASK-3 channels in anesthetic-induced LORR seems likely.…”

“…In contrast, TASK-1 KO mice showed only a small change in anesthetic sensitivity with an EC 50 of 0.78 Ϯ 0.01% atm; n ϭ 20. To help assess if the difference between wild-type and TASK-3 KO animals was specifically due to the absence of TASK-3 channels, we next investigated the effects of cyclopropane, an anesthetic gas that, even at the highest concentrations, does not significantly activate TASK-3 channels (20). We found that for cyclopropane, the EC 50 for LORR was identical (P Ͼ 0.5) for wild-type and TASK-3 KO animals, being 19.6 Ϯ 0.8% atm (n ϭ 10) and 19.0 Ϯ 0.8% atm (n ϭ 12), respectively (Fig.…”

Real Life Application of Xenon: A Critical Review

“…A related channel TASK-3 also implicated in the actions of inhalation anesthetics is insensitive to xenon (Gruss et al, 2004). Xenon inhibits Ca 2+ ATPase by binding to a hydrophobic pore within the enzyme and preventing the enzyme from assuming active conformations (Lopez et al, 1995).…”

Como Funciona o Xénon: Mecanismos de Neuro e Cardioprotecção

“…17 O xénon, o protóxido de azoto e os ciclopropanos activam o canal TREK-1 mas não o canal TASK-3, contrariamente ao anestésico volátil halotano (GABAérgico) que activa os dois canais. 18 A activação do canal TREK-1 reduzirá a excitabilidade neuronal por intermédio da hiperpolarização, no entanto, a relevância clínica destes canais no efeito anestésico do xénon ainda não foi provada de forma concludente. 12,13,18 Tal como sucede com os restantes anestésicos inalató-rios e intravenosos, os dados até agora recolhidos sobre os mecanismos de acção do xénon apoiam a hipótese de que não haja um alvo neuronal específico que explique todo o espectro das suas acções.…”

“…18 A activação do canal TREK-1 reduzirá a excitabilidade neuronal por intermédio da hiperpolarização, no entanto, a relevância clínica destes canais no efeito anestésico do xénon ainda não foi provada de forma concludente. 12,13,18 Tal como sucede com os restantes anestésicos inalató-rios e intravenosos, os dados até agora recolhidos sobre os mecanismos de acção do xénon apoiam a hipótese de que não haja um alvo neuronal específico que explique todo o espectro das suas acções. Assim, é provável que o efeito anestésico e anti-nociceptivo do xénon se deva a uma multiplicidade de mecanismos complexos, dependentes de vários receptores e da interacção entre vias subcelulares.…”