Anaesthesia and the Living Cell: Specificity of Action

We cannot yet say whether binding to protein causes the essential changes of the state of anaesthesia. We can, however, say that certain anaesthetics do interact with certain proteins and this can probably change their properties. This seems to be the cause of at least some of the toxic effects of anaesthetics but further work will be needed to demonstrate any relationship between this effect and the mechanism of narcosis. It seems likely that the bond is of the Van der Waals' type and exists between the anaesthetic and hydrophobic areas of certain molecules, including proteins. The bond may or may not result in conformational changes and any such changes may result in a more or less favourable configuration of the protein molecule. A relationship of this nature offers almost limitless scope for postulating specificity of action on different groups of proteins and on particular molecular species. It also offers a possible explanation of the differences in the action of anaesthetics, when the similarity of their physical properties, such as oil solubility, might suggest that their actions would be identical. Perhaps the most attractive feature of this theory of action is that it offers ample scope for devising experimental verification of the various possibilities. Powerful tools including X‐ray crystallography, electron microscopy and the effects of high hydrostatic pressure are available to test the hypotheses which may be formed. ZUSAMMENFASSUNG Wir können noch nicht sagen, ob die Bindung an Protein die wesentlichen Veränderungen des Zustandes der Anaesthesie bewirkt. Wir können jedoch sagen, daβ gewisse Anaesthetika eine Wechsel‐wirkung mit gewissen Proteinen haben und daβ dies wahrscheinlich ihre Eigenschaften verändert. Dies scheint auch die Ursache zumindest einiger der toxischen Wirkungen von Anaesthetika zu sein, doch sind weitere Untersuchungen erforderlich, um einen Zusammenhang zwischen diesen Wirkungen und dem Narkosemechanismus zu zeigen. Es erscheint wahrscheinlich, daβ es sich um eine Verbindung vom Typus Van der Waals' handelt und die zwischen den anaesthetischen und hydrophoben Arealen bestimmter Moleküle, einschlieβlich der Proteine, besteht. Diese Verbindung kann eventuell zu konformationellen Veränderungen führen und jede solche Änderung könnte eine mehr oder weniger günstige Konfiguration des Proteinmoleküls zur Folge haben. Ein derartiger Zusammenhang bietet fast unbegrenzte Möglichkeiten für die Annahme spezifizierter Wirkungen auf verschiedene Gruppen von Proteinen und auf bestimmte Molekulararten. Er bietet auch eine mögliche Erklärung für die Wirkungsunterschiede von Anaesthetika, wenn die Ähnlichkeit ihrer physikalischen Eingenschaften, wie z. B. ihrer Öl‐Löslichkeit, auf identische Wirkungen schlieβen lieβe. Der vielleicht ansprechendste Aspekt dieser Wirkungstheorie sind die reichen Möglichkeiten, die sich zur experimentellen Verifikation darbieten. Machtvolle Werkzeuge wie Röntgen‐Kristallographie, Elektronenmikroskopie und die Auswirkungen hoher hydrostatischer Drucke stehen zur Verfügung um die Hypothesen, die formuliert werden könnten, zu überprüfen.