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Are local anesthetics antioxidants or prooxidants?

Research Project

Project/Area Number 20K09249
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 55050:Anesthesiology-related
Research InstitutionOita University

Principal Investigator

Kitano Takaaki  大分大学, 医学部, 教授 (20211196)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 新宮 千尋  大分大学, 医学部, 准教授 (30295191)
徳丸 治  大分大学, 福祉健康科学部, 教授 (40360151)
松本 重清  大分大学, 医学部, 准教授 (90274761)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Keywords局所麻酔薬 / 抗酸化作用 / フリーラジカル / ラジカル消去能 / 電子スピン共鳴 / TBARSアッセイ / 局所麻酔 / 抗酸化 / 酸化増強
Outline of Research at the Start

超高齢社会を迎えた我が国では高齢者の手術症例の増加が予想される。高齢者は全身麻酔時の周術期合併症のリスクが高く,全身麻酔に加えて局所麻酔薬を使用した末梢神経ブロックなどの必要性が増している。近年,局所麻酔薬と酸化ストレスとの関連が注目され,酸化ストレスや炎症を局所麻酔薬によって有効に制御することが期待されている。
我々は「アミド型局所麻酔薬は酸化ストレスを予防するか?それとも増強するか?」を最終的な学術的問いとして掲げる。その問いの下,リドカインなど臨床的に頻用される局所麻酔薬の抗酸化作用の機序について,試験管内および培養細胞のレベルにおいて基礎的な検討を行う。

Outline of Final Research Achievements

This study aimed to illustrate the dose-response relationships of the direct scavenging activity of amide-based local anesthetics against multiple free radicals in vitro. Amide-type local anesthetics selectively and directly scavenge some free radicals. Three kinds of free radicals were eliminated by all the four local anesthetics examined. Mepivacaine, lidocaine, bupivacaine, and dibucaine scavenged hydroxyl radicals, ascorbyl free radicals and singlet oxygen were scavenged dose-dependently. Three other free radicals (tert-butoxyl radical, nitric oxide, tyrosyl radical) were not scavenged by all of the four local anesthetics. Superoxide anion, tert-butyl peroxyl radical, DPPH were not scavenged by any of the four local anesthetics. These results suggest that local anesthetics have antioxidant properties through their free radical scavenging activities.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

局所麻酔薬には直接的な消去作用を示すフリーラジカルと示さないフリーラジカルがあり,その種類は局所麻酔薬によって異なることが明らかになった。局所麻酔薬のフリーラジカル消去作用に差異があることはこれまでに報告されておらず,本研究が初めての報告である。脂質の酸化に対する防止効果も局所麻酔薬によって異なることから,フリーラジカル消去作用の差異が,局所麻酔薬の抗酸化作用に影響を与えていることが示唆された。これらは,病態に応じた麻酔戦略や周術期管理を考える上で,重要な所見であると推察する。

Report

(5 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2023 2022 2020 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results) Presentation (5 results)

  • [Int'l Joint Research] University of Auckland(ニュージーランド)

    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Journal Article] The dose-response relationships of the direct scavenging activity of amide-based local anesthetics against multiple free radicals2023

    • Author(s)
      Sato Yukiko, Matsumoto Shigekiyo, Ogata Kazue, Kira Bacal, Nakatake Misato, Kitano Takaaki, Tokumaru Osamu
    • Journal Title

      Journal of Clinical Biochemistry and Nutrition

      Volume: 73 Issue: 1 Pages: 16-23

    • DOI

      10.3164/jcbn.22-131

    • ISSN
      0912-0009, 1880-5086
    • Related Report
      2023 Annual Research Report 2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Dose-dependent scavenging activity of the ultra-short-acting β1-blocker landiolol against specific free radicals2022

    • Author(s)
      Matsumoto Shigekiyo、Tokumaru Osamu、Ogata Kazue、Kuribayashi Yoshihide、Oyama Yoshimasa、Shingu Chihiro、Yokoi Isao、Kitano Takaaki
    • Journal Title

      Journal of Clinical Biochemistry and Nutrition

      Volume: 71 Issue: 3 Pages: 185-190

    • DOI

      10.3164/jcbn.21-157

    • ISSN
      0912-0009, 1880-5086
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] アミド型局所麻酔薬のフリーラジカル消去活性の評価2023

    • Author(s)
      佐藤祐貴子,松本重清,尾方和枝,中武聖,栗林由英,北野敬明,徳丸治
    • Organizer
      第76回日本酸化ストレス学会学術集会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] Antioxidative activity of a novel antioxidant "Substance X" as a direct free radical scavenger2023

    • Author(s)
      Tokumaru O, Higuchi A, Kawashima T, Ogata K, Ueno K, Miyamoto S
    • Organizer
      第97回日本薬理学会年会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] Antioxidative activity of remifentanil as a direct free radical scavenger2022

    • Author(s)
      Osamu Tokumaru, Leon Yamasaki, Kazue Ogata, Shigekiyo Matsumoto, Takaaki Kitano
    • Organizer
      第96回日本薬理学会年会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 複数のフリーラジカルに対するエチルピルビン酸の濃度依存的な消去活性2020

    • Author(s)
      出村陽実,尾方和枝,徳丸治
    • Organizer
      第71回西日本生理学会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] Antioxidative activity of fructose 1,6-bisphosphate as a direct free radical scavenger2020

    • Author(s)
      尾方 和枝,小野可穂菜, 徳丸治
    • Organizer
      第94回日本薬理学会年会
    • Related Report
      2020 Research-status Report

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Published: 2020-04-28   Modified: 2025-01-30  

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