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Electrophysiological analysis of proarrhythmic properties of volatile anesthetics using an originally developed arrhythmogenic model

Research Project

Project/Area Number 22K09032
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

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

Principal Investigator

Takahara Akira  東邦大学, 薬学部, 教授 (80377481)

Project Period (FY) 2022-04-01 – 2025-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2024)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Keywords吸入麻酔薬 / 催不整脈作用 / 心室頻拍 / トルサードドポアント / Torsade de Pointes / IKr遮断薬 / QT延長 / 麻酔薬 / プロポフォール / セボフルラン / 早期後脱分極 / 徐脈 / 完全房室ブロック / 揮発性麻酔薬
Outline of Research at the Start

麻酔薬に催不整脈作用があることは一般的に認識されているものの、個々の麻酔薬の催不整脈作用の強度や出現する不整脈のタイプなど麻酔薬自身が有する催不整脈特性を示す科学データが充分に提示されていない。本研究は独自開発したウサギin vivo催不整脈モデルを用いて揮発性麻酔薬の催不整脈作用特性を電気生理学的に分析して明確に示すことを目的としている。リエントリー主体の不整脈を直接的に検出可能なウサギin vivo催不整脈モデルで揮発性麻酔薬の不整脈特性を分析し、さらに、麻酔薬に関連して発生する不整脈の停止薬や発生予防薬を探索し、致死性不整脈への対処法の提言を目指す。

Outline of Final Research Achievements

In this study, we electrophysiologically analyze the proarrhythmic properties of volatile anesthetics using a uniquely developed rabbit in vivo arrhythmia model. We investigated the intrinsic proarrhythmic characteristics of individual anesthetics, including the strength of their proarrhythmic effects and the types of arrhythmias induced. Dofetilide is a drug that exhibits both proarrhythmic effects (triggered activity due to delayed repolarization) and antiarrhythmic effects (prolongation of the effective refractory period). Under isoflurane anesthesia, the antiarrhythmic effect of dofetilide was more prominent than its proarrhythmic effect, whereas, under sevoflurane anesthesia, its proarrhythmic effect was more pronounced. These findings reveal that the proarrhythmic properties of dofetilide vary depending on the anesthetic used.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

独自開発したリエントリー主体の不整脈を直接的に検出可能なウサギin vivo催不整脈モデルを用いて揮発性麻酔薬の不整脈特性を分析し、さらに、麻酔薬に関連して発生する不整脈の停止薬や発生予防薬を探索し、致死性不整脈への対処法の提言を目指した研究である。従前の心電図指標による不整脈発生予測に比べて高精度の情報提供が可能になることが本研究のアドバンテージであり、本研究が完結することで不整脈に関連した先天性あるいは後天的な心疾患を有する患者にとって安全かつ適切に揮発性麻酔薬を使用するための重要な情報が提供可能となり、社会的にも意義ある研究である。

Report

(4 results)
  • 2024 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • Research Products

    (22 results)

All 2024 2023 2022

All Journal Article (8 results) (of which Peer Reviewed: 8 results,  Open Access: 8 results) Presentation (14 results)

  • [Journal Article] Evaluating the relationship between ocular blood flow and systemic organ blood flow in hemorrhagic shock using a rabbit model2024

    • Author(s)
      Kento Watanabe, Tomoaki Shiba, Akira Takahara, Hiroshi Homma, Tetsuya Komatsu, Yusuke Tanino, Yoshinobu Nagasawa, Megumi Aimoto, Yuichi Hori
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 14 Issue: 1 Pages: 3749-3749

    • DOI

      10.1038/s41598-024-54467-1

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Role of Rho Kinase in Regulating Arterial Stiffness in Anesthetized Rabbits2023

    • Author(s)
      Akira Takahara, Manami Matsumoto, Akira Sato, Shuto Inose, Megumi Aimoto, Yoshinobu Nagasawa
    • Journal Title

      Biological and Pharmaceutical Bulletin

      Volume: 46 Issue: 12 Pages: 1846-1850

    • DOI

      10.1248/bpb.b23-00591

    • ISSN
      0918-6158, 1347-5215
    • Year and Date
      2023-12-01
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Differential Effects of Ca<sup>2+</sup> Channel Blockers Nifedipine and Cilnidipine on Arterial Elasticity in the Aortic and Femoral Arterial Segments of Anesthetized Rabbits2023

    • Author(s)
      Akira Sato, Yoshinobu Nagasawa, Honami Suzuki, Kiyoshi Sakuma, Tatsuo Chiba, Megumi Aimoto, Akira Takahara
    • Journal Title

      Biological and Pharmaceutical Bulletin

      Volume: 46 Issue: 9 Pages: 1324-1331

    • DOI

      10.1248/bpb.b23-00391

    • ISSN
      0918-6158, 1347-5215
    • Year and Date
      2023-09-01
    • Related Report
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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] The Antiarrhythmic Action of the Na<sup>+</sup>/Ca<sup>2+</sup> Exchanger Inhibitor SEA0400 on Drug-Induced Long QT Syndrome Depends on the Severity of Proarrhythmic Conditions in Anesthetized Atrioventricular Block Rabbits2023

    • Author(s)
      Satoshi Kawakami, Kazuhiro Takada, Megumi Aimoto, Yoshinobu Nagasawa, Taichi Kusakabe , Keisuke Kato , Akira Takahara
    • Journal Title

      Biological and Pharmaceutical Bulletin

      Volume: 46 Issue: 8 Pages: 1120-1127

    • DOI

      10.1248/bpb.b23-00202

    • ISSN
      0918-6158, 1347-5215
    • Year and Date
      2023-08-01
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    • Author(s)
      Takahashi Mao、Miyazaki Chikao、Xin Cao、Sato Shuji、Shimizu Kazuhiro、Chiba Tatsuo、Tsukuma Hisayuki、Komatsu Tetsuya、Aimoto Megumi、Nagasawa Yoshinobu、Takahara Akira、Shirai Kohji
    • Journal Title

      Heart and Vessels

      Volume: 38 Issue: 5 Pages: 740-748

    • DOI

      10.1007/s00380-022-02223-8

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  • [Journal Article] Chronic Volume Overload Caused by Abdominal Aorto-Venocaval Shunt Provides Arrhythmogenic Substrates in the Rat Atrium2022

    • Author(s)
      Aimoto Megumi、Yagi Keita、Ezawa Aya、Tsuneoka Yayoi、Kumada Kohei、Hasegawa Takeshi、Kuze Tetsuo、Chiba Toshiki、Nagasawa Yoshinobu、Tanaka Hikaru、Takahara Akira
    • Journal Title

      Biological and Pharmaceutical Bulletin

      Volume: 45 Issue: 5 Pages: 635-642

    • DOI

      10.1248/bpb.b22-00031

    • ISSN
      0918-6158, 1347-5215
    • Year and Date
      2022-05-01
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    • Author(s)
      Takahara Akira、Izawa Sayaka、Seki Shota、Aimoto Megumi、Nagasawa Yoshinobu
    • Journal Title

      Biological and Pharmaceutical Bulletin

      Volume: 45 Issue: 4 Pages: 542-546

    • DOI

      10.1248/bpb.b22-00024

    • ISSN
      0918-6158, 1347-5215
    • Year and Date
      2022-04-01
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  • [Journal Article] Role of cardiac α1-adrenoreceptors for the torsadogenic action of IKr blocker nifekalant in the anesthetized atrioventricular block rabbit2022

    • Author(s)
      Kawakami Satoshi、Kambayashi Ryuichi、Takada Kazuhiro、Aimoto Megumi、Nagasawa Yoshinobu、Takahara Akira
    • Journal Title

      Journal of Pharmacological Sciences

      Volume: 150 Issue: 2 Pages: 67-73

    • DOI

      10.1016/j.jphs.2022.07.003

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  • [Presentation] 吸入麻酔薬halothane、isofluraneおよびsevofluraneが有する催不整脈作用特性の分析 -完全房室ブロックウサギモデルを用いて-2024

    • Author(s)
      野邊 夢翼, 海野 和恵, 秋葉 洋佑, 川上 聡士, 相本 恵美, 永澤 悦伸, 高原 章
    • Organizer
      第150回日本薬理学会関東部会
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      海野 和恵, 川上 聡士, 相本 恵美, 永澤 悦伸, 高原 章
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      第66回日本薬学会関東支部大会
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Published: 2022-04-19   Modified: 2026-01-16  

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