מאז שהתגלו השפעותיהם ההרדמה לפני כ -180 שנה, חומרי הרדמה בשאיפה שימשו להרדמה כללית במבצעים כירורגיים. עם זאת, מנגנון ההרדמה שלהם טרם נחשף במלואו. מחקרים קודמים הראו כי חומרי הרדמה בשאיפה מפעילים את השפעותיהם ההרדמה על ידי פעולות על מספר חלבונים, אך הוצעה גם נוכחות של מולקולות יעד לא ידועות.
במקרים נדירים, ידוע כי חולים עם קולטני ריאנודין מסוג 1 (RYR1) (RYR1) (RYR1) נמצאים בסיכון גבוה יותר להיפרתרמיה ממאירה, שיכולה להיגרם כתוצאה מחומרי חומרה שאיפה. עם זאת, לא הוכח בבירור האינטראקציה המולקולרית הישירה בין חומרי הרדמה בשאיפה ל- RYR1, וגם הקשר בין RYR1 להשפעות הרדמה לא היה ידוע.
במחקר הנוכחי, קבוצת מחקר בהנהגתו של פרופסור הירוקי אודה מבית הספר לרפואה לתארים מתקדמים, אוניברסיטת טוקיו, מצאה כי RyR1 שהוא ערוץ שחרור סידן, גורם להרדמה כללית על ידי שימש כמולקולת יעד של הרדמה בשאיפה.
קבוצת המחקר אישרה תחילה כי ISOFLURANE והרדמה שאינה אחרת מפעילה את RYR1 ומעוררת שחרור סידן מתוכנית האנדופלסמה. זוהו שאריות חומצות האמינו ב- RyR1 הממלאות תפקיד חשוב בהפעלה הנגרמת על ידי איזופלורן, ואומדן אתר הכריכה של איזופלורן. בנוסף, קבוצת המחקר יצרה עכבר שהשתנה גנטית (עכבר דופק) שהביע את המוטנט RyR1 שאינו מגיב לאיזופלורן. כאשר נחשפו עכברי הדפיקה לאיזופלורן, הם הדגימו רגישות מופחתת חלקית להרדמה בהשוואה לעכברים רגילים.
יתר על כן, זוהו תרכובות חדשות שמכוונות לאתר הכריכה המשוער של איזופלורן בהקרנה של סיליקו מורכבים ונמצאו כי הם בעלי השפעות דמויי הרגעה בעכברים. תוצאות אלה מראות כי RYR1 הוא יעד פונקציונלי של איזופלורן הקשור ישירות לתכונות ההרדמה שלו.
מחקר זה חושף היבט אחד של המנגנון המולקולרי של חומרי הרדמה בשאיפה המשמשים להרדמה כללית. זהו ממצא חדש מכיוון שמחקרים קודמים לא הוכיחו את הקשר בין RYR1 להשפעות הרדמה אצל יונקים. הבנה מפורטת יותר של מנגנון הפעולה של הרדמה עשויה להוביל להתפתחות של חומרי הרדמה טובים יותר ושיטות טיפול.
תוצאות המחקר פורסמו בגרסה המקוונת של כתב העת האמריקאי Scientific ביולוגיה של PLOS ב- 3 ביוני 2025 (EDT).
תוצאה זו הושגה בפרויקט התזמון הביולוגי של UEDA, תחום מחקר במחקר הגישה לטכנולוגיה מתקדמת (ERATO) על ידי סוכנות המדע והטכנולוגיה של יפן (JST). במסגרת פרויקט זה, JST רודף "ביולוגיה של מערכות להבנת בני אדם" תוך שימוש בקצב השינה כמערכת מודל ומטרתו להבין מידע על "זמן ביולוגי", המתעלה ממולקולות לבני אדם פרטניים החיים בחברה.
