Ксенон, аргон, криптон и гелий в медицине | ANEST-REAN
×
Ксенон, аргон, критон и гелий. Инертные газы

КСЕНОН, АРГОН, КРИПТОН и ГЕЛИЙ

Инертные газы (благородные газы, редкие газы, англ.: noble gases) — одноатомные газообразные вещества, входящие в состав воздуха. Применяются в клинической и экспериментальной медицине:

В стандартных условиях все четыре химических элемента не имеют ни цвета, ни запаха, при этом обладая низкой реакционной способностью и криогенными температурами кипения. Применение в медицине ксенона, аргона, криптона и гелия набирает обороты! И сегодня продолжается изучение нейропротекторных и кардиопротекторных свойств данных препаратов.

Состав воздуха: Азот 78%, Кислород 20,9%, Аргон 0,9%, Углекислый газ 0,03%, Неон 0,0018%, Гелий 0,0005%, Метан 0,0002%, Криптон 0,0001%, Водород 0,00005%, Ксенон 0,000008%.

Сегодня известно, что благородные газы обладают обезболивающими, нейропротекторными, кардиопротекторными и респираторными свойствами. Их основные физико-химические свойства характеризуются радиусом атома, поляризуемостью и растворимостью, при этом более легкие благородные газы гораздо менее растворимы.

Физико-химические свойства благородных газов

Название Радиус атома  Поляризуемость Растворимость в воде Растворимость в крови
Гелий 31 pm 0,2 A3 8,6 cm3/кg 8,0 cm3/кg
Аргон 71 pm 1,6 A3 33,6 cm3/кg 30 cm3/кg
Криптон 88 pm 2,5 A3 59,4 cm3/кg 60 cm3/кg
Ксенон 108 pm 4,06 A3 108,1 cm3/кg 146 cm3/кg

КСЕНОН

Ксенон — инертный газ, применяемый в медицине и является наиболее изученным из-за его широкого спектра эффектов, включая  анестезию, нейропротекцию, кардиопротекцию и анальгезию.

Ксенон, как общий анестетик

Ксенон – благородный газ, применяется в медицинеКсенон — инертный газ, содержание которого в атмосферном воздухе составляет всего 89 миллиардных долей. Спустя полвека после открытия ксенона сэром Уильямом Рамзи и доктором Моррисом Трэверсом в 1838 году Лоуренс доложил о его анестетических свойствах, полученных в доклинических исследованиях на мышах. Вскоре после этого Каллен и Гросс впервые использовали ксенон в качестве общего анестетика.

Сегодня известно, что ксенон вызывает быструю индукцию анестезии, при этом обладая коротким периодом пробуждения, минимальными сердечно-сосудистыми эффектами и отсутствием токсического действия на внутренние органы. Это особенно важно для пациентов с высоким риском анестезии и физическим статусом ASA.

Механизм действия ксенона основан на  ингибировании NMDA (N-метил-D-аспартат) рецепторов в центральной нервной системе, что уменьшает возбуждающую нейротрансмиссию и вызывает анестезию без депрессивных эффектов.
В отличие от большинства общих анестетиков, он не усиливает активность ингибирующих рецепторов ГАМК (γ-аминомасляной кислоты типа А).
В клинических исследованиях общая анестезия на основе ксенона продемонстрировала высокую стабильность сердечно-сосудистой системы при шунтировании коронарной артерии по сравнению с севофлураном, который известен своими кардиодепрессивными эффектами.  Однако высокая стоимость ксенона ограничила его широкое распространение в рутинной клинической практике.

Протективные свойства ксенона

С растущим использованием трансплантации органов и старением населения, нейропротекторные свойства ксенона вызывают большой интерес. Ксенон показал многообещающие результаты в лечении ишемии миокарда и черепно-мозговых травмах, таких как инсульт и неонатальная гипоксия.
По данным работ Френкса Н.П. ксенон ингибирует возбуждающие NMDA (N-метил-D-аспартат) рецепторные каналы, что объясняет его фармакологические  свойства. Способность ксенона ингибировать NMDA-рецепторы (эксайтотоксичность) уменьшает повреждение нейронов во время ишемии (Franks N.P., 1998).
Ксенон ингибирует серинопротеазу, активатор тканевого плазминогена (tPA). По данным некоторых авторов, ксенон является золотым стандартом лечения острого ишемического инсульта, если его применяют после реперфузии, вызванной tPA, благодаря его уникальным нейропротективным и антипротеолитическим (противогеморрагическим) свойствам. В недавних исследованиях было показано, что ксенон сохраняет функцию митохондрий, что имеет решающее значение для выживания клеток при гипоксических состояниях.
При неонатальной патологии ксенон показал положительное действие у младенцев с гипоксически-ишемической энцефалопатией, особенно в сочетании с терапевтической гипотермией. Аналогичным образом, исследования у взрослых пациентов, перенесших остановку сердца и ишемический инсульт, применение ксенона привело к улучшению неврологических исходов в постреанимационном периоде.
подробнее

Применение ксенона в клинической медицине

АРГОН

Аргон — инертный газ, с многообещающими нейропротективными свойствами для применения в клинической медицине. Аргон составляет около 1% атмосферы, что является экономически выгодным для его производства.

Механизм действия аргона

аргон – инертный газ, применяющийся в медицинеВ отличие от ксенона, аргон не может применяться в качестве анестетика (только при гипербарических условиях, 15 атм). Тем не менее, аргон продемонстрировал эффективность в снижении апоптоза и нейровоспаления при ишемии головного мозга.

Нейропротекторный механизм аргона многогранен. Хотя он не действует непосредственно на NMDA-рецепторы, как ксенон, аргон модулирует внутриклеточные сигнальные пути, связанные с апоптозом и воспалением.

Сегодня известны следующие механизмы действия аргона: активация N-концевой киназы c-Jun (JNK), p38(ERK1/2), ERK1/2 на моделях эпителиальных клеток дыхательных путей, культурах нейронов и клеток астроглии, а также на модели ишемии сетчатки и реперфузионных повреждений у крыс и модели ишемии-реперфузии миокарда кроликов. На моделях мелких грызунов выявлены достоверные нейропротективные эффекты аргона, а также его влияние на процессы апоптоза.

Экспериментальные исследования аргона

Аргон оказывает антиоксидантное, противовоспалительное и антиапоптотическое действие, обусловленное воздействием на Toll-подобные рецепторы 2/4 (TLR2/4) и  опосредованное киназой 1/2, регулируемой внеклеточными сигналами (ERK1/2), ядерным фактором (эритроидно-подобным 2) (Nrf2), ядерным фактором каппа-B (NF-ĸB) и белком B-клеточного лейкоза/лимфомы 2 (Bcl-2).

По данным недавней работы, проведенной российскими исследователями (Антонова В.В., Гребенчиков О.А. и соавт., 2024), было показано, что лечение аргоново-кислородной дыхательной смесью после черепно-мозговой травмы оказывает нейропротекторный эффект, подавляя воспалительную реакцию и активируя антиоксидантную систему. Лечение аргоном значительно снизило экспрессию провоспалительных маркеров TNFα и CD68.

Результаты доклинических исследований аргона не только показали его безопасность, но и доказали органопротективные свойства на моделях in vitro, in vivo. Все вышеизложенное позволяет инициировать клинические исследования аргона, которые, как представляется, могли бы существенно улучшить исходы пациентов после церебральных катастроф, в частности, после ишемического инсульта.

КРИПТОН

Криптон — инертный газ, обладающий большими перспективами в медицине.
Криптон менее изучен, чем ксенон или аргон.

Экспериментальные исследования криптона

криптонКак и ксенон, криптон был исследован на предмет его анестетических свойств. Сегодня известно, что криптон обладает слабыми свойствами анестетика, а для достижения общей анестезии требуются гипербарические условия при 4,5 атм. Высокая минимальная альвеолярная концентрация криптона делает его непрактичным в качестве общего анестетика в анестезиологии. Исследования показали, что криптон действует на те же молекулярные мишени, что и ксенон, включая NMDA и ГАМК-рецепторы.

В настоящее время биологические свойства криптона изучены недостаточно, но в ряде экспериментальных работ криптон применялся в гипоксических газовых смесях с целью повышения выживаемости организма в условиях экзогенной нормобарической гипоксии. Животные, прошедшие прекодиционирование в нормоксической газовой смеси, содержащей 79% криптона, легче переносили условия экзогенной нормобарической гипоксии с концентрацией кислорода пониженной до 4% в сравнении с контролем и прекондиционированием аргон-кислородной смесью. В то же время, присутствие криптона в гипоксической газовой смеси поддерживало уровень потребления кислорода на уровне нормоксии.

В 2024 году впервые в мире исследованы in vivo нейропротекторные эффекты криптона при ишемическом инсульте (Антонова В.В., Гребенчиков О.А. и соавт.).

ГЕЛИЙ

Гелий — инертный газ, применяемый десятилетиями в клинической практике.

Применение гелия в респираторной медицине

гелий - инертный газ в медицинеНизкая плотность гелия снижает сопротивление дыхательных путей и помогает улучшить газообмен, что делает его ценным инструментом при лечении различных заболеваний, таких как хроническая обструктивная болезнь легких и бронхиолит.

Гелиокс, смесь гелия и кислорода, используется в реанимации для лечения пациентов с тяжелыми обструкциями дыхательных путей, такими как астма, бронхиолит или опухоли верхних дыхательных путей. Низкая плотность гелия снижает работу дыхания, уменьшая сопротивление дыхательных путей, что облегчает воздушный поток и обеспечивает более эффективную доставку кислорода. В недавних исследованиях было показано, что в чрезвычайных ситуациях терапия гелиоксом снижает потребность в механической вентиляции легких. Лечение респираторных инфекций и пневмонии, связанных с COVID-19, также оценивалось в многочисленных исследованиях.

Применение гелия в урологии

Гелий применяется при лечении эректильной дисфункции, обусловленной органическими факторами. Ингаляция гелий-кислородной смесью вызывает стимулирование микроциркуляции кавернозной ткани, улучшение функциональных возможностей эндотелия в пенильных артериях, что, в свою очередь, обеспечивает регулярность возникновения эрекций, повышая половую активность, ПОДРОБНЕЕ

СТАТЬИ ПО ИНЕРТНЫМ ГАЗАМ В МЕДИЦИНЕ

криптон

pdf

аргон

pdf

ксенон

pdf
ЛИТЕРАТУРА
  1. Mazej, Z. Noble-Gas Chemistry More than Half a Century after the First Report of the Noble-Gas Compound. Molecules 2020, 25, 3014. [Google Scholar] [CrossRef]
  2. Winkler, D.A.; Thornton, A.; Farjot, G.; Katz, I. The diverse biological properties of the chemically inert noble gases. Pharmacol. Therapeut. 2016, 160, 44–64. [Google Scholar] [CrossRef]
  3. Yin, H.; Chen, Z.; Zhao, H.; Huang, H.; Liu, W. Noble gas and neuroprotection: From bench to bedside. Front. Pharmacol. 2022, 13, 1028688. [Google Scholar] [CrossRef]
  4. McNeill, A.S.; Peterson, K.A.; Dixon, D.A. Polarizabilities of neutral atoms and atomic ions with a noble gas electron configuration. J. Chem. Phys. 2020, 153, 174304. [Google Scholar] [CrossRef]
  5. Leo, A.; Hansch, C.; Jow, P.Y. Dependence of hydrophobicity of apolar molecules on their molecular volume. J. Med. Chem. 1976, 19, 611–615. [Google Scholar] [CrossRef]
  6. Weathersby, P.K.; Homer, L.D. Solubility of inert gases in biological fluids and tissues: A review. Undersea Biomed. Res. 1980, 7, 277–296. [Google Scholar]
  7. Becker, K. One century of radon therapy. Int. J. Low Radiat. 2004, 1, 333–357. [Google Scholar] [CrossRef]
  8. Joswig, J. Direct Effects of Radon Exposure on the Neural System. A Possible Target for Pain Relief. Ph.D. Thesis, Technische University Darmstadt, Darmstadt, Germany, 2022. [Google Scholar]
  9. Franks, N.P.; Dickinson, R.; de Sousa, S.L.M.; Hall, A.C.; Lieb, W.R. How does xenon produce anaesthesia? Nature 1998, 396, 324. [Google Scholar] [CrossRef]
  10. Sanders, R.D.; Franks, N.P.; Maze, M. Xenon: No stranger to anaesthesia. Br. J. Anaesth. 2003, 91, 709–717. [Google Scholar] [CrossRef]
  11. David, H.N.; Haelewyn, B.; Rouillon, C.; Lecoq, M.; Chazalviel, L.; Apiou, G.; Risso, J.J.; Lemaire, M.; Abraini, J.H. Neuroprotective effects of xenon: A therapeutic window of opportunity in rats subjected to transient cerebral ischemia. FASEB J. 2008, 22, 1275–1286. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  12. Dickinson, R.; Peterson, B.K.; Banks, P.; Simillis, C.; Martin, J.C.; Valenzuela, C.A.; Maze, M.; Franks, N.P. Competitive inhibition at the glycine site of the N-methyl-D-aspartate receptor by the anesthetics xenon and isoflurane: Evidence from molecular modeling and electrophysiology. Anesthesiology 2007, 107, 756–767. [Google Scholar] [CrossRef]
  13. Maze, M.; Laitio, T. Neuroprotective Properties of Xenon. Mol. Neurobiol. 2020, 57, 118–124. [Google Scholar] [CrossRef]
  14. Preckel, B.; Weber, N.C.; Sanders, R.D.; Maze, M.; Schlack, W.; Warltier, D.C. Molecular Mechanisms Transducing the Anesthetic, Analgesic, and Organ-Protective Actions of Xenon. Anesthesiology 2006, 105, 187–197. [Google Scholar] [CrossRef]
  15. Chen, J.L.; Chen, L.; Wang, Y.; Wang, X.G.; Zeng, S.W. Exploring the Effects on Lipid Bilayer Induced by Noble Gases via Molecular Dynamics Simulations. Sci. Rep. 2015, 5, 17235. [Google Scholar] [CrossRef]
  16. Al Tmimi, L.; Van Hemelrijck, J.; Van de Velde, M.; Sergeant, P.; Meyns, B.; Missant, C.; Jochmans, I.; Poesen, K.; Coburn, M.; Rex, S. Xenon anaesthesia for patients undergoing off-pump coronary artery bypass graft surgery: A prospective randomized controlled pilot trial. Br. J. Anaesth. 2015, 115, 550–559. [Google Scholar] [CrossRef]
  17. Nakata, Y.; Goto, T.; Niimi, Y.; Morita, S. Cost analysis of xenon anesthesia: A comparison with nitrous oxide-isoflurane and nitrous oxide-sevoflurane anesthesia. J. Clin. Anesth. 1999, 11, 477–481. [Google Scholar] [CrossRef]
  18. David, H.N.; Haelewyn, B.; Risso, J.J.; Colloc’h, N.; Abraini, J.H. Xenon is an inhibitor of tissue-plasminogen activator: Adverse and beneficial effects in a rat model of thromboembolic stroke. J. Cereb. Blood Flow. Metab. 2010, 30, 718–728. [Google Scholar] [CrossRef]
  19. Spaggiari, S.; Kepp, O.; Rello-Varona, S.; Chaba, K.; Adjemian, S.; Pype, J.; Galluzzi, L.; Lemaire, M.; Kroemer, G. Antiapoptotic activity of argon and xenon. Cell Cycle 2013, 12, 2636–2642. [Google Scholar] [CrossRef]
  20. Lobo, N.; Yang, B.; Rizvi, M.; Ma, D. Hypothermia and xenon: Novel noble guardians in hypoxic–ischemic encephalopathy? J. Neurosci. Res. 2013, 91, 473–478. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  21. Amer, A.R.; Oorschot, D.E. Xenon Combined With Hypothermia in Perinatal Hypoxic-Ischemic Encephalopathy: A Noble Gas, a Noble Mission. Pediatr. Neurol. 2018, 84, 5–10. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  22. Rüegger, C.M.; Davis, P.G.; Cheong, J.L. Xenon as an adjuvant to therapeutic hypothermia in near term and term newborns with hypoxic ischaemic encephalopathy. Cochrane Database Syst. Rev. 2018, 8, CD012753. [Google Scholar] [CrossRef]
  23. Zhuang, L.; Yang, T.; Zhao, H.; Fidalgo, A.R.; Vizcaychipi, M.P.; Sanders, R.D.; Yu, B.; Takata, M.; Johnson, M.R.; Ma, D. The protective profile of argon, helium, and xenon in a model of neonatal asphyxia in rats. Crit. Care Med. 2012, 40, 1724–1730. [Google Scholar] [CrossRef]
  24. Zhao, C.S.; Li, H.; Wang, Z.; Chen, G. Potential application value of xenon in stroke treatment. Med. Gas Res.2018, 8, 116–120. [Google Scholar] [CrossRef]
  25. Arola, O.; Saraste, A.; Laitio, R.; Airaksinen, J.; Hynninen, M.; Bäcklund, M.; Ylikoski, E.; Wennervirta, J.; Pietilä, M.; Roine, R.O.; et al. Inhaled Xenon Attenuates Myocardial Damage in Comatose Survivors of Out-of-Hospital Cardiac Arrest: The Xe-Hypotheca Trial. J. Am. Coll. Cardiol. 2017, 70, 2652–2660. [Google Scholar] [CrossRef]
  26. Lilburn, D.M.L.; Pavlovskaya, G.E.; Meersmann, T. Perspectives of hyperpolarized noble gas MRI beyond 3He. J. Magn. Reson. 2013, 229, 173–186. [Google Scholar] [CrossRef]
  27. Qing, K.; Altes, T.A.; Mugler, J.P., 3rd; Mata, J.F.; Tustison, N.J.; Ruppert, K.; Bueno, J.; Flors, L.; Shim, Y.M.; Zhao, L.; et al. Hyperpolarized Xenon-129: A New Tool to Assess Pulmonary Physiology in Patients with Pulmonary Fibrosis. Biomedicines 2023, 11, 1533. [Google Scholar] [CrossRef]
  28. Chacon-Caldera, J.; Maunder, A.; Rao, M.; Norquay, G.; Rodgers, O.I.; Clemence, M.; Puddu, C.; Schad, L.R.; Wild, J.M. Dissolved hyperpolarized xenon-129 MRI in human kidneys. Magn. Reson. Med. 2020, 83, 262–270. [Google Scholar] [CrossRef]
  29. Nowrangi, D.S.; Tang, J.; Zhang, J.H. Argon gas: A potential neuroprotectant and promising medical therapy. Med. Gas Res. 2014, 4, 3. [Google Scholar] [CrossRef]
  30. Abraini, J.H.; Kriem, B.; Balon, N.; Rostain, J.C.; Risso, J.J. Gamma-aminobutyric acid neuropharmacological investigations on narcosis produced by nitrogen, argon, or nitrous oxide. Anesth. Analg. 2003, 96, 746–749, table of contents. [Google Scholar] [CrossRef]
  31. Nespoli, F.; Redaelli, S.; Ruggeri, L.; Fumagalli, F.; Olivari, D.; Ristagno, G. A complete review of preclinical and clinical uses of the noble gas argon: Evidence of safety and protection. Ann. Card. Anaesth. 2019, 22, 122–135. [Google Scholar] [CrossRef]
  32. Lemoine, S.; Blanchart, K.; Souplis, M.; Lemaitre, A.; Legallois, D.; Coulbault, L.; Simard, C.; Allouche, S.; Abraini, J.H.; Hanouz, J.L.; et al. Argon Exposure Induces Postconditioning in Myocardial Ischemia-Reperfusion. J. Cardiovasc. Pharmacol. Ther. 2017, 22, 564–573. [Google Scholar] [CrossRef]
  33. Loetscher, P.D.; Rossaint, J.; Rossaint, R.; Weis, J.; Fries, M.; Fahlenkamp, A.; Ryang, Y.M.; Grottke, O.; Coburn, M. Argon: Neuroprotection in in vitro models of cerebral ischemia and traumatic brain injury. Crit. Care 2009, 13, R206. [Google Scholar] [CrossRef]
  34. Ulbrich, F.; Schallner, N.; Coburn, M.; Loop, T.; Lagreze, W.A.; Biermann, J.; Goebel, U. Argon inhalation attenuates retinal apoptosis after ischemia/reperfusion injury in a time- and dose-dependent manner in rats. PLoS ONE 2014, 9, e115984. [Google Scholar] [CrossRef]
  35. Farooq, U.; Riaz, H.H.; Munir, A.; Zhao, M.; Tariq, A.; Islam, M.S. Application of heliox for optimized drug delivery through respiratory tract. Phys. Fluids 2023, 35, 103321. [Google Scholar] [CrossRef]
  36. Borglund Hemph, A.; Jakobsson, J.G. Helium–oxygen mixture for treatment in upper airway obstruction; a mini-review. J. Acute Med. 2016, 6, 77–81. [Google Scholar] [CrossRef]
  37. Sharma, M.; Wyszkiewicz, P.V.; Desaigoudar, V.; Guo, F.; Capaldi, D.P.I.; Parraga, G. Quantification of pulmonary functional MRI: State-of-the-art and emerging image processing methods and measurements. Phys. Med. Biol. 2022, 67, 22TR01. [Google Scholar] [CrossRef]
  38. Foo, C.T.; Langton, D.; Thompson, B.R.; Thien, F. Functional lung imaging using novel and emerging MRI techniques. Front. Med. 2023, 10, 1060940. [Google Scholar] [CrossRef]
  39. Scheid, S.; Goebel, U.; Ulbrich, F. Neuroprotection Is in the Air—Inhaled Gases on Their Way to the Neurons. Cells 2023, 12, 2480. [Google Scholar] [CrossRef]
  40. Dickinson, R.; Franks, N.P. Bench-to-bedside review: Molecular pharmacology and clinical use of inert gases in anesthesia and neuroprotection. Crit. Care 2010, 14, 229. [Google Scholar] [CrossRef]
  41. Bailey, D.L.; Roach, P.J. A Brief History of Lung Ventilation and Perfusion Imaging Over the 50-Year Tenure of the Editors of Seminars in Nuclear Medicine. Semin. Nucl. Med. 2020, 50, 75–86. [Google Scholar] [CrossRef]
  42. Winkler, D.A.; Warden, A.C.; Prange, T.; Colloc’h, N.; Thornton, A.W.; Ramirez-Gil, J.F.; Farjot, G.; Katz, I. Massive in Silico Study of Noble Gas Binding to the Structural Proteome. J. Chem. Inf. Model. 2019, 59, 4844–4854. [Google Scholar] [CrossRef]
  43. Hancock, J.T.; Russell, G.; Craig, T.J.; May, J.; Morse, H.R.; Stamler, J.S. Understanding Hydrogen: Lessons to Be Learned from Physical Interactions between the Inert Gases and the Globin Superfamily. Oxygen 2022, 2, 578–590. [Google Scholar] [CrossRef]
  44. Winkler, D.A.; Farjot, G.; Katz, I.; Thornton, A. Decoding the rich biological properties of noble gases: How well can we predict noble gas binding to diverse proteins? ChemMedChem 2018, 13, 1931–1938. [Google Scholar] [CrossRef]
  45. Colloc’h, N.; Carpentier, P.; Montemiglio, L.C.; Vallone, B.; Prange, T. Mapping Hydrophobic Tunnels and Cavities in Neuroglobin with Noble Gas under Pressure. Biophys. J. 2017, 113, 2199–2206. [Google Scholar] [CrossRef]
  46. Tilton, R.F.; Singh, U.C.; Weiner, S.J.; Connolly, M.L.; Kuntz, I.D.; Kollman, P.A.; Max, N.; Case, D.A. Computational studies of the interaction of myoglobin and xenon. J. Mol. Biol. 1986, 192, 443–456. [Google Scholar] [CrossRef]
  47. Cohen, J.; Arkhipov, A.; Braun, R.; Schulten, K. Imaging the migration pathways for O2, CO, NO, and Xe inside myoglobin. Biophys. J. 2006, 91, 1844–1857. [Google Scholar] [CrossRef]
  48. Cohen, J.; Olsen, K.W.; Schulten, K. Chapter 22—Finding Gas Migration Pathways in Proteins Using Implicit Ligand Sampling. In Methods in Enzymology; Poole, R.K., Ed.; Academic Press: Cambridge, MA, USA, 2008; Volume 437, pp. 439–457. [Google Scholar]
  49. Schotte, F.; Lim, M.; Jackson, T.A.; Smirnov, A.V.; Soman, J.; Olson, J.S.; Phillips, G.N., Jr.; Wulff, M.; Anfinrud, P.A. Watching a protein as it functions with 150-ps time-resolved X-ray crystallography. Science2003, 300, 1944–1947. [Google Scholar] [CrossRef]
  50. Schotte, F.; Soman, J.; Olson, J.S.; Wulff, M.; Anfinrud, P.A. Picosecond time-resolved X-ray crystallography: Probing protein function in real time. J. Struct. Biol. 2004, 147, 235–246. [Google Scholar] [CrossRef]
  51. Cukras, J.; Sadlej, J. Towards Quantum-Chemical Modeling of the Activity of Anesthetic Compounds. Int. J. Mol. Sci. 2021, 22, 9272. [Google Scholar] [CrossRef]
  52. Le Nogue, D.; Lavaur, J.; Milet, A.; Ramirez-Gil, J.F.; Katz, I.; Lemaire, M.; Farjot, G.; Hirsch, E.C.; Michel, P.P. Neuroprotection of dopamine neurons by xenon against low-level excitotoxic insults is not reproduced by other noble gases. J. Neural Transm. 2020, 127, 27–34. [Google Scholar] [CrossRef]
  53. Liu, L.T.; Xu, Y.; Tang, P. Mechanistic Insights into Xenon Inhibition of NMDA Receptors from MD Simulations. J. Phys. Chem. B 2010, 114, 9010–9016. [Google Scholar] [CrossRef]
  54. Hammami, I.; Farjot, G.; Naveau, M.; Rousseaud, A.; Prangé, T.; Katz, I.; Colloc’h, N. Method for the Identification of Potentially Bioactive Argon Binding Sites in Protein Families. J. Chem. Inf. Model. 2022, 62, 1318–1327. [Google Scholar] [CrossRef]
  55. Melnikov, I.; Orekhov, P.; Rulev, M.; Kovalev, K.; Astashkin, R.; Bratanov, D.; Ryzhykau, Y.; Balandin, T.; Bukhdruker, S.; Okhrimenko, I.; et al. High-pressure crystallography shows noble gas intervention into protein-lipid interaction and suggests a model for anaesthetic action. Commun. Biol. 2022, 5, 360. [Google Scholar] [CrossRef]
  56. Shao, J.; Meng, L.; Yang, Z.; Yu, P.; Song, L.; Gao, Y.; Gong, M.; Meng, C.; Shi, H. Xenon produces rapid antidepressant- and anxiolytic-like effects in lipopolysaccharide-induced depression mice model. NeuroReport2020, 31, 387–393. [Google Scholar] [CrossRef]
  57. Irani, Y.; Pype, J.L.; Martin, A.R.; Chong, C.F.; Daniel, L.; Gaudart, J.; Ibrahim, Z.; Magalon, G.; Lemaire, M.; Hardwigsen, J. Noble gas (argon and xenon)-saturated cold storage solutions reduce ischemia-reperfusion injury in a rat model of renal transplantation. Nephron Extra 2011, 1, 272–282. [Google Scholar] [CrossRef]
  58. Almeida, S.; Snyder, W.; Shah, M.; Fisher, J.; Marsh, C.; Hawkes, A.; Gorial, D.; DeWolf, S.; McKay, D.B. Revolutionizing deceased donor transplantation: How new approaches to machine perfusion broadens the horizon for organ donation. Transplant. Rep. 2024, 9, 100160. [Google Scholar] [CrossRef]
  59. Antonova, V.V.; Silachev, D.N.; Plotnikov, E.Y.; Pevzner, I.B.; Yakupova, E.I.; Pisarev, M.V.; Boeva, E.A.; Tsokolaeva, Z.I.; Lyubomudrov, M.A.; Shumov, I.V.; et al. Neuroprotective Effects of Krypton Inhalation on Photothrombotic Ischemic Stroke. Biomedicines 2024, 12, 635. [Google Scholar] [CrossRef]
  60. Chevrolet, J.C. Helium oxygen mixtures in the intensive care unit. Crit. Care 2001, 5, 179–181. [Google Scholar] [CrossRef]
  61. Prisk, G.K. Pulmonary challenges of prolonged journeys to space: Taking your lungs to the moon. Med. J. Aust. 2019, 211, 271–276. [Google Scholar] [CrossRef]
  62. WADA 2024 List of Prohibited Substances and Methods. Available online: https://www.wada-ama.org/sites/default/files/2023-09/2024list_en_final_22_september_2023.pdf (accessed on 29 October 2024).
  63. Bezuglov, E.; Morgans, R.; Khalikov, R.; Bertholz, V.; Emanov, A.; Talibov, O.; Astakhov, E.; Lazarev, A.; Shoshorina, M. Effect of xenon and argon inhalation on erythropoiesis and steroidogenesis: A systematic review. Heliyon 2023, 9, e15837. [Google Scholar] [CrossRef]
  64. David, H.N.; Dhilly, M.; Degoulet, M.; Poisnel, G.; Meckler, C.; Vallee, N.; Blatteau, J.E.; Risso, J.J.; Lemaire, M.; Debruyne, D.; et al. Argon blocks the expression of locomotor sensitization to amphetamine through antagonism at the vesicular monoamine transporter-2 and mu-opioid receptor in the nucleus accumbens. Transl. Psychiatry 2015, 5, e594. [Google Scholar] [CrossRef]
  65. Tsygankov, B.D.; Shamov, S.A.; Khritinin, D.F.; Dobrovolskaya, U.V.; Yaltonskaya, A.V. Xenontherapy of withdrawal syndrom among the patients with opioid dependence. Eur. Psychiatry 2011, 26, 117. [Google Scholar] [CrossRef]
  66. Vengeliene, V.; Bessiere, B.; Pype, J.; Spanagel, R. The Effects of Xenon and Nitrous Oxide Gases on Alcohol Relapse. Alcohol. Clin. Exp. Res. 2014, 38, 557–563. [Google Scholar] [CrossRef]
  67. McGuigan, S.; Marie, D.J.; O’Bryan, L.J.; Flores, F.J.; Evered, L.; Silbert, B.; Scott, D.A. The cellular mechanisms associated with the anesthetic and neuroprotective properties of xenon: A systematic review of the preclinical literature. Front. Neurosci. 2023, 17, 1225191. [Google Scholar] [CrossRef]
  68. Jumper, J.; Evans, R.; Pritzel, A.; Green, T.; Figurnov, M.; Ronneberger, O.; Tunyasuvunakool, K.; Bates, R.; Žídek, A.; Potapenko, A.; et al. Highly accurate protein structure prediction with AlphaFold. Nature 2021, 596, 583–589. [Google Scholar] [CrossRef]
  69. Durairaj, J.; de Ridder, D.; van Dijk, A.D.J. Beyond sequence: Structure-based machine learning. Comput. Struct. Biotechnol. J. 2023, 21, 630–643. [Google Scholar] [CrossRef]
  70. Varadi, M.; Bertoni, D.; Magana, P.; Paramval, U.; Pidruchna, I.; Radhakrishnan, M.; Tsenkov, M.; Nair, S.; Mirdita, M.; Yeo, J.; et al. AlphaFold Protein Structure Database in 2024: Providing structure coverage for over 214 million protein sequences. Nucleic Acids Res. 2024, 52, D368–D375. [Google Scholar] [CrossRef]
  71. McComb, M.; Bies, R.; Ramanathan, M. Machine learning in pharmacometrics: Opportunities and challenges. Br. J. Clin. Pharmacol. 2022, 88, 1482–1499. [Google Scholar] [CrossRef]
  72. Naqvi, S.; Panghal, A.; Flora, S.J.S. Nanotechnology: A Promising Approach for Delivery of Neuroprotective Drugs. Front. Neurosci. 2020, 14, 494. [Google Scholar] [CrossRef]
  73. Fix, S.M.; Borden, M.A.; Dayton, P.A. Therapeutic gas delivery via microbubbles and liposomes. J. Contr. Release 2015, 209, 139–149. [Google Scholar] [CrossRef]
  74. Peng, T.; Britton, G.L.; Kim, H.; Cattano, D.; Aronowski, J.; Grotta, J.; McPherson, D.D.; Huang, S.L. Therapeutic time window and dose dependence of xenon delivered via echogenic liposomes for neuroprotection in stroke. CNS Neurosci. Ther. 2013, 19, 773–784. [Google Scholar] [CrossRef]
  75. Maus, A.; Strait, L.; Zhu, D. Nanoparticles as delivery vehicles for antiviral therapeutic drugs. Eng. Regen.2021, 2, 31–46. [Google Scholar] [CrossRef]
  76. Goto, T.; Nakata, Y.; Morita, S. Will Xenon Be a Stranger or a Friend?: The Cost, Benefit, and Future of Xenon Anesthesia. Anesthesiology 2003, 98, 1–2. [Google Scholar] [CrossRef]
  77. McGain, F.; Muret, J.; Lawson, C.; Sherman, J.D. Environmental sustainability in anaesthesia and critical care. Br. J. Anaesth. 2020, 125, 680–692. [Google Scholar] [CrossRef]

Рекомендуем!

© 2015–2024 Все права защищены