Использование лечебных ингаляций медицинского ксенона в субнаркотических дозах в комплексной реабилитации пациентов с игровой зависимостью

В последние годы был предложен и активно апробируется новый метод психокоррекции зависимого поведения, основанный на лечебных ингаляциях инертного газа ксенона в субнаркотических дозах.

Физико-химические свойства ксенона

Газ ксенон (от греч. xenos - чужой, незнакомый) был получен W. Ramsay и М. Travers в 1898 году путем сжижения воздуха наряду с открытием аргона, гелия, неона и криптона. Ксенон относится к VIII группе таблицы Менделеева. Порядковый номер – 54, молекулярная масса – 131,29. Свойства инертных газов постепенно меняются с переходом от самого легкого гелия до самого тяжелого - радона. При этом возрастает радиус их молекулы за счет увеличения количества электронов вокруг ядра. С ростом числа слоев электронной оболочки ослабевают связи внешних электронов с ядром. Такая закономерность в изменениях структуры определяет и физико-химические свойства инертных газов.

Как все инертные газы, ксенон состоит из одноатомных молекул, не имеет запаха, бесцветен, не горит, не поддерживает горение, не взрывоопасен, не вступает в химические реакции. В организме ксенон не подвергается биотрансформации и быстро элиминируется из него через легкие в неизмененном виде. Химическая инертность ксенона обусловлена насыщенностью внешней электронной оболочки, которая предельно замкнута и представлена как 2-8-18-18-8. Плотность газа при 0°С и атмосферном давлении составляет 5,897 кг/м3, что в 4 раза выше чем у воздуха и в 3,2 раза выше чем у закиси азота. Растворимость в воде при температуре 37°С составляет 0,085, в масле - 1,7. Коэффициент растворимости масло/вода - 20,0, кровь/газ – 0,17. Последнее свойство определяет быстрое нарастание парциального давления ксенона в крови и столь же быструю элиминацию газа из организма после прекращения его подачи. В сочетании с кислородом ксенон обладает выраженным наркотическим эффектом. Минимальная альвеолярная концентрация (МАК) при которой половина здоровых людей не реагирует на хирургические раздражения равна 71%.

Фармакодинамика и фармакокинетика ксенона

Уникальные физико-химические свойства ксенона делают этот газ перспективным для использования в различных медицинских целях. Ксенон сочетает в себе низкую токсичность с возможностью растворяться в биологических жидкостях и клеточных мембранах. Будучи инертным, он осуществляет воздействие на обменные и клеточные процессы посредством физических и биофизических механизмов. Тем не менее, клиническое использование ксенона опережает наши представления о физиологии и патофизиологии изменений в организме и его отдельных структурах, возникающих при взаимодействии с ксеноном (Буров Н.Е. с соавт., 2003).

Ксенон отличается низкой растворимостью в жидких средах организма, поэтому при его вдыхании альвеолярная концентрация очень быстро выравнивается с артериальной и церебральной. Газ обладает способностью связываться с белками плазмы, гемоглобином и миоглобином (Дамир Е.А., Буров Н.Е., Макеев Г.Н., Джабаров Д.А., 1996). Анальгетический и гипнотический эффект ксенона прямо пропорционален его парциальному давлению в крови. После прекращения ингаляции ксенона, он в течение 4-5 минут элиминируется из организма преимущественно через легкие, не подвергаясь биотрансформации. Ксенон обладает высокой растворимостью в липидах, что приводит к неравномерному его распределению в тканях организма (Marx А., 2000). Наибольшее накопление вещества отмечается в жировой ткани, надпочечниках, головном мозге (Natale e.a.. 1998). Ксенон не обладает ни острой, ни хронической токсичностью, тератогенностью, эмбриотоксичностью (Буров Н.Е., Потапов В.Н., 2000). Не является аллергеном (Joyce J.A., 2000) и не нарушает целостность структур головного мозга (Schmidt M., Papp-Jambor C., Schirmer U., 2000). Он может образовывать соединения в форме кристаллогидратов с водой (Xe•[H2O]6), фтором, толуолом, хлороформом и четыреххлористым углеродом (Дамир Е.А. и др., 1996). Клатратные соединения не относятся к числу химических соединений, т. к. их образование не сопровождается перераспределением электронов. Атомы ксенона удерживаются в кристаллической решетке вандерваальсовыми силами.

Стабилизация ксеноном фосфолипидного слоя мембран митохондрий приводит к угнетению механизмов цикла Кребса, что и запускает более древний шунтовый механизм анаэробного гликолиза, который сопровождается увеличением энергозатрат и снижением потребления кислорода (Тестов Б.В. и др., 2000).

Влияние на сердечно-сосудистую систему.

Ксенон не оказывает кардиотоксического действия, не вызывает заметного влияния на периферический сосудистый тонус и фазовую структуру сердечного цикла (Авдеев С.А., Коврижных В.В., 2002; Joyce J.A., 2000). В условиях индукции анестезии ксенон в смеси с кислородом 25 % на 75 % обладает некоторым стимулирующим действием на сердечно-сосудистую систему (Lewelt W., Stewart L., Williams C.L., Keenan R., 1996). Отмечается незначительное повышение цифр артериального давления, ударного объема и сердечного индекса. Стандартные показатели ЭКГ не меняются. Возбудимость и сократимость миокарда не нарушается. При ингаляции кислородно-ксеноновой смеси в соотношении 30% О2 на 70% Хе, в первые 15 минут реперфузии после региональной ишемии у крыс снижаются размеры инфаркта миокарда по сравнению с чистым кислородом (Preckel e.a., 2000). В наркотических концентрациях ксенон вызывает увеличение мозгового кровотока (Williams C.L., Keenan R., 1998). Так при концентрации инертного газа выше 60% кровоток в мозге повышается на 18% (Marx T., Wagner D., Baeder S., 1998).

Влияние на дыхательную систему.

Ингаляция ксенона в субнаркотических дозах вызывает повышение дыхательного объема и урежение дыхания до 10-12 в минуту при неизменном минутном объеме дыхания, что снижает работу дыхания, сохраняет резервы дыхания и обеспечивает нормальный газообмен при ингаляции ксеноно-кислородной газовой смеси (Буров Н.Е., Потапов В.Н., 2000).

Влияние на нейроэндокринную систему.

Ксенон обладает ваготоническим эффектом, проявляющимся в уменьшении частоты сердечных сокращений до 55-60 ударов в минуту (Годин А.В., Титов В.А., Стамов В.И.,1999). При применении его в концентрациях 30-50-70% описано снижение концентрации адреналина в сыворотке крови, при этом концентрация норадреналина и дофамина оставалась неизменной (Marx T., Wagner D., Baeder S.,1998). В субнаркотических концентрациях ксенон снижает в плазме крови человека уровень гидрокортизона и повышает содержание инсулина (Vovk S., Lukinov A.V., Naoumov S.A.,2000). Однако, в наркотических концентрациях индекс кортизол/инсулин не меняется (Авдеев С.А., Коврижных В.В.,2000). Ингаляция ксеноно-кислородной смеси в соотношении 70:30 повышает индекс СТГ/кортизол и снижает индекс АКТГ/СТГ, что свидетельствует о преобладании анаболического эффекта ксенона на организм (Буров Н.Е., Касаткин Ю.Н., Ибрагимова Г.В.,1995). Рядом авторов отмечается небольшое повышение концентрации тиреотропного гормона и снижение концентрации Т3 и Т4. Ряд авторов отмечает способность ксенона в субнаркотических концентрация снижать уровень личностной и реактивной тревожности (Vovk S., Lukinov A.V., Naoumov S.A.,2000).

Рецепторные эффекты ксенона.

В наркотических концентрациях ксенон супрессирует широкий круг нейронов спинного мозга, осуществляя таким образом антиноцецептивную функцию через ингибиторные медиаторные системы и посредством прямого эффекта на нервные клетки, который более выражен по сравнению с закисью азота (Miyazaki e.a., 1999).

Наибольшее количество работ посвящено влиянию ксенона на NMDA-рецепторы (N-methyl-D-aspartate). NMDA-рецепторам отводится особая роль в регуляции нейрональной возбудимости, синаптической пластичности (Cotman C.W. et al., 1987), а также в патогенезе эпилепсии и судорог. Наибольшая плотность NMDA-рецепторов отмечается в конечном мозге, прежде всего в гиппокампе, коре больших полушарий, миндалине и стриатуме (Maragos W.F. et al., 1988), а именно эти структуры, прежде всего, ответственны за память и обучение и ассоциированы с сенсорной функцией (Беспалов А.Ю., Звартау Э.Э., 20000). При патологии NMDA-рецепторы вовлечены в острые и хронические неврологические расстройства, психические заболевания, реализацию патологического болевого синдрома (Yamakura, Shimoji, 1999). Представляет также интерес то, что указанные структуры структуры обладают низким порогом эпилептизации и высокой степенью возбудимости.

Активизация NMDA-рецепторов высокими уровнями внеклеточных лигандов вызывает избыточную продукцию оксида азота, реализующего свои патологические эффекты на клетку через высокие уровни цГМФ, снижение концентрации АТФ и образование активных метаболитов, таких как пероксинитрит (ONOO-), гидроксильный радикал (ОН-), супероксиданион. В свою очередь, они индуцируют перекисное окисление липидов мембран с образованием пероксидов, которые в 100 раз более токсичны, чем сам NO и его активные радикалы, что приводит к разрушению нервных и других типов клеток (Kobayashi e.a., 1997; Tong e.a.,1998).

Установлено, что ксенон является антагонистом NMDA-рецепторов (Goto T., 2000; Nagata A., Nakao Si. S., Nishizawa N., 2001). В минимальной альвеолярной концентрации ксенон более чем на 60% селективно подавляет возбуждающие постсинаптические токи, вызванные активацией NMDA-рецепторов (de Sousa S.L., Dickinson R., Lieb W.R.,2000). Постсинаптические NMDA- рецепторы реализуют эффекты глутамата, N-метил-D-аспартата, L-аспартата. Кроме нейронов они располагаются на мембране микроглиальных клеток и клеток системы мононуклеарных фагоцитов, что опосредует эффекты ксенона не только через состояние нейронов, но и через клетки микроокружения, обладающие широким спектром регулирующего влияния на клетки-мишени.

В связи с этим, в нормальных и экстремальных условиях жизнедеятельности эффекты ксенона могут быть противоположными, поскольку будут зависеть от активности NMDA-рецепторов и состояния клеток-мишеней. С одной стороны, ксенон может блокировать физиологическую функцию нейронов, гладкомышечных и иммунокомпетентных клеток, с другой - предупреждать свободнорадикальные механизмы их гибели при патологических состояниях.

Наркотическое действие ксенона.

Механизм наркотического действия ксенона на организм до настоящего времени остается неясным, хотя различными исследователями делаются попытки объяснить его рядом теорий (Годин А.В., Титов В.А.,1999):

· Овертон-Мейеровской липоидная теория объясняет наркотическое действие ксенона как следствие его высокой растворимости в липидах клеточных мембран, что изменяет их проницаемость для ионов и тормозит возбудимость (Дамир Е.А., Буров Н.Е.,1996);

· Молекулярная теория наркоза Полинга утверждает, что ксенон формирует в нервной ткани микрокристаллы клатратного типа, блокирующих синаптическую передачу импульсов (Дамир Е.А., Буров Н.Е.,1996);

· Теория Миллера выделяет возможность формирования диполя молекулой ксенона, что позволяет за счет слабых взаимодействий связывать молекулы воды в виде конгломератов. В свою очередь, это снижает возбудимость клетки в результате стабилизации мембран, снижения их электропроводности, блокирования ионных каналов (Дамир Е.А., Буров Н.Е.,1996).

Газовая смесь ксенона с кислородом обладает мощным анестезирующим и анальгезирующим эффектом (Дамир Е.А. и др., 1996). По этой характеристике инертный газ превосходит наиболее распространенный в медицине газовый анестетик – закись азота (NO2). Вторая стадия наркоза (возбуждение) наступает в течение первой минуты ингаляции ксенона в наркотической концентрации (Lewelt, Stewart e.a., 1998). При этом отмечается выраженная релаксация скелетной мускулатуры, не затрудняющая самопроизвольное дыхание (Годин А.В. и др., 1999). Ряд авторов отмечает, что в субнаркотических концентрациях ксенон обладает антистрессорным эффектом и снижает у испытуемых уровень ситуативной и личностной тревожности (Vovk e.a., 2000).

Дата добавления: 2014-12-29