Возможности применения смесей, содержащих кислород и аргон, в целях кардиопротекции в раннем послеоперационном периоде при ИБС

Возможности применения смесей, содержащих кислород и аргон, в целях кардиопротекции в раннем послеоперационном периоде при ИБС

Автор: Агафонов Е.Г., Золотарева Л.С., Зыбин Д.И., Попов М.А., Мамешова Л.Ж., Рыбаков Д.А., Донцов В.В., Пронина В.П., Масленников Р.А., Марченко Л.Ю., Сигалева Е.Э., Шумаков Д.В.

Журнал: Московский хирургический журнал @mossj

Рубрика: Литературные обзоры

Статья в выпуске: 2 (88), 2024 года.

Бесплатный доступ

Введение. Использование инертных газов в качестве органопротективных агентов является новой методикой в различных областях медицины. Данный способ может эффективно применяться для защиты миокарда, которая может быть широко внедрена в клиническую практику, включая кардиохирургию. Смеси кислорода и аргона в различных концентрациях вводятся ингаляционно. Среди остальных газов аргон выделяется своей низкой стоимостью, доступностью, отсутствием наркотического эффекта и влияния на гемодинамику.Цель исследования. Изучить эффекты ингаляции смесей кислорода и аргона с целью пре- (ПреК) и посткондиционирования (ПостК) на клеточных моделях и лабораторных животных, а также в клинических исследованиях.Материалы и методы. Проведен обзор литературных источников среди отечественных и англоязычных публикаций. Использованы базы данных Pubmed, Web of Science, РИНЦ.Результаты. Подтверждается защитный эффект аргона на кардиомиоциты и миокард в целом. Аргон не влияет на клетки мозга и почек. На клеточной модели показано, что скорость апоптоза уменьшается, а скорость пролиферации увеличивается, однако упоминаются случаи некроза. Сведения о периоперационном применении аргона отсутствуют.Заключение. По результатам проведенного обзора, мы выяснили, что проблема является актуальной и необходимы дальнейшие исследования кислород-аргоновых смесей, в том числе возможности их применения в клинической практике с кардиопротективной целью.

Еще

Аргон, кардиопротекция, прекондиционирование, посткондиционирование, систематический обзор

Короткий адрес: https://sciup.org/142241724

IDR: 142241724   |   DOI: 10.17238/2072-3180-2024-2-101-115

Список литературы Возможности применения смесей, содержащих кислород и аргон, в целях кардиопротекции в раннем послеоперационном периоде при ИБС

  • Bethesda M.D. Nhlbi Morbidity and Mortality Chartbook; National Heart, Lung and Blood Institute: Bethesda, MD, USA, 2002
  • Go A.S., Mozaffarian D., Roger V.L., Benjamin E.J., Berry J.D., Blaha M.J. et al. Heart disease and stroke statistics-2014 update: A report from the american heart association. Circulation, 2014. № 129, pp. e28-e292. https://doi.org/10.1161/01.cir.0000441139.02102.80
  • De Hert S.G. Volatile anesthetics and cardiac function. Semin. Cardiothorac. Vasc. Anesth, 2006, №10, pp. 33-42. https://doi.org/10.1177/108925320601000107
  • De Hert SG. Cardioprotection by volatile anesthetics: what about noncardiac surgery? J. Cardiothorac. Vasc. Anesth, 2011, № 25, pp. 899-901. https://doi.org/10.1053/j.jvca.2011.08.004
  • Солдатов П.Э., Дьяченко А.И., Павлов Б.Н., Федотов А.П., Чугуев А.П. Выживаемость лабораторных животных в аргон-содержащих гипоксических средах. Авиакосмическая и экологическая медицина, 1998. № 32 (4). С. 33-37
  • Kiss A., Shu H., Hamza O., Santer D., Tretter E.V., Yao S. et al. Argon preconditioning enhances postischaemic cardiac functional recovery following cardioplegic arrest and global cold ischaemia. Eur. J. Cardiothorac. Surg., 2018, № 54, pp. 539-546. https://doi.org/10.1093/ejcts/ezy104
  • Pagel P.S., Krolikowski J.G., Shim Y.H., Venkatapuram S., Kersten J.R., Weihrauch D. et al. Noble gases without anesthetic properties protect myocardium against infarction by activating prosurvival signaling kinases and inhibiting mitochondrial permeability transition in vivo. Anesth. Analg, 2007, № 105, pp. 562-569. https://doi.org/10.1213/01.ane.0000278083.31991.36
  • Lemoine S., Blanchart K., Souplis M., Lemaitre A., Legallois D., Coulbault L. et al. Argon exposure induces postconditioning in myocardial ischemia-reperfusion. J. Cardiovasc. Pharmacol. Ther., 2017, № 22, pp. 564-573. https://doi.org/10.1177/1074248417702891
  • Fahlenkamp A.V., Rossaint R., Haase H., Al Kassam H., Ryang Y.M., Beyer C., Coburn M. The noble gas argon modifies extracellular signalregulated kinase 1/2 signaling in neurons and glial cells. Eur. J. Pharmacol., 2012, № 674, pp. 104-111. https://doi.org/10.1016/j.ejphar.2011.10.045
  • Jawad N., Rizvi M., Gu J., Adeyi O., Tao G., Maze M., Ma D. Neuroprotection (and lack of neuroprotection) afforded by a series of noble gases in an in vitro model of neuronal injury. Neurosci. Lett., 2009, № 460, pp. 232-236. https://doi.org/10.1016/j.neulet.2009.05.069
  • Loetscher P.D., Rossaint J., Rossaint R., Weis J., Fries M., Fahlenkamp A. et al. Argon: neuroprotection in in vitro models of cerebral ischemia and traumatic brain injury. Crit. Care., 2009, № 13, pр. R206. https://doi.org/10.1186/cc8214
  • Brucken A., Cizen A., Fera C., Meinhardt A., Weis J., Nolte K. et al. Argon reduces neurohistopathological damage and preserves functional recovery after cardiac arrest in rats. Br J Anaesth., 2013, № 110, pp. i106-i112. https://doi.org/10.1093/bja/aes509
  • Brucken A., Kurnaz P., Bleilevens C., Derwall M., Weis J., Nolte K. et al. Dose dependent neuroprotection of the noble gas argon after cardiac arrest in rats is not mediated by K(ATP)-channel opening. Resuscitation, 2014, № 85, pp. 826-832. https://doi.org/10.1016/j.resuscitation.2014.02.014
  • De Deken J., Rex S., Monbaliu D., Pirenne J., Jochmans I. The efficacy of noble gases in the attenuation of ischemia reperfusion injury: a systematic review and meta-analyses. Crit. Care. Med., 2016, № 44, pp. e886-96. https://doi.org/10.1097/CCM.0000000000001717
  • Hafner C., Qi H., Soto-Gonzalez L., Doerr K., Ullrich R., Tretter E.V. et al. Argon Preconditioning Protects Airway Epithelial Cells against Hydrogen Peroxide-Induced Oxidative Stress. Eur. Surg. Res., 2016, № 57, pp. 252-262. https://doi.org/10.1159/000448682
  • COESA. U.S. Standard Atmosphere 1976. Washington DC: U.S. Government Printing Office; 1976; 1-241. Report No.: NOAA-S/T76-1562.
  • Боева Е. А., Гребенчиков О. А. Органопротективные свойств аргона (обзор). Общая реаниматология, 2022, № 18. С. 44-59. https://doi.org/10.15360/1813-9779-2022-5-44-59
  • Ma S., Chu D., Li L., Creed J.A., Ryang Y.M., Sheng H. et al. Argon Inhalation for 24 Hours After Onset of Permanent Focal Cerebral Ischemia in Rats Provides Neuroprotection and Improves Neurologic Outcome. Crit. Care Med., 2019, № 47, pp. e693-e699. https://doi.org/10.1097/CCM.0000000000003809
  • 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, pp. 122-135. https://doi.org/10.4103/aca.ACA_111_18
  • Schneider F.I., Krieg S.M., Lindauer U., Stoffel M., Ryang Y.M. Neuroprotective Effects of the Inert Gas Argon on Experimental Traumatic Brain Injury In Vivo with the Controlled Cortical Impact Model in Mice. Biology (Basel)., 2022, № 11, рp. 158. https://doi.org/10.3390/biology11020158
  • Ulbrich F., Kaufmann K.B., Meske A. et al. The CORM ALF-186 Mediates Anti-Apoptotic Signaling via an Activation of the p38 MAPK after Ischemia and Reperfusion Injury in Retinal Ganglion Cells. PLoS One., 2016, № 11, pр. e0165182. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0165182
  • Вдовин А.В., Ноздрачева Л.В., Павлов Б.Н. Показатели энергетического метаболизма мозга крыс при дыхании гипоксическими смесями, содержащими азот или аргон. Бюллетень экспериментальной биологии и медицины., 1998. № 125. С. 618-619.
  • Петров В.А., Иванов А.О., Киндзерский А.В., Майоров И.В. Способ экстренного купирования острых ишемических приступов с нарушением мозгового или коронарного кровообращения. Патент на изобретение № RU 2748126 C1. Дата регистрации: 01.06.2020. Дата публикации: 19.05.2021.
  • Петров В.А., Иванов А.О., Кочубейник Н.В., Шатов Д.В. Способ вспомогательной терапии при лечении и реабилитации больных с нарушениями кислородного баланса организма. Патент на изобретение № RU 2661771 C2. Дата регистрации: 13.12.2016. Дата публикации: 19.07.2018.
  • Spaggiari S., Kepp O., Rello-Varona S., Chaba K., Adjemian S., Pype J. et al. Antiapoptotic activity of argon and xenon. Cell Cycle., 2013, № 12, pp. 2636-2642. https://doi.org/10.4161/cc.25650
  • Yarin Y.M., Amarjargal N., Fuchs J., Haupt H., Mazurek B., Morozova S.V., Gross J. Argon protects hypoxia-, cisplatin- and gentamycinexposed hair cells in the newborn rat’s organ of Corti. Hear. Res., 2005, № 201, pp. 1--9. https://doi.org/10.1016/j.heares.2004.09.015
  • Wu L., Zhao H., Wang T., Pac-Soo C., Ma D. Cellular signaling pathways and molecular mechanisms involving inhalational anestheticsinduced organoprotection. J. Anaesth., 2014, № 28, pp. 740-758. https://doi.org/10.1007/s00540-014-1805-y
  • David H.N., Haelewyn B., Degoulet M., Colomb D.G. Jr., Risso J.J., Abraini J.H. Ex vivo and in vivo neuroprotection induced by argon when given after an excitotoxic or ischemic insult. PLoS One, 2012, № 7, pр. e30934. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0030934
  • Fahlenkamp A.V., Coburn M., de Prada A., Gereitzig N., Beyer C., Haase H. et al. Expression analysis following argon treatment in an in vivo model of transient middle cerebral artery occlusion in rats. Med. Gas. Res., 2014, № 4, рp. 11. https://doi.org/10.1186/2045-9912-4-11
  • Irani Y., Pype J.L., Martin A.R., Chong C.F., Daniel L., Gaudart J. et al. Noble gas (argon and xenon)-saturated cold storage solutions reduce ischemia-reperfusion injury in a rat model of renal transplantation. Nephron Extra, 2011, № 1, pp. 272-282. https://doi.org/10.1159/000335197
  • Faure A., Bruzzese L., Steinberg J.G., Jammes Y., Torrents J., Berdah S.V. et al. Effectiveness of pure argon for renal transplant preservation in a preclinical pig model of heterotopic autotransplantation. J. Transl. Med., 2016, № 14, pр. 40. https://doi.org/10.1186/s12967-016-0795-y
  • Mayer B., Soppert J., Kraemer S., Schemmel S., Beckers C., Bleilevens C. et al. Argon Induces Protective Effects in Cardiomyocytes during the Second Window of Preconditioning. Int. J. Mol. Sci., 2016, № 17, рp. 1159. https://doi.org/10.3390/ijms17071159
  • Qi H., Soto-Gonzalez L., Krychtiuk K.A., Ruhittel S., Kaun C., Speidl W.S. et al. Pretreatment with argon protects human cardiac myocytelike progenitor cells from oxygen glucose deprivation-induced cell death by activation of AKT and differential regulation of mapkinases. Shock, 2018, № 49, pp. 556-563. https://doi.org/10.1097/SHK.0000000000000998
  • Qi H., Zhang J., Shang Y., Yuan S., Meng C. Argon inhibits reactive oxygen species oxidative stress via the miR-21-mediated PDCD4/PTEN pathway to prevent myocardial ischemia/reperfusion injury. Bioengineered, 2021, № 12, pp. 5529-5539. https://doi.org/10.1080/21655979.2021.1965696
  • Savary G., Lidouren, F., Rambaud, J., Kohlhauer, M., Hauet, T., Bruneval, P. et al. Argon attenuates multiorgan failure following experimental aortic cross-clamping. Br. J. Clin. Pharmacol., 2018, № 84, pp. 1170-1179. https://doi.org/10.1111/bcp.13535
  • Rizvi M., Jawad N., Li Y., Vizcaychipi M.P., Maze M., Ma D. Effect of noble gases on oxygen and glucose deprived injury in human tubular kidney cells. Exp. Biol. Med. (Maywood), 2010, № 235, pp. 886-891. https://doi.org/10.1258/ebm.2010.009366
  • Grüne F., Kazmaier S., Hoeks S.E., Stolker R.J., Coburn M., Weyland A. Argon does not affect cerebral circulation or metabolism in male humans. PLoS One, 2017, № 12, pр. e0171962. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0171962
  • Маркин А.А., Журавлева О.А., Моруков Б.В., Кузичкин Д.С., Заболотская И.В., Вострикова Л.В. Метаболические реакции организма при дыхании гипоксическими аргон-кислородными и азоткислородными смесями. Физиология человека, 2017. № 43. C. 466-473. https://doi.org/10.7868/S0131164617040105
  • Шахнович П.Г., Иванов А.О., Черкашин Д.В., Беляев В.Ф., Свистов А.В., Андрианов В.П., Загаров Е.С. Возможность коррекции показателей микроциркуляции в условиях гипоксии. Вестник российской военно-медицинской академии, 2015. № 3, С. 28-32
  • Лысенко Е.А., Шмаров В.А., Рыкова М.П., Антропова Е.Н., Кутько О.В., Шульгина С.М. и др. Влияние дыхательных гипоксических газовых смесей (кислородно-азотной и кислородно-азотно-аргоновой) в условиях барокамеры на показатели клеточного иммунитета человека. Клеточная иммунология, 2022, № 43, С. 643-653. https://doi.org/10.33029/0206-4952-2021-42-6-643-653
Еще
Статья обзорная
QR-код для установки приложения SciUp Наведите камеру и скачайте бесплатное приложение SciUp