Neuroprotectieve effecten van xenonbehandeling bij patiënten met een herseninfarct

In de Russische Federatie wordt jaarlijks bij meer dan 450.000 mensen een ischemisch herseninfarct geregistreerd. Het is de tweede meest voorkomende doodsoorzaak na coronaire hartziekten.

Het sterftecijfer na 30 dagen na een ischemisch herseninfarct is meer dan 25%, en in het volgende jaar sterft ongeveer de helft van de patiënten, dat zijn meer dan 200.000 mensen. De gevolgen van een beroerte behoren tot de eerste plaats onder de oorzaken van primaire invaliditeit. Niet meer dan 15% van degenen die een beroerte hebben gehad, gaat weer aan het werk of voert hun eerdere huishoudelijke taken volledig uit, en de rest heeft vanwege een handicap levenslange medische en sociale rehabilitatie nodig. Tot op heden hebben alle kandidaat-neuroprotectieve geneesmiddelen die in verschillende klinische onderzoeken zijn getest, onvoldoende werkzaamheid aangetoond. Daarom is de ontwikkeling van nieuwe benaderingen voor de behandeling van ernstig hersenletsel van verschillende etiologieën een van de belangrijkste taken van de geneeskunde in kritieke toestand.

Hersenbeschadiging als gevolg van een beroerte veroorzaakt een aantal pathofysiologische reacties, die zijn gebaseerd op de ophoping van glutamaat met de ontwikkeling van excitotoxiciteit. Het effect van glutamaat op NMDA-receptoren is een van de belangrijkste factoren van neurodegeneratieve aandoeningen.

Xenon is een anestheticum waarvan de neuroprotectieve eigenschappen in veel experimentele onderzoeken zijn aangetoond. Het klinische gedeelte wordt echter nog vrij bescheiden gepresenteerd. Nadat werd ontdekt dat xenon een remmer is van NMDA-receptoren, werd aangetoond dat xenon neuronale celculturen kan beschermen tegen schade veroorzaakt door NMDA, glutamaat of zuurstof-glucose-deprivatie. Experimenteel is vastgesteld dat xenon een remmer is van weefselplasminogeenactivator (tPA) en dosisafhankelijk de door tPA geïnduceerde trombolyse remt; xenon-inhalatie na ischemie en reperfusie onderdrukt ischemische hersenbeschadiging en tPA-geïnduceerde hersenbloedingen en schade aan de bloed-hersenbarrière.

Blootstelling aan xenon na voorbijgaande ischemie bij ratten leidt tot een afname van het infarctvolume, afhankelijk van de concentratie, blootstellingstijd en verbetering van de neurologische functie 7 dagen na ischemie. Tot op heden is er een rol ontdekt bij de implementatie van moleculaire mechanismen van xenon-neurobescherming van kaliumkanalen met dubbele poriën (TREK-1), die een basisionenstroom leveren die de neuronale prikkelbaarheid verzwakt, waardoor neuronen worden beschermd tegen schade. De rol van adenosinetrifosfaat (ATP)-gevoelige kaliumkanalen van het plasmalemma bij het realiseren van de beschermende eigenschappen van xenon wordt ook besproken in de wetenschappelijke literatuur. Er werd aangetoond dat xenon onder in vitro omstandigheden in de cultuur van neuronen ze beschermde tegen schade veroorzaakt door glucose- en zuurstofgebrek door ATP-gevoelige kaliumkanalen in het plasmalemma te activeren. Er zijn aanwijzingen voor het effect van xenon-inhalatie op de fosforylering van glycogeensynthase-3ß, een sleutelenzym van de anti-apoptotische neuronale cascade, en een toename van de pool van enzymen die betrokken zijn bij de antioxidantbescherming van de hersenen. Een experimentele studie toonde een duidelijk ontstekingsremmend effect van dit anestheticum aan, dat bestond uit een toename van het vermogen van neutrofielen tot spontane apoptose en een afname van de expressie van adhesiemoleculen CD11b en CD66b op hun oppervlak na het modelleren van een ontstekingsreactie. Ook werden de ontstekingsremmende eigenschappen van xenon aangetoond bij het modelleren van traumatisch hersenletsel in vivo, toen de blootstelling gedurende 60 minuten een significante afname veroorzaakte in de expressie van pro-inflammatoire genen NF-kB1 en NF-kB2, verantwoordelijk voor de synthese van cytokines en andere moleculen die betrokken zijn bij ontstekingen. Aangezien de ontstekingsreactie die zich vormt in de eerste uren van ischemische hersenbeschadiging grotendeels de ernst van het verdere beloop bepaalt, kan een dergelijk effect op neutrofielen de ernst van schade aan zenuwweefsel verminderen.

Het meest interessante is een gerandomiseerde gecontroleerde studie uitgevoerd door R. Laitio et al. (2016), waarin voor het eerst het gebruik van xenon in combinatie met onderkoeling in de klinische praktijk is onderzocht. Bij patiënten die een buiten het ziekenhuis opgelopen hartstilstand hebben ondergaan, xenon-inhalatie met een concentratie van 40 vol.% binnen 24 uur in combinatie met onderkoeling leidde tot minder schade aan de witte stof van de hersenen dan bij patiënten die alleen onderkoeling gebruikten. Het sterftecijfer na 6 maanden was 27% in de xenon- en onderkoelingsgroep en 35% in de onderkoelingsgroep. Het onderzoek was echter niet krachtig genoeg.

Het is belangrijk op te merken dat er vandaag de dag, ondanks een groot aantal overtuigende preklinische studies die de neuroprotectieve eigenschappen van xenon aantonen, geen enkele klinische studie is naar het gebruik ervan bij ischemische beroerte.

Daarom is het onderzoeksdoel om te bepalen of de strategie van het gebruik van een xenon-zuurstofmengsel-inhalatie beter is dan een zuurstof-luchtmengsel-inhalatie met betrekking tot de verandering in scores op de NIHSS-, Rankin- en Glasgow-comaschalen op dag 7, de duur van het verblijf. op de IC en de frequentie van nosocomiale pneumonie.