COGNITIVE AND NEUROLOGICAL STATE OF RATS FOLLOWING THE SIMULATION OF ACUTE TRAUMATIC BRAIN INJURY ASSOCIATED WITH VARIOUS XENON CONCENTRATIONS

The study aims to evaluate the efficacy of xenon inhalation at various concentrations on neurological and cognitive impairments when simulating open traumatic brain injury (TBI) in rats. Tests were performed on 35 male Wistar rats weighing from 250 to 350 g. After simulating an open traumatic brain injury, the animals received inhalation with a mixture of gases: 5 sham operated animals received only anesthesia without traumatic brain injury and inhalations, a control group with traumatic brain injury + inhalation N₂ 70 % / O₂ 30 % (group “TBI”, n = 10); an experimental group with traumatic brain injury + inhalation of xenon-oxygen 70 % / O₂ 30 % (group “TBI + iXe70”, n = 10), an experimental group with traumatic brain injury + inhalation of xenon-oxygen and nitrogen – Xe 35 % / O₂ 30 %, nitrogen 35 % (group “TBI + iXe + N₂”, n = 10) for 60 minutes. After gas inhalation, the animals were observed for 14 days. On the 3rd, 7th and 14th days, the neurological limb placement test was carried out. The preservation of cognitive functions, such as learning and spatial memory, was assessed using the Morris water maze test with control testing on the 14th day. After testing, on the 14th day of observation, euthanasia was performed, and the brain was collected for research. It was found that the selected xenon concentrations in doses of 0.25 and 0.5 MAC statistically significantly reduced the severity of both neurological deficit and cognitive impairment in 7 and 14 days, whereas increasing the xenon concentration did not significantly enhance the neuroprotective effect.

1. Крылов В. В., Талыпов А. Э., Левченко О. В. и др. Хирургия тяжелой черепно-мозговой травмы. М. : АБВ-пресс, 2019. 859 с.

2. Петриков С. С., Солодов А. А., Бадыгов С. А. и др. Влияние L-лизина эсцината на внутричерепное давление у пострадавших с тяжелой черепно-мозговой травмой, находящихся в критическом состоянии // Журнал им. Н. В. Склифосовского «Неотложная медицинская помощь». 2016. № 2. С. 31–36.

3. Wong T. P., Howland J. G., Wang Y. T. NMDA receptors and disease +C464 // Encyclopedia of neuroscience / Squire L. R., ed. 2009. P. 1177–1182.

4. Буров Н. Е., Молчанов И. В., Николаев Л. Л. Ксенон в медицине: прошлое, настоящее и будущее // Клиническая практика. 2011. № 2. С. 3–11.

5. McGuigan S., Scott D. A., Evered L. et al. Performance of the bispectral index and electroencephalograph derived parameters of anesthetic depth during emergence from xenon and sevoflurane anesthesia // J Clin Monit Comput. 2023. Vol. 37, no. 1. P. 71–81. DOI 10.1007/s10877-022-00860-y.

6. Герасимова Ю. Ю., Ермаков М. А. Нейропротективные эффекты субнаркотических и наркотических концентраций медицинского ксенона // Вестник совета молодых ученых и специалистов Челябинской области. 2017. Т. 3, № 3. C. 21–24.

7. Burov N. E., Makeev G. N., Potapov V. N. Applying xenon technologies in Russia // Applied Cardiopulmonary Pathophysiology. 2000. Vol. 9, no. 2. P. 132–133.

8. Филиппова Н. В., Барыльник Ю. Б., Юрова Э. Г. Применение ксенона в терапии зависимых состояний // Наркология. 2019. № 6. С. 92–99.

9. Багаев В. Г., Митиш В. А., Сабинина Т. С. и др. Оценка антистрессорного эффекта субнаркотических концентраций ксенона при лечении тяжелой травмы у детей // Детская хирургия. 2020. Т. 24, № 4. С. 249–255.

10. Гребенчиков О. А., Молчанов И. В., Шпичко А. И. и др. Нейропротективные свойства ксенона по данным экспериментальных исследований // Журнал им. Н. В. Склифосовского «Неотложная медицинская помощь». 2020. Т. 9, № 1. С. 85–95. DOI 10.23934/2223-9022-2020-9-1-85-95.

11. Гребенчиков О. А., Евсеев А. К., Кулабухов В. В. и др. Нейропротективные эффекты ингаляционной седации ксеноном в сравнении с внутривенной седацией пропофолом при тяжелом ишемическом инсульте // Журнал им. Н. В. Склифосовского «Неотложная медицинская помощь». 2022. Т. 11, № 4. С. 561–572. DOI 10.23934/2223-9022-2022-11-4-561-572.

12. Путилина М. В. Применение нейропептидов животного происхождения в терапии неврологических заболеваний // Журнал неврологии и психиатрии им. С. С. Корсакова. 2023. Т. 123, № 9. С. 37–42. DOI 10.17116/jnevro202312309137.

13. Соловьева Э. Ю., Карнеев А. Н., Амелина И. П. Лечение больных с последствиями черепно-мозговой травмы // Журнал неврологии и психиатрии им. С. С. Корсакова. 2023. Т. 123, № 3. С. 26–33. DOI 10.17116/jnevro202312303126.

14. Гребенчиков О. А., Скрипкин Ю. В., Герасименко О. Н. Неанестетические эффекты современных галогенсодержащих анестетиков // Патология кровообращения и кардиохирургия. 2020. Т. 24, № 2. С. 26–45. DOI 10.21688/1681-3472-2020-2-26-45.

15. Wei C., Zhu F., Yu J. et al. Tongqiao Huoxue Decoction ameliorates traumatic brain injury-induced gastrointestinal dysfunction by regulating CD36/15-LO/NR4A1 signaling, which fails when CD36 and CX3CR1 are deficient // CNS Neuroscience Therapeutics. 2023. Vol. 29, no. S1. P. 161–184. DOI 10.1111/cns.14247.

16. De Ryck M., Van Reempts J., Borgers M. et al. Photochemical stroke model: Flunarizine prevents sensorimotor deficits after neocortical infarcts in rats // Stroke. 1989. Vol. 20, no. 10. P. 1383–1390. DOI 10.1161/01.str.20.10.1383.

17. Jolkkonen J., Puurunen K., Rantakömi S. et al. Behavioral effects of the alpha(2)-adrenoceptor antagonist, atipamezole, after focal cerebral ischemia in rats // Eur J Pharmacol. 2000. Vol. 400, no. 2–3. P. 211–219.

18. Бояринов Г. А., Соловьева О. Д., Яковлева Е. И. и др. Метаболическая коррекция сосудисто-тромбоцитарного звена системы гемостаза в остром периоде черепно-мозговой травмы у крыс // Общая реаниматология. 2021. Т. 17, № 1. С. 57–68. DOI 10.15360/1813-9779-2021-1-57-68.

19. Wilson L., Stewart W., Dams-O’Connor K. et al. The chronic and evolving neurological consequences of traumatic brain injury // Lancet Neurol. 2017. Vol. 16, no. 10. P. 813–825. DOI 10.1016/S1474-4422(17)30279-X.

20. Чухловина М. Л., Чухловин А. А. Особенности ведения пациентов с черепно-мозговой травмой // Журнал неврологии и психиатрии им. С. С. Корсакова. 2021. Т. 121, № 9. С. 145–151. DOI 10.17116jnevro2021121091145.

21. Боголепова А. Н., Левин О. С. Когнитивная реабилитация пациентов с очаговым поражением головного мозга // Журнал неврологии и психиатрии им. С. С. Корсакова. 2020. Т. 120, № 4. С. 115–122. DOI 10.17116/jnevro2020120041115.

22. Прокопенко С. В., Можейко Е. Ю., Зубрицкая Е. М. и др. Коррекция когнитивных нарушений у больных, перенесших черепно-мозговую травму // Consilium Medicum. 2017. Т. 19, № 2–1. С. 64–69.

23. Немкова С. А. Современные возможности комплексной диагностики и коррекции последствий черепно-мозговой травмы // Журнал неврологии и психиатрии им. С. С. Корсакова. 2019. Т. 119, № 10. С. 94-102. DOI 10.17116/jnevro201911910194.

24. Шумов И. В., Антонова В. В., Боева Е. А. и др. Нейропротективные эффекты криптона при фотоиндуцированном ишемическом инсульте у крыс // Вестник СурГУ. Медицина. 2023. Т. 16, № 3. С. 89–96. DOI 10.35266/2304-9448-2023-3-89-96.

25. Гребенчиков О. А., Шабанов А. К., Николаев Л. Л. и др. Влияние ксенона на провоспалительную активацию и апоптоз нейтрофилов человека в условиях ex vivo // Журнал им. Н. В. Склифосовского «Неотложная медицинская помощь». 2021. Т. 10, № 3. С. 511–520. DOI 10.23934/2223-9022-2021-10-3-511-520.

26. Мясникова В. В., Сахнов С. Н., Романов А. В. Цитопроекторное действие ксенона // Современные проблемы науки и образования. 2023. № 1. С. 93. DOI 10.17513/spno.32446.

27. Крюков А. И., Ершов А. В., Черпаков Р. А. и др. Выраженность когнитивных и неврологических нарушений у крыс после ишемического инсульта на фоне применения ксенона 0,5 МАК // Вестник Российского государственного медицинского университета. 2022. № 3. С. 91–97. DOI 10.24075/vrgmu.2022.035.

28. Аркус М. Л. Применение ксенона в наркологической практике: современные аспекты // Вопросы наркологии. 2020. № 9. С. 75–87. DOI 10.47877/0234-0623-2020-09-75.

29. Перов А. Ю., Овчинников Б. М. Внедрение в широкую медицинскую практику технологии лечения смесями благородных газов с кислородом // Биржа интеллектуальной собственности. 2010. Т. 9, № 5. С. 35–36.