Clinical and physiological rationale and methodology for the use of medical xenon in the complex treatment of pain syndrome in osteoarthritis: a review

Cover Page


Cite item

Full Text

Abstract

INTRODUCTION. This review presents an in-depth analysis of the use of medical xenon as a universal agent in modern anesthesiology and therapeutic practice. Particular attention is paid to the use of xenon for the management of chronic pain syndrome in osteoarthritis, where adverse effects and insufficient analgesic efficacy often limit traditional pharmacotherapy. A high safety profile, the absence of systemic toxicity, and the ability to modulate central sensitization make this inert gas a promising component of multimodal analgesia.

AIM. To analyze the clinical application of medical xenon and substantiate its efficacy and safety in the treatment of pain syndrome in patients with osteoarthritis based on a systematic review of the literature.

MAIN CONTENT OF THE REVIEW. This review was prepared through a systematic search and critical analysis of international literature focusing on the physicochemical properties, pharmacodynamics of medical xenon, and its clinical application in anesthesiology and the management of pain syndromes in osteoarthritis. Relevant publications were identified in Russian and international databases, including eLIBRARY.RU, PubMed, Scopus, and Google Scholar. The search period covered studies from the earliest fundamental research on inert gases (1898) to contemporary clinical guidelines and multicenter trials (2025). The paper examines the physicochemical determinants and molecular mechanisms of action of this inert gas, including its effects on NMDA receptors and metabotropic complexes. The stages of xenon anesthesia are described in detail, and its high safety profile in geriatric and pediatric populations is substantiated. Particular attention is given to an innovative method for managing pain syndromes in patients with osteoarthritis through local para-articular injections of highly purified xenon. The presented clinical experience demonstrates a significant reduction in pain intensity according to the Visual Analog Scale (VAS), along with prolonged analgesic effects in the absence of systemic toxicity. The use of specialized equipment enables optimization of dosing regimens and minimization of adverse effects, thereby opening broad prospects for the use of xenon therapy in the rehabilitation of patients with degenerative joint diseases and in reducing disability rates.

CONCLUSION. Available data suggest that xenon can be considered a promising component of multimodal analgesia in patients with osteoarthritis. However, further randomized controlled trials specifically focused on this patient population are required, particularly to assess long-term efficacy and the impact on the neuropathic component of pain.

Full Text

ВВЕДЕНИЕ

В XXI в. ключевым направлением развития медицины является интеграция адъюнктивной терапии, объединяющей консервативные методы без фармакологического или инвазивного вмешательства. Важным аспектом этой концепции является изучение биологической реакции организма на искусственные дыхательные газовые среды, включающие инертные газы с физико-химической активностью и наркотическим эффектом. Современная медицина использует различные газы, включая инертные агенты, но широкое применение традиционных ингаляционных анестетиков связано с экологическими рисками из-за их парниковой активности [1, 2]. Внедрение ксенона в анестезиологию рассматривается как эффективное и экологически благоприятное решение, способствующее снижению антропогенной нагрузки [3].

Специфические физико-химические детерминанты этого инертного газа, в частности его высокая атомная масса, способствуют оптимизации параметров внешнего дыхания за счет коррекции плотности вдыхаемой среды и интенсификации коэффициента диффузии. Данные процессы минимизируют метаболические затраты дыхательной мускулатуры путем нивелирования градиентов давления и снижения аэродинамического сопротивления в воздухоносных путях. Одновременно с этим происходит активация массопереноса газовых компонентов в терминальных отделах бронхиального дерева и ускорение трансальвеолярной диффузии кислорода и диоксида углерода. Подобное воздействие потенцирует эффективность газообмена и способствует стабилизации показателей кислотно-щелочного гомеостаза крови.

ЦЕЛЬ

Анализ клинического применения медицинского ксенона для обоснования его эффективности и безопасности при лечении болевого синдрома у пациентов с остеоартритом на основе систематического обзора литературы.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ОБЗОРА

Для подготовки настоящего обзора был проведен систематический поиск и критический анализ международной литературы, посвященной физико-химическим свойствам, фармакодинамике медицинского ксенона и опыту его применения в анестезиологии и терапии болевых синдромов при остеоартрите. Поиск релевантных публикаций осуществлялся в российских и международных базах данных: eLIBRARY.RU, PubMed, Scopus, Google Scholar. Глубина поиска охватывала период с момента первых фундаментальных исследований инертных газов (1898 г.) до современных клинических рекомендаций и мультицентровых исследований (2025 г.).

Выбор методов исследования обоснован необходимостью сопоставления анестетического и терапевтического потенциала газа: сравнительный анализ (проведено сопоставление фармакокинетических параметров ксенона и традиционных анестетиков (закись азота, севофлуран) по показателям минимальной альвеолярной концентрации (МАК) и скорости элиминации), оценка эффективности (анализ анальгетического эффекта проводился на основе динамики показателей визуально-аналоговой шкалы (ВАШ), представленной в цитируемых клинических исследованиях), клиническая интерпретация (стадийность развития ксенонового наркоза описана с использованием классификации Гидела). Синтез полученных данных позволил обосновать методологию параартикулярных инъекций и ингаляций ксенона как базового компонента мультимодальной анальгезии.

Идентификация ксенона как микрокомпонента в составе криптона была осуществлена в 1898 г. британскими химиками Рамзаем У. и Траверсом М. Элемент характеризуется изотопным полиморфизмом, включающим девять нуклидов, среди которых количественно доминирует Xe 132. К физико-химическим детерминантам агента относятся удельная плотность 5,39 г/л и специфические криогенные пороги: точка кипения составляет –108,1 °С, а депрессия плавления достигает –111,7 °С. Технологический цикл получения ксенона сопряжен с криогенным фракционированием газообразных субстратов, деривируемых в ходе промышленного производства жидкого кислорода для металлургических мощностей. Обладая статусом ультрамикроэлемента в составе атмосферы, данный газ присутствует в концентрации, не превышающей 87 см3 на 1000 м3. Теоретическое обоснование специфической антиноцицептивной и наркотической активности ксенона было заложено в 1941 г. трудами отечественного фармаколога, профессора Н.В. Лазарева [4].

Исследование корреляции между молекулярной массой инертных газов и их парциальным давлением, необходимым для наступления анестезии (диапазон от более 100 атм для гелия до 3,5 атм для криптона), позволило Н.В. Лазареву сформулировать гипотезу о возможности индукции наркоза ксеноном при нормальном атмосферном давлении. Эта гипотеза была экспериментально подтверждена: воздействие газовой смеси 67 % Xe и 33 % O₂ на лабораторных животных вызывало выраженную седацию [4]. Результаты были представлены в 1946 г. и систематизированы в научных публикациях. В тот же период американские исследователи под руководством J.H. Lawrence также установили активность бинарных смесей 78 % Xe и 22 % O2 на грызунах [5]. Клиническое подтверждение наркотических свойств ксенона последовало через пять лет в работах S. Cullen, E. Gross, показавших, что ингаляция смеси 80/20 у добровольцев вызывает полноценное анестезиологическое пособие за 3–5 минут [6].

Ввиду своей биохимической индифферентности ксенон не вовлекается в метаболические каскады организма, что определяет его уникальный профиль как ингаляционного анестетика. Физико-химическая константа коэффициента распределения «кровь/газ», составляющая всего 0,155, детерминирует высокую скорость индукции и стремительную элиминацию препарата, обеспечивая оперативный выход из наркоза. Данный агент лишен тератогенного потенциала и индуцирует выраженную анальгезию, эффективно купирующую интраоперационные гемодинамические сдвиги и катехоламиновый ответ. Обладая мощным гипногенным действием, ксенон не вызывает депрессии сердечно-сосудистой системы, что обусловлено отсутствием ингибирующего влияния на ряд критически важных ионных каналов. Помимо анестетических свойств, верифицированы нейропротекторные и кардиопротекторные эффекты газа. В аспекте экологической безопасности ксенон выгодно отличается от закиси азота (N2O) отсутствием парниковой активности, что позволяет классифицировать его как экологически нейтральный реагент.

Фармакокинетические параметры препарата характеризуются коротким латентным периодом развития эффекта (3–5 минут) и быстрой реверсией анестезии (около 2 минут) при использовании концентраций в диапазоне 60–70 %. Вариабельность показателей МАК, варьирующаяся в различных исследованиях от 55 % до 71 %, обусловлена мультифакторной зависимостью данного параметра от температурного режима, водно-электролитного статуса и возрастных характеристик пациентов. Так, в соответствии с концепцией Mapleson [7] показатель МАК демонстрирует отрицательную корреляцию с возрастной детерминантой пациента, снижаясь в среднем на 6 % в течение каждого десятилетия жизни. Процесс элиминации газа характеризуется высокой интенсивностью: депурация легких от 95 % объема ксенона осуществляется в течение начальных дыхательных циклов после прекращения подачи ингаляционной смеси [8]. Последующая системная экскреция реагента протекает до достижения пороговой альвеолярной концентрации в 33 %, что соответствует критическому снижению парциального давления ксенона в церебральных структурах, необходимому для восстановления сознания [9].

Фундаментальные и систематические изыскания, направленные на внедрение ксенона в клиническую анестезиологию, были инициированы в СССР с последующей пролонгацией в Российской Федерации на рубеже 1980-х и 1990-х гг. Нормативное закрепление медицинского ксенона в качестве субстанции для общей ингаляционной анестезии в Российской Федерации было детерминировано приказом Минздрава России № 363 в 1999 г. К 2012 г. статистический охват клинической апробации данного газа превысил порог в 10 тыс. оперативных вмешательств [10]. В ходе мультицентровых токсикологических изысканий на репрезентативных моделях млекопитающих было верифицировано отсутствие цитотоксических эффектов как при острой, так и при хронической экспозиции [11].

Фармакологический профиль ксенона характеризуется отсутствием тератогенного, мутагенного, эмбриотоксического и канцерогенного потенциалов; наряду с этим установлена его аллергологическая индифферентность и способность к умеренной иммуномодуляции [12] при сохранении стабильности паттерна внешнего дыхания [13]. Институциональное признание ксенона анестетиком способствовало экспликации его адъюнктивных физиологических свойств, что открыло перспективы для внедрения газа в терапевтическую практику в качестве эффективного инструмента купирования абстинентных состояний [14], а также для разработки протоколов постксеноновой реабилитации в структуре комплексной курации соматических больных [15].

Широкий спектр выявленных клинических эффектов ксенона диктует необходимость углубленного анализа его взаимодействия с биологическими структурами на различных иерархических уровнях. Систематизация физиологических механизмов влияния данного газа позволяет разделять его эффекты на собственно анестетические и терапевтические. Понимание терапевтического потенциала и анестетической эффективности ксенона невозможно без изучения фундаментальных механизмов его действия, базирующихся на уникальных физико-химических взаимодействиях с клеточными мембранами и рецепторными комплексами.

Современная анестезиологическая наука базируется на двух концептуальных подходах к интерпретации нейрофизиологических механизмов наркоза. Первая группа теорий — липоидная детерминация [16–21] — постулирует, что угнетение сознания является следствием неспецифической модификации архитектоники клеточных мембран, при которой внедрение агента в бислой инициирует дестабилизацию липидного матрикса, увеличивая его молярный объем и динамическую вязкость. Альтернативная, мембранно-протеиновая гипотеза [22, 23], смещает фокус на прецизионное взаимодействие экзогенных субстанций с макромолекулярными белковыми комплексами. Согласно ей, ведущим патогенетическим фактором анестезии выступает прямой лиганд-рецепторный контакт с протеиновыми субъединицами и липопротеидами синаптического аппарата, что влечет за собой конформационную перестройку специфических ионных каналов и последующую модуляцию синаптической трансмиссии.

Реализация терапевтического потенциала ксенона предопределена использованием субнаркотических концентраций в составе дыхательных сред либо альтернативными методами введения, при которых плазменная концентрация агента заведомо персистирует ниже порога, необходимого для индукции общей анестезии. На первый взгляд наблюдается выраженное противоречие между анестетическим паттерном (включающим амнезию, иммобилизацию, супрессию вегетативных реакций на ноцицептивные стимулы и угнетение сознания) и мультимодальным терапевтическим спектром, характеризующимся антигипоксическим, противовоспалительным, кардиотоническим и антиоксидантным воздействием.

Тем не менее данная полифункциональность может быть объяснена как результат модуляции гомологичных молекулярных субстратов, обладающих различной кинетикой ответных реакций. В частности, в рамках липоидной теории внедрение ксенона в липидный матрикс нейрональных мембран способно инициировать дисфункцию ионотропных рецепторных комплексов, что проявляется в виде наркотического состояния. Одновременно с этим может происходить индукция конформационных перестроек в рецепторах, ассоциированных с G-белками, что детерминирует модуляцию внутриклеточных метаболических каскадов, включая регуляцию АКТГ-опосредованного стероидогенеза или секрецию соматотропного гормона. В такой модели совокупность терапевтических эффектов ксенона выступает как проявление его общего анестетического потенциала, где качественная специфика определяется как концентрацией инертного газа, так и временем развития эффекта: от лапидарной индукции анестезии до пролонгированной манифестации метаболических сдвигов.

Выдвигается предположение, что анестетическое действие ксенона обусловливает его преимущественным воздействием на ионотропные рецепторные комплексы. Исключением является антиноцицептивный эффект ксенона, патогенетически связанный с ионотропными рецепторами нейронов серого вещества, задних корешков и желатинозной субстанции спинного мозга [24, 25]. Важной особенностью данного феномена является его клиническая экспрессия уже в диапазоне терапевтических (субнаркотических) концентраций.

Основываясь на выдвинутой гипотезе, представляется целесообразным проанализировать потенциал воздействия благородных газов на метаботропные рецепторные структуры как фундаментальный фактор их терапевтической эффективности. В научной литературе накоплен массив данных, подтверждающих модуляцию гормонального статуса под влиянием инертных газов, что прямо или опосредованно связано с активностью метаботропных рецепторов. В частности, в исследованиях [26] зафиксирована выраженная динамика плазменных концентраций: повышение уровней пролактина и норадреналина на фоне снижения секреции соматотропного гормона в постнаркозном периоде. Следовательно, наряду с верифицированными антиноцицептивными и гипнотическими свойствами ксенон может проявлять антиоксидантную активность.

Существенным клиническим преимуществом ксеноновой анестезии выступает ее индифферентность по отношению к центральной гемодинамике. Сравнительный анализ применения закиси азота и ксенона продемонстрировал отсутствие клинически значимых изменений частоты сердечных сокращений, артериального давления, а также парциального давления газов крови (O2 и CO2) при использовании последнего. Установлено, что в противовес закиси азота ксенон не инициирует гиперсекрецию адреналина и кортизола, поддерживая стабильность нейрогуморального статуса. Превосходство ксенона по гемодинамическим, эндокринным и антиноцицептивным параметрам [24] позволяет расширить хирургические возможности при выполнении высокотравматичных вмешательств и оптимизировать условия для эндоскопических манипуляций, сопряженных с антифизиологическим положением пациента (в позиции Тренделенбурга).

Высокая управляемость стадиями наркоза и минимальное кардиодепрессивное действие способствуют раннему восстановлению когнитивных функций, что подтверждается низким показателем МАК-пробуждения (33 %), свидетельствующим о быстром регрессе седации по сравнению с закисью азота (63 %) [27]. В контексте поиска «универсального анестетика» ксенон демонстрирует близость к идеальным характеристикам, включая немедленную индукцию, предсказуемую длительность и глубину, оперативность мониторинга и коррекции, технологическую доступность, отсутствие системной токсичности и продуктов биотрансформации, экскрецию, независимую от функций печени и почек, а также высокую таргетность и значительный терапевтический индекс [28].

В современной научной литературе ксенон позиционируется как эталонный ингаляционный агент XXI в. [29, 30]. В соответствии с утвержденными в Российской Федерации методическими регламентами [12] область клинической имплементации ксеноновой анестезии охватывает следующие направления:

  • висцеральную хирургию, урологические и травматолого-ортопедические вмешательства, в том числе экстренного профиля, прежде всего у коморбидных пациентов с высоким кардиоваскулярным риском;
  • нейрохирургические манипуляции на центральных и периферических структурах, особенно при реализации микрохирургических техник, требующих сохранения интраоперационного вербального контакта для функциональной верификации нервных пучков;
  • педиатрическую хирургию, включая масочные и инвазивные методики обеспечения проходимости дыхательных путей;
  • акушерско-гинекологическую практику, охватывающую оперативное родоразрешение, инвазивную диагностику и анальгезию родовой деятельности; интенсивную терапию болевых синдромов при проведении травматичных перевязок, биопсий и дебридмента ожоговых поверхностей;
  • адъюнктивную терапию критических состояний (травматический шок, ангинозные приступы, висцеральные колики), а также коррекцию когнитивно-речевых дефицитов и функциональных психоневрологических расстройств.

Ксенон детерминирует возможность реализации как изолированного мононаркоза при сохранной спонтанной вентиляции, так и комбинированных схем с сочетанным применением внутривенных анестетиков.

Поэтапное развитие стадий анестезии детерминировано закономерной кумуляцией ксенона в тканях и специфической чувствительностью различных нейрональных структур к его воздействию. Наибольшая восприимчивость к инертному газу характерна для нейронов серого вещества, дорсальных корешков и желатинозной субстанции спинного мозга. Порог реактивности этих образований позволяет достичь верифицируемого уровня обезболивания при концентрации ксенона всего 0,5 % [24, 26, 31, 32].

Исследователями было верифицировано, что кратковременная экспозиция (в течение 3–5 минут) газовой среды с 25 % содержанием ксенона инициирует статистически значимое снижение интенсивности болевого синдрома. Согласно данным объективизации по ВАШ, уже к третьей минуте ингаляции наблюдается регресс показателей с исходных 68,8 ± 12,7 балла до 22,2 ± 6,6 балла. Пролонгация достигнутого антиноцицептивного эффекта сохраняется в течение 2,8 ± 1 часа [16].

Прекращение подачи ксенона инициирует стремительную десатурацию организма от газа; при снижении парциальной концентрации агента в экспираторном потоке до 33 % наступает фаза пробуждения, характеризующаяся субъективным психологическим комфортом на фоне сохраняющейся пролонгированной антиноцицепции [17].

Клиническая практика показывает, что даже кратковременное (3–5 минут) вдыхание 25 % смеси ксенона достоверно уменьшает выраженность болевых ощущений. Объективный мониторинг по ВАШ фиксирует падение уровня боли уже к третьей минуте процедуры с первоначальных 68,8 ± 12,7 балла до 22,2 ± 6,6 балла. Полученный анальгетический ответ отличается стойкостью и продолжается в среднем 2,8 ± 1 часа [33]. Как только подача газа прекращается, начинается его ускоренное выведение из организма. Пациент приходит в сознание при концентрации препарата в выдыхаемом воздухе 33 %. Данный процесс протекает на фоне стабильного обезболивания и сопровождается явным психоэмоциональным комфортом [21, 25].

Наряду с минимизацией когнитивных рисков важнейшим вектором терапевтического применения ксенона является его специфическое воздействие на проводящие пути болевой чувствительности. Фундаментальным базисом анальгетического потенциала ксенона выступает его верифицированная способность к модуляции NMDA-рецепторных комплексов, играющих ключевую роль в процессах ноцицептивной трансмиссии [34]. Как было постулировано ранее, исключительная сенситивность нейроцитов серого вещества, дорсальных корешков и роландовой субстанции спинного мозга детерминирует развитие антиноцицептивного эффекта уже при парциальной концентрации агента порядка 0,5 %.

Данная особенность обосновывает целесообразность интеграции ксеноновых ингаляций в комплексные протоколы курации болевых синдромов различной этиологии и локализации. Помимо успешного внедрения ксенона в практику челюстно-лицевых хирургов [35], ингаляция субнаркотических доз данного инертного газа показывает выраженный результат при вертеброгенных дегенеративно-дистрофических процессах. Точный расчет концентрации и времени воздействия высокоочищенного ксенона помогает быстрее и эффективнее купировать вспышки боли и у лиц с остеоартритом. Данный подход гарантирует обезболивание, не вызывая при этом системных токсических реакций и обеспечивая высокий профиль безопасности.

В наш протокол лечения остеоартрита крупных суставов входили ежедневные ингаляции 35 % газовой смеси ксенона продолжительностью 25–30 минут. Положительный тренд — ослабление артралгии и восстановление подвижности сочленения — регистрировался уже в течение первых семи дней от начала курса, а достигнутый эффект длился до полугода. Для сравнения: традиционные схемы консервативной фармакотерапии позволяли добиться аналогичных клинических результатов только к исходу второй недели мониторинга. Рецидив болевого синдрома регистрировался в течение последующих 6 месяцев после окончания курса ингаляций, что расценивается как проявление пролонгированного анальгетического действия ксенона, связанного с его влиянием на NMDA-рецепторы и процессы центральной сенситизации у пациентов с остеоартритом, где боль носит смешанный ноцицептивно-нейропатический характер. Подобный характер динамики боли указывает на способность ксенона не только купировать острую ноцицептивную импульсацию, обусловленную воспалением и дегенеративно-дистрофическими изменениями в суставе, но и модифицировать нейропатический компонент болевого синдрома за счет уменьшения гиперактивности задних рогов спинного мозга и подавления глутаматергической передачи [36–38].

Анальгетический эффект ксеноновых ингаляций при лечении интенсивной боли, связанной с дегенеративными изменениями опорно-двигательного аппарата, в том числе при поражении суставов, был детально изучен в клиническом исследовании, в которое включены 45 пациентов с острым болевым синдромом, обусловленным дегенеративными изменениями позвоночника в шейном и пояснично-крестцовом отделах. Для объективизации выраженности боли и оценки эффективности терапии использовалась ВАШ. У 32 больных исходно болевой синдром оценивался как выраженный и резко выраженный (60–100 мм), у 13 пациентов — как умеренный (40–60 мм) по ВАШ, при этом продолжительность боли варьировала от 2 до 46 дней (в среднем — 8,4 дня), а возраст обследованных находился в диапазоне 34–72 лет. Пациенты получали ксеноно-кислородные ингаляции в соотношении 70 % : 30 %, курс составлял от 3 до 10 процедур в зависимости от тяжести клинической картины и исходного уровня болевого синдрома.

Применение ксеноновых ингаляций сопровождалось сокращением продолжительности лечения по сравнению со стандартной терапией в среднем с 24,4 до 15,3 дня, что подтверждает более быстрое купирование болевого синдрома при включении ксенона в комплекс лечения. Наилучший эффект отмечался у пациентов с длительностью острого болевого синдрома до 5 суток (9 случаев): среднее число процедур составило 4,5, при этом в 5 наблюдениях боль полностью прекращалась, а в 4 — снижалась до 10–20 мм по ВАШ. У больных с длительностью боли более 20 дней (25 человек) среднее количество процедур, необходимое для купирования острой боли, достигало 7,8, при этом интенсивность боли в среднем уменьшалась до 20 мм по ВАШ. Восьми пациентам с затяжным синдромом (более 30 дней) для улучшения состояния потребовалось 8 сеансов. Данная динамика обусловлена ускорением нейропатологического компонента и деструктивным влиянием центральной сенситизации. В целях подавления данных процессов необходима пролонгированная модуляция NMDA-рецепторов. Описываемые в литературе клинические результаты патогенетически оправдывают назначение ксенона при подострой и хронической артралгии, когда классические медикаменты не приносят облегчения [39, 40].

Обезболивающие свойства газа отчетливо проявляются и после хирургических вмешательств. Так, у прооперированных больных с аппаратом Илизарова кратковременные ингаляции (10 минут, концентрация ксенона 25 %) снизили интенсивность боли по шкале Мак-Гилла в три раза. Этот факт подтверждает гипотезу о дозозависимом блокировании NMDA-рецепторов ксеноном и его прямом воздействии на структуру нейропатической боли. Таким образом, включение ксенонотерапии в комплексные терапевтические протоколы патогенетически обосновано как при острых, так и при затяжных алгических состояниях, включая поражения крупных суставов ног при остеоартрите.

Следует подчеркнуть, что анальгетический эффект ксенона подтвержден и в послеоперационном периоде: трехкратное снижение болевых ощущений по шкале Мак-Гилла отмечено при использовании коротких (10 минут) ингаляций ксенона в концентрации 25 % у пациентов после установки аппарата Илизарова. Эти данные согласуются с концепцией дозозависимого антагонизма ксенона в отношении NMDA-рецепторов и его влияния на нейропатическую составляющую боли, что делает ксенонотерапию патогенетически обоснованным методом в лечении острых и хронических болевых синдромов, включая боль при остеоартрите крупных суставов нижних конечностей в рамках комплексных программ терапии.

Ксенон органично интегрируется в схемы комплексной анальгезии при остеоартрите, дополняя действие нестероидных противовоспалительных препаратов, опиоидов, периферических анальгетиков и при необходимости глюкокортикоидов, при этом не конкурируя с ними за основные мишени и не потенцируя их системную токсичность. За счет неконкурентной блокады NMDA-рецепторов ксенон воздействует преимущественно на центральные механизмы боли (центральная сенситизация, нейропатический компонент), тогда как нестероидные противовоспалительные препараты и глюкокортикоиды реализуют эффект главным образом через периферическое противовоспалительное действие, что обеспечивает патогенетически обоснованную комплементарность подходов. В ряде клинических наблюдений показано, что включение ксенонотерапии в схему лечения позволяет снизить потребность в опиоидных анальгетиках и увеличить долю нестероидных и местных средств в структуре обезболивающей терапии, что особенно важно у пациентов с остеоартритом и полиморбидностью, ограничивающей длительное применение системных анальгетиков [41–43]. На этом фоне ксенон рассматривается как перспективный компонент комплексной анальгезии у больных с остеоартритом крупных суставов, в том числе при выраженном нейропатическом и центральном компоненте болевого синдрома.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Клинические исследования применения ксенона при остеоартрите на сегодня носят ограниченный, во многом вспомогательный характер и представлены как прямыми, так и косвенными данными. Основной массив информации касается анальгетического потенциала ксенона при хронических болевых синдромах, патогенетически близких к боли при остеоартрите (дегенеративные заболевания опорно-двигательного аппарата, хроническая послеоперационная и онкологическая боль), где продемонстрированы снижение интенсивности боли и высокая безопасность ингаляций ксенон-кислородных смесей в составе комбинированной терапии. Параллельно развиваются исследования, связанные с компаниями, исторически ассоциированными с разработкой ксенонсодержащих анальгетических технологий для лечения болевых синдромов при остеоартрите, включая программы по изучению молекул, нацеленных на периферические и центральные мишени боли, однако не все проекты достигли желаемых клинических конечных точек в отношении снижения боли у больных гонартрозом. В совокупности доступные данные позволяют рассматривать ксенон как перспективный компонент мультимодальной анальгезии у пациентов с остеоартритом, однако подчеркивается необходимость дальнейших рандомизированных контролируемых исследований, специально сфокусированных на этой категории пациентов, с оценкой долговременной эффективности и влияния на нейропатический компонент боли.

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Вклад авторов. Все авторы подтверждают соответствие своего авторства согласно международным критериям ICMJE (все авторы внесли существенный вклад в разработку концепции, проведение исследования и подготовку статьи, прочли и одобрили финальную версию перед публикацией). Наибольший вклад распределен следующим образом: Шомина Е.А. — методология, анализ данных, курация данных, написание черновика рукописи; Гурьев В.В. — научное обоснование, верификация данных, проверка и редактирование рукописи; Ярыгин Н.В. — руководство проектом, курирование проекта.

Источники финансирования. Данное исследование не было поддержано никакими внешними источниками финансирования.

Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с публикацией настоящей статьи.

Доступ к данным. Данные, подтверждающие выводы этого исследования, можно получить по обоснованному запросу у корреспондирующего автора.

ADDITIONAL INFORMATION

Author Contributions. All authors confirm their authorship according to the international ICMJE criteria (all authors contributed significantly to the conception, study design and preparation of the article, read and approved the final version before publication). Special contributions: Shomina E.A. — methodology, data analysis, data curation, writing — original draft; Guriev V.V. — conceptualization, validation, writing — review & editing; Yarygin N.V. — project administration, supervision.

Funding. This study was not supported by any external funding sources.

Disclosure. The authors declare no apparent or potential conflicts of interest related to the publication of this article.

Data Access Statement. The data that support the findings of this study are available on reasonable request from the corresponding author.

×

About the authors

Elena A. Shomina

Russian University of Medicine

Author for correspondence.
Email: 9286438@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-7193-2671

PhD (Med.), Associate Professor, Associate Professor at the Department of Traumatology, Orthopedics and Emergency Medicine

Russian Federation, Moscow

Vladimir V. Guriev

Russian University of Medicine

Email: 9286438@mail.ru
ORCID iD: 0009-0008-0842-5739

Doctor of Medical Sciences, Professor at the Department of Traumatology, Orthopedics and Emergency Medicine

Russian Federation, Moscow

Nikolay V. Yarygin

Russian University of Medicine

Email: 9286438@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-4322-6985

Corresponding Member of the Russian Academy of Sciences, Professor, Head of the Department of Traumatology, Orthopedics and Emergency Medicine

Russian Federation, Moscow

References

  1. Ostrowski R.P., Pucko E.B. Research of medical gases in Poland. Med Gas Res. 2013; 3: 17. https://doi.org/10.1186/2045-9912-3-17
  2. Назаров Е.И. Озоновая, ксеноновая и озоново-ксеноновая терапия. Обзор. Биорадикалы и антиоксиданты. 2016; 3(2): 50–59. [Nazarov E.I. Ozone, xenon and ozone-xenon therapy. Review. Bioradicals Antioxid. 2016; 3(2): 50–59 (In Russ.).]
  3. Gadani H., Vyas A. Anesthetic gases and global warming: Potentials, prevention and future of anesthesia. Anesth Essays Res. 2011; 5(1): 5–10. https://doi.org/10.4103/0259-1162.84171
  4. Лазарев Н.В., Люблина Е.И., Мадорская Р.Я. О наркотическом действии ксенона. Физиологический журнал СССР. 1948; 34(1): 131–134. [Lazarev N.V., Lyublina E.I., Madorskaya R.Ya. On the narcotic effect of xenon. Fiziol Zh SSSR. 1948; 34(1): 131–134 (In Russ.).]
  5. Lawrence J.H., Loomis W.F., Franklin F.C., et al. Preliminary observations on the narcotic effect of xenon with a review of values for solubilities of gases in water and oils. J Physiol. 1946; 105(3): 197–204. https://doi.org/10.1113/jphysiol.1946.sp004164
  6. Cullen S.C., Gross E.G. The anesthetic properties of xenon in animals and human beings, with additional observations on krypton. Science. 1951; 113(2942): 580–582. https://doi.org/10.1126/science.113.2942.580
  7. Zhai X., Chen X., Ohta S., et al. Review and prospect of the biomedical effects of hydrogen. Med Gas Res. 2014; 4(1): 19. https://doi.org/10.1186/s13618-014-0019-6
  8. Barker E. The xenon CT: a new neuro tool. RN. 1998; 61(2): 22–25.
  9. Буров Н.Е. Патогенетические основы терапии ксеноном. В кн.: Материалы третьей конференции анестезиологов-реаниматологов медицинских учреждений МО РФ. Москва; 2012; с. 25–30. [Burov N.E. Pathogenetic basis of xenon therapy. In: Proceedings of the third conference of anesthesiologists-resuscitators of medical institutions of the Ministry of Defense of the Russian Federation. Moscow. 2012; pp. 25–30 (In Russ.).]
  10. Natale G., Ferrari E., Pellegrini A., et al. Main organ morphology and blood analysis after subchronic exposure to xenon in rats. Appl Cardiopulm Pathophysiol. 1998; 7: 227–233.
  11. Буров Н.Е., Потапов В.Н. Наркоз ксеноном: методические рекомендации. М.: РМАПО. 2003; с. 1–20. [Burov N.E., Potapov V.N. Xenon anesthesia: guidelines. Moscow: RMAPO. 2003; pp. 1–20 (In Russ.).]
  12. Lobo N., Ma D., Rizvi M.S., et al. Hypothermia and xenon: novel noble guardians in hypoxic-ischemic encephalopathy. J Neurosci Res. 2013; 91(4): 473–478. https://doi.org/10.1002/jnr.23185
  13. Стец В.В., Панова Н.Г., Колобаева Е.Г. Влияние ксенона на функцию внешнего дыхания у пациентов травматологического профиля. В кн.: Материалы третьей конференции анестезиологов-реаниматологов медицинских учреждений МО РФ. Москва. 2012; с. 120–121. [Stets V.V., Panova N.G., Kolobaeva E.G. Influence of xenon on the function of external respiration in traumatological patients. In: Proceedings of the third conference of anesthesiologists-resuscitators of medical institutions of the Ministry of Defense of the Russian Federation. Moscow. 2012; pp. 120–121 (In Russ.).]
  14. Давыдова Н.С., Наумов С.А., Костромитина Г.Г., и др. Клинические и инструментальные методы контроля при ксеноновых ингаляциях. Вестн. Уральской мед. акад. науки. 2013; 2: 20–24. [Davydova N.S., Naumov S.A., Kostromitina G.G., et al. Clinical and instrumental methods of control during xenon inhalations. Vestn. Ural. Med. Akad. Nauki. 2013; 2: 20–24 (In Russ.).]
  15. Boomsma F., Rupreht J., Man in’t Veld A.J., et al. Haemodynamic and neurohumoral effects of xenon anaesthesia. A comparison with nitrous oxide. Anaesthesia. 1990; 45(4): 273–278. https://doi.org/10.1111/j.1365-2044.1990.tb15045.x
  16. Cantor R.S. The lateral pressure profile in membranes: a physical mechanism of general anesthesia. Biochemistry. 1997; 36(9): 2339–2344. https://doi.org/10.1021/bi9627323
  17. Miller K.W. Inert gas narcosis, the high pressure neurological syndrome, and the critical volume hypothesis. Science. 1974; 185(4154): 867–869. https://doi.org/10.1126/science.185.4154.867
  18. Wlodarczyk A., McMillan P.F., Greenfield S.A. High pressure effects in anaesthesia and narcosis. Chem Soc Rev. 2006; 35(10): 890–898. https://doi.org/10.1039/b517771p
  19. Francis M.J., Pashley R.M., Rzechowicz M. The hydrophobicity of non-aqueous liquids and their dispersion in water under degassed conditions. Curr Opin Colloid Interface Sci. 2008; 13(4): 236–244. https://doi.org/10.1016/j.cocis.2008.03.004
  20. Shatalov V.M. Mechanism of the Biological Impact of Weak Electromagnetic Fields and the In vitro Effects of Blood Degassing. Biophysics. 2012; 57(6): 808–813. https://doi.org/10.1134/S0006350912060182
  21. Крюков Е.В., Курбангалиев Р.И. и др. Применение медицинского ксенона при лечении острых и хронических болевых синдромов. Методические рекомендации. М.: ГВКГ им. Н.Н. Бурденко. 2015; 36 с. [Kryukov E.V., Kurbangaliev R.I., et al. The use of medical xenon in the treatment of acute and chronic pain syndromes. Guidelines. Moscow: Burdenko Main Military Clinical Hospital. 2015; 36 p. (In Russ.).]
  22. Давыдова Н.С., Наумов С.А., Костромитина Г.Г. и др. Кислородно-ксеноновые ингаляции в поликлинической практике. Поликлиника. 2013; (5): 44–47. [Davydova N.S., Naumov S.A., Kostromitina G.G., et al. Oxygen-xenon inhalations in outpatient practice. Poliklinika. 2013; (5): 44–47 (In Russ.).]
  23. Hoehn K., Marieb E.N. Human Anatomy & Physiology. 7th ed. San Francisco: Pearson Education. 2007; 1159 p.
  24. Белов А.В., Сокологорский С.В. Минимально-поточная анестезия ксеноном в эндоскопической гинекологии. В кн.: Материалы третьей конференции анестезиологов-реаниматологов медицинских учреждений МО РФ. Москва. 2012; с. 22–24. [Belov A.V., Sokologorskiy S.V. Minimal-flow anesthesia with xenon in endoscopic gynecology. In: Proceedings of the third conference of anesthesiologists-resuscitators of medical institutions of the Ministry of Defense of the Russian Federation. Moscow. 2012; pp. 22–24 (In Russ.).]
  25. Афонина И.Ю., Мокрушина Ю.А., Павлова Р.А. и др. Влияние ксенона на эмоциональную сферу терапевтических пациентов с сопутствующей энцефалопатией различного генеза. В кн.: Материалы третьей конференции анестезиологов-реаниматологов медицинских учреждений МО РФ. Москва. 2012; с. 97–101. [Afonina I.Yu., Mokrushina Yu.A., Pavlova R.A., et al. The effect of xenon on the emotional sphere of therapeutic patients with concomitant encephalopathy of various origins. In: Proceedings of the third conference of anesthesiologists-resuscitators of medical institutions of the Ministry of Defense of the Russian Federation. Moscow. 2012; pp. 97–101 (In Russ.).]
  26. Бубеев Ю.А., Бояринцев В.В., Базий Н.И. и др. Применение медицинского ксенона при лечении связанных со стрессом психических расстройств невротического уровня. Методические рекомендации. Москва. 2014; 28 с. [Bubeev Yu.A., Boyarintsev V.V., Baziy N.I., et al. The use of medical xenon in the treatment of stress-related mental disorders of the neurotic level. Guidelines. Moscow. 2014; 28 p. (In Russ.).]
  27. Лихванцев В.В. Практическое руководство по анестезиологии. М.: Медицинское информационное агентство. 1998; 288 с. [Likhvantsev V.V. Practical guide to anesthesiology. Moscow: Meditsinskoe informatsionnoe agentstvo.1998; 288 p. (In Russ.).]
  28. Буров Н.Е., Потапов В.Н., Макеев Г.Н. Ксенон в анестезиологии. М.: Пульс. 2000; 291 с. [Burov N.E., Potapov V.N., Makeev G.N. Xenon in anesthesiology. Moscow: Puls. 2000; 291 p. (In Russ.).]
  29. Ситников Е.В. Опыт применения кислородно-ксеноновых ингаляций для купирования послеоперационных болей при операции открытого синус-лифта. В кн.: Материалы третьей конференции анестезиологов-реаниматологов медицинских учреждений МО РФ. Москва. 2012; с. 115–117. [Sitnikov E.V. Experience of using oxygen-xenon inhalations for the relief of postoperative pain during open sinus lift surgery. In: Proceedings of the third conference of anesthesiologists-resuscitators of medical institutions of the Ministry of Defense of the Russian Federation. Moscow; 2012; pp. 115–117 (In Russ.).]
  30. Nakata Y., Goto T., Ishiguro Y., et al. Minimum alveolar concentration (MAC) of xenon with sevoflurane in humans. Anesthesiology. 2001; 94(4): 611–614. https://doi.org/10.1097/00000542-200104000-00013
  31. Gozhenko A.I., Gritsenyuk M.S., et al. Physiological effects of oral intake of an aqueous solution of xenon. J Health Sci. 2014; 4(7): 123–132.
  32. Каменев А.В., Степанов А.Г. Применение ксенона для лечения больных с поясничным остеохондрозом позвоночника. В кн.: Материалы третьей конференции анестезиологов-реаниматологов медицинских учреждений МО РФ. Москва. 2012; 118–120 с. [Kamenev A.V., Stepanov A.G. The use of xenon for the treatment of patients with lumbar osteochondrosis of the spine. In: Proceedings of the third conference of anesthesiologists-resuscitators of medical institutions of the Ministry of Defense of the Russian Federation. Moscow. 2012; pp. 118–120 (In Russ.).]
  33. Liu W., Khatibi N., Sridharan A., et al. Application of medical gases in the field of neurobiology. Med Gas Res. 2011; 1(1): 13. https://doi.org/10.1186/2045-9912-1-13
  34. Hawker G.A., Mian S., Kendzerska T., et al. Measures of adult pain: Visual Analog Scale for Pain (VAS Pain), Numeric Rating Scale for Pain (NRS Pain), McGill Pain Questionnaire (MPQ), Short-Form McGill Pain Questionnaire (SF-MPQ), Chronic Pain Grade Scale (CPGS), Short Form-36 Bodily Pain Scale (SF-36 BPS), and Measure of Intermittent and Constant Osteoarthritis Pain (ICOAP). Arthritis Care Res (Hoboken). 2011; 63(Suppl 11): S240–S252. https://doi.org/10.1002/acr.20577
  35. Giacalone M., Abramo A., Giunta F., et al. Xenon-related analgesia: a new target for pain treatment. Clin J Pain. 2013; 29(7): 639–643. https://doi.org/10.1097/AJP.0b013e31826a64a5
  36. Nonaka K., Nakamura M., Noda M., et al. Synaptic effects of xenon on NMDA receptor-mediated response in rat spinal neuron. Neurosci Lett. 2024; 836: 137885. https://doi.org/10.1016/j.neulet.2024.137885
  37. Liu L.T., Xu Y., Tang P. Mechanistic insights into xenon inhibition of NMDA receptors from MD simulations. J Phys Chem B. 2010; 114(27): 9010–9016. https://doi.org/10.1021/jp101908w
  38. Хиновкер В.В., Веселова О.Ф., Хиновкер Е.В. и др. Лечение нейропатической боли ксеноном. Регионарная анестезия и лечение острой боли. 2022; 16(2): 151–159. [Khinovker V.V., Veselova O.F., Khinovker E.V., et al. Xenon for neuropathic pain treatment. Reg Anesth Acute Pain Manag. 2022; 16(2): 151–159 (In Russ.).]
  39. Lv H., Huang J., Zhang X., et al. Xenon ameliorates chronic post-surgical pain by regulating mitophagy in microglia and rats mediated by PINK1/Parkin pathway. PeerJ. 2024; 12: e16855. https://doi.org/10.7717/peerj.16855
  40. Yang Y.S., Wu S.H., Chen W.C., et al. Effects of xenon anesthesia on postoperative neurocognitive disorders: a systematic review and meta-analysis. BMC Anesthesiol. 2023; 23(1): 366. https://doi.org/10.1186/s12871-023-02331-6
  41. Kaufman T.J., Meloni E.G., Qrareya A.N., et al. Effects of inhaled low-concentration xenon gas on naltrexone-precipitated withdrawal symptoms in morphine-dependent mice. Drug Alcohol Depend. 2024; 255: 110967. https://doi.org/10.1016/j.drugalcdep.2024.110967
  42. Zhang H., Baby H.M., Ishihara S., et al. Extended osteoarthritis pain relief with neosaxitoxin using alginate-core polymeric microparticles. Nanoscale. 2025; 17(44): 25664–25679. https://doi.org/10.1039/d5nr02912k
  43. Ярыгин Н.В., Шомина Е.А. Применение ксенона в медицинской практике (обзор литературы). Практическая медицина. 2022; 20(4): 171–176. [Yarygin N.V., Shomina E.A. Use of xenon in medical practice (literature review). Practical medicine. 2022; 20(4): 171–176 (In Russ.).]

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2026 Shomina E.A., Guriev V.V., Yarygin N.V.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.