Abstract: Продолжающаяся пандемия COVID-19 привлекает внимание к патогенезу заболевания и механизмам развития его фатальных осложнений. Наиболее опасным осложнением является острый респираторный дистресс-синдром (ОРДС). При развитии ОРДС нарушается способность лёгочного сурфактанта (ЛС) поддерживать низкие значения поверхностного натяжения (ПН) на границе воздух-гликокалекс, что приводит к ателектазу альвеол. ЛС представляет собой липопротеиновый комплекс, содержащий около 10 % белков и 90 % липидов, которые и обеспечивают низкое значения ПН. Нарушение способности легочного сурфактанта поддерживать необходимое ПН, связано с образованием агрегатов ЛС, в которых латеральная подвижность молекул фосфолипидов значительно снижена. В 2021 г. в ряде клинических наблюдений была показана эффективность кратковременных ингаляций Xe/O2 газовой смесью в купировании пост-ковидной вентиляционной недостаточности за счет, вероятного, индуцированного ксеноном восстановления поверхностной активности ЛС [1, 2]. Для понимания природы наблюдаемых эффектов, в настоящей работе, приведены результаты in silico- исследования предполагаемых механизмов происходящих процессов. Расчеты проведены как для чистого атомарного Xe, так и для ксенона, поляризованного молекулярным кислородом, в газовой фазе и с учетом сольватации водой. Молекулярное моделирование агрегированных липидных систем, позволяет объяснить потерю латеральной подвижности взаимодействиями гидрофобных ацильных цепочек ФЛ, при которых возникают общие области электростатического потенциала или наблюдается электростатическое притяжение молекул, поляризующихся соответствующим образом. Атомарный ксенон образует с биомишениями такого состава/строения интермедиаты, которые можно охарактеризовать, как координационные соединения включения, по типу известных клатратов Хе с органическими молекулами, например p-t-Butyl-calix(4)arene xenon clathrate (ILEZAA (CCDC)). Особенности поляризации самого Хе в составе данных соединений объясняют причины их быстрого распада, что и восстанавливает латеральную подвижность ФЛ и, как следствие, функциональную активность плёнок ЛС. Расчеты изменения термодинамических параметров (энергии Гиббса и энтальпии) в соответствующих реакциях, говорят о большой вероятности предлагаемого механизма и объясняют имеющиеся клинические наблюдения.

Cite: Евтушенко Д.Н. , Фатеев А.В. , Наумов С.А. , Удут Е.В. , Наумов С.С. , Удут В.В.
Ксенон-индуцированное восстановление функциональной активности легочного сурфактанта (in silico исследование)
VIII Междисциплинарная конференция «Молекулярные и биологические аспекты химии, фармацевтики и фармакологии» 24-27 апр. 2023