Στον τομέα της σύγχρονης ιατρικής, τα αντιβιοτικά έχουν αποδειχθεί μια από τις σημαντικότερες εξελίξεις, μειώνοντας δραματικά τα ποσοστά επίπτωσης και θνησιμότητας που σχετίζονται με μικροβιακές λοιμώξεις. Η ικανότητά τους να αλλοιώνουν τα κλινικά αποτελέσματα των βακτηριακών λοιμώξεων έχει παρατείνει το προσδόκιμο ζωής αμέτρητων ασθενών. Τα αντιβιοτικά είναι κρίσιμα σε πολύπλοκες ιατρικές διαδικασίες, όπως χειρουργικές επεμβάσεις, τοποθετήσεις εμφυτευμάτων, μεταμοσχεύσεις και χημειοθεραπεία. Ωστόσο, η εμφάνιση ανθεκτικών στα αντιβιοτικά παθογόνων αποτελεί αυξανόμενη ανησυχία, μειώνοντας την αποτελεσματικότητα αυτών των φαρμάκων με την πάροδο του χρόνου. Περιπτώσεις αντοχής στα αντιβιοτικά έχουν καταγραφεί σε όλες τις κατηγορίες αντιβιοτικών καθώς εμφανίζονται μικροβιακές μεταλλάξεις. Η πίεση επιλογής που ασκείται από τα αντιμικροβιακά φάρμακα έχει συμβάλει στην αύξηση των ανθεκτικών στελεχών, θέτοντας μια σημαντική πρόκληση για την παγκόσμια υγεία.
Για την καταπολέμηση του πιεστικού ζητήματος της μικροβιακής αντοχής, είναι απαραίτητο να εφαρμοστούν αποτελεσματικές πολιτικές ελέγχου των λοιμώξεων που να περιορίζουν την εξάπλωση των ανθεκτικών παθογόνων, παράλληλα με τη μείωση της χρήσης αντιβιοτικών. Επιπλέον, υπάρχει πιεστική ανάγκη για εναλλακτικές μεθόδους θεραπείας. Η Υπερβαρική Οξυγόνο Θεραπεία (HBOT) έχει αναδειχθεί ως μια πολλά υποσχόμενη μέθοδος σε αυτό το πλαίσιο, η οποία περιλαμβάνει την εισπνοή 100% οξυγόνου σε συγκεκριμένα επίπεδα πίεσης για ένα χρονικό διάστημα. Ως κύρια ή συμπληρωματική θεραπεία για λοιμώξεις, η HBOT μπορεί να προσφέρει νέα ελπίδα στη θεραπεία οξέων λοιμώξεων που προκαλούνται από ανθεκτικά στα αντιβιοτικά παθογόνα.
Αυτή η θεραπεία εφαρμόζεται ολοένα και περισσότερο ως κύρια ή εναλλακτική θεραπεία για διάφορες παθήσεις, όπως φλεγμονή, δηλητηρίαση από μονοξείδιο του άνθρακα, χρόνια τραύματα, ισχαιμικές παθήσεις και λοιμώξεις. Οι κλινικές εφαρμογές του HBOT στη θεραπεία λοιμώξεων είναι σημαντικές, παρέχοντας ανεκτίμητα πλεονεκτήματα στους ασθενείς.
Κλινικές Εφαρμογές της Υπερβαρικής Οξυγονοθεραπείας σε Λοιμώξεις
Τα τρέχοντα στοιχεία υποστηρίζουν σθεναρά την εφαρμογή του HBOT, τόσο ως αυτόνομη όσο και ως συμπληρωματική θεραπεία, παρουσιάζοντας σημαντικά οφέλη σε ασθενείς με λοίμωξη. Κατά τη διάρκεια του HBOT, η αρτηριακή πίεση οξυγόνου στο αίμα μπορεί να αυξηθεί στα 2000 mmHg και η προκύπτουσα υψηλή κλίση πίεσης οξυγόνου-ιστού μπορεί να αυξήσει τα επίπεδα οξυγόνου στους ιστούς στα 500 mmHg. Τέτοιες επιδράσεις είναι ιδιαίτερα πολύτιμες για την προώθηση της επούλωσης φλεγμονωδών αποκρίσεων και διαταραχών της μικροκυκλοφορίας που παρατηρούνται σε ισχαιμικά περιβάλλοντα, καθώς και στη διαχείριση του συνδρόμου διαμερίσματος.
Το HBOT μπορεί επίσης να επηρεάσει παθήσεις που εξαρτώνται από το ανοσοποιητικό σύστημα. Η έρευνα δείχνει ότι το HBOT μπορεί να καταστείλει τα αυτοάνοσα σύνδρομα και τις ανοσολογικές αποκρίσεις που προκαλούνται από αντιγόνα, βοηθώντας στη διατήρηση της ανοχής στο μόσχευμα μειώνοντας την κυκλοφορία των λεμφοκυττάρων και των λευκοκυττάρων, ενώ παράλληλα τροποποιεί τις ανοσολογικές αποκρίσεις. Επιπλέον, το HBOTυποστηρίζει την επούλωσησε χρόνιες δερματικές αλλοιώσεις διεγείροντας την αγγειογένεση, μια κρίσιμη διαδικασία για βελτιωμένη ανάρρωση. Αυτή η θεραπεία ενθαρρύνει επίσης τον σχηματισμό μήτρας κολλαγόνου, μια απαραίτητη φάση στην επούλωση τραυμάτων.
Ιδιαίτερη προσοχή πρέπει να δοθεί σε ορισμένες λοιμώξεις, ιδιαίτερα σε βαθιές και δύσκολα θεραπεύσιμες λοιμώξεις, όπως η νεκρωτική απονευρωσίτιδα, η οστεομυελίτιδα, οι χρόνιες λοιμώξεις των μαλακών ιστών και η λοιμώδης ενδοκαρδίτιδα. Μία από τις πιο συχνές κλινικές εφαρμογές του HBOT είναι για λοιμώξεις δέρματος-μαλακών ιστών και οστεομυελίτιδα που σχετίζονται με χαμηλά επίπεδα οξυγόνου, οι οποίες συχνά προκαλούνται από αναερόβια ή ανθεκτικά βακτήρια.
1. Λοιμώξεις διαβητικού ποδιού
Διαβητικό πόδιΤα έλκη αποτελούν μια συχνή επιπλοκή μεταξύ των διαβητικών ασθενών, επηρεάζοντας έως και το 25% αυτού του πληθυσμού. Οι λοιμώξεις εμφανίζονται συχνά σε αυτά τα έλκη (αντιπροσωπεύοντας το 40%-80% των περιπτώσεων) και οδηγούν σε αυξημένη νοσηρότητα και θνησιμότητα. Οι λοιμώξεις του διαβητικού ποδιού (ΔΔΠ) συνήθως αποτελούνται από πολυμικροβιακές λοιμώξεις με εντοπισμένη μια ποικιλία αναερόβιων βακτηριακών παθογόνων. Διάφοροι παράγοντες, συμπεριλαμβανομένων των ελαττωμάτων της λειτουργίας των ινοβλαστών, των προβλημάτων σχηματισμού κολλαγόνου, των κυτταρικών ανοσοποιητικών μηχανισμών και της λειτουργίας των φαγοκυττάρων, μπορούν να εμποδίσουν την επούλωση τραυμάτων σε διαβητικούς ασθενείς. Αρκετές μελέτες έχουν εντοπίσει τη μειωμένη οξυγόνωση του δέρματος ως ισχυρό παράγοντα κινδύνου για ακρωτηριασμούς που σχετίζονται με ΔΔΠ.
Ως μία από τις τρέχουσες επιλογές για τη θεραπεία του DFIΈχει αναφερθεί ότι η θεραπεία με υπερβαρικό οξυγόνο (HBOT) βελτιώνει σημαντικά τα ποσοστά επούλωσης των ελκών διαβητικού ποδιού, μειώνοντας στη συνέχεια την ανάγκη για ακρωτηριασμούς και περίπλοκες χειρουργικές επεμβάσεις. Όχι μόνο ελαχιστοποιεί την ανάγκη για διαδικασίες που απαιτούν πολλούς πόρους, όπως οι χειρουργικές επεμβάσεις με κρημνό και τα δερματικά μοσχεύματα, αλλά παρουσιάζει επίσης χαμηλότερο κόστος και ελάχιστες παρενέργειες σε σύγκριση με τις χειρουργικές επιλογές. Μια μελέτη των Chen et al. έδειξε ότι περισσότερες από 10 συνεδρίες HBOT οδήγησαν σε βελτίωση κατά 78,3% στα ποσοστά επούλωσης τραυμάτων σε διαβητικούς ασθενείς.
2. Νεκρωτικές λοιμώξεις μαλακών ιστών
Οι νεκρωτικές λοιμώξεις των μαλακών ιστών (NSTIs) είναι συχνά πολυμικροβιακές, συνήθως προκύπτουν από έναν συνδυασμό αερόβιων και αναερόβιων βακτηριακών παθογόνων και συχνά σχετίζονται με την παραγωγή αερίων. Ενώ οι NSTIs είναι σχετικά σπάνιες, παρουσιάζουν υψηλό ποσοστό θνησιμότητας λόγω της ταχείας εξέλιξής τους. Η έγκαιρη και κατάλληλη διάγνωση και θεραπεία είναι το κλειδί για την επίτευξη ευνοϊκών αποτελεσμάτων και το HBOT έχει προταθεί ως συμπληρωματική μέθοδος για τη διαχείριση των NSTIs. Παρόλο που εξακολουθεί να υπάρχει διαμάχη σχετικά με τη χρήση του HBOT στις NSTIs λόγω της έλλειψης προοπτικών ελεγχόμενων μελετών,Τα στοιχεία υποδηλώνουν ότι μπορεί να συσχετίζεται με βελτιωμένα ποσοστά επιβίωσης και διατήρησης οργάνων σε ασθενείς με NSTIΜια αναδρομική μελέτη έδειξε σημαντική μείωση στα ποσοστά θνησιμότητας μεταξύ των ασθενών με NSTI που έλαβαν HBOT.
1.3 Λοιμώξεις Χειρουργικής Θέσης
Οι Λοιμώξεις του Στεροειδούς Λοιμώξεων (ΛΛ) μπορούν να ταξινομηθούν με βάση την ανατομική εντόπιση της λοίμωξης και μπορούν να προκύψουν από διάφορα παθογόνα, συμπεριλαμβανομένων τόσο αερόβιων όσο και αναερόβιων βακτηρίων. Παρά τις εξελίξεις στα μέτρα ελέγχου των λοιμώξεων, όπως οι τεχνικές αποστείρωσης, η χρήση προφυλακτικών αντιβιοτικών και οι βελτιώσεις στις χειρουργικές πρακτικές, οι ΛΛ παραμένουν μια επίμονη επιπλοκή.
Μία σημαντική ανασκόπηση διερεύνησε την αποτελεσματικότητα του HBOT στην πρόληψη των βαθιών Λοιμώξεων του Μυελού των Δοντιών (SSI) σε χειρουργική επέμβαση νευρομυϊκής σκολίωσης. Το προεγχειρητικό HBOT μπορεί να μειώσει σημαντικά τη συχνότητα εμφάνισης των SSI και να διευκολύνει την επούλωση τραυμάτων. Αυτή η μη επεμβατική θεραπεία δημιουργεί ένα περιβάλλον όπου τα επίπεδα οξυγόνου στους ιστούς του τραύματος είναι αυξημένα, κάτι που έχει συσχετιστεί με την οξειδωτική δράση θανάτωσης παθογόνων. Επιπλέον, αντιμετωπίζει τα μειωμένα επίπεδα οξυγόνου στο αίμα και στα επίπεδα οξυγόνου που συμβάλλουν στην ανάπτυξη των SSI. Πέρα από άλλες στρατηγικές ελέγχου λοιμώξεων, το HBOT έχει προταθεί ιδιαίτερα για καθαρές μολυσμένες χειρουργικές επεμβάσεις, όπως οι κολοορθικές επεμβάσεις.
1.4 Εγκαύματα
Τα εγκαύματα είναι τραυματισμοί που προκαλούνται από υπερβολική θερμότητα, ηλεκτρικό ρεύμα, χημικές ουσίες ή ακτινοβολία και μπορούν να προκαλέσουν υψηλά ποσοστά νοσηρότητας και θνησιμότητας. Η υπερβαρική θεραπεία (HBOT) είναι ευεργετική στη θεραπεία εγκαυμάτων αυξάνοντας τα επίπεδα οξυγόνου στους κατεστραμμένους ιστούς. Ενώ οι μελέτες σε ζώα και οι κλινικές μελέτες παρουσιάζουν ανάμεικτα αποτελέσματα σχετικά μεη αποτελεσματικότητα του HBOT στη θεραπεία εγκαυμάτων, μια μελέτη που περιελάμβανε 125 ασθενείς με εγκαύματα έδειξε ότι η υπερβαρική θεραπεία με οξυγόνο (HBOT) δεν έδειξε σημαντική επίδραση στα ποσοστά θνησιμότητας ή στον αριθμό των χειρουργικών επεμβάσεων που πραγματοποιήθηκαν, αλλά μείωσε τον μέσο χρόνο επούλωσης (19,7 ημέρες σε σύγκριση με 43,8 ημέρες). Η ενσωμάτωση της υπερβαρικής θεραπείας με οξυγόνο (HBOT) με την ολοκληρωμένη διαχείριση εγκαυμάτων θα μπορούσε να ελέγξει αποτελεσματικά τη σήψη σε ασθενείς με εγκαύματα, οδηγώντας σε μικρότερους χρόνους επούλωσης και μειωμένες ανάγκες σε υγρά. Ωστόσο, απαιτείται περαιτέρω εκτεταμένη προοπτική έρευνα για να επιβεβαιωθεί ο ρόλος της υπερβαρικής θεραπείας με οξυγόνο (HBOT) στη διαχείριση εκτεταμένων εγκαυμάτων.
1.5 Οστεομυελίτιδα
Η οστεομυελίτιδα είναι μια λοίμωξη των οστών ή του μυελού των οστών που συχνά προκαλείται από βακτηριακά παθογόνα. Η θεραπεία της οστεομυελίτιδας μπορεί να είναι δύσκολη λόγω της σχετικά κακής αιμάτωσης των οστών και της περιορισμένης διείσδυσης των αντιβιοτικών στον μυελό. Η χρόνια οστεομυελίτιδα χαρακτηρίζεται από επίμονα παθογόνα, ήπια φλεγμονή και νεκρωτικό σχηματισμό οστικού ιστού. Η ανθεκτική οστεομυελίτιδα αναφέρεται σε χρόνιες οστικές λοιμώξεις που συνεχίζονται ή υποτροπιάζουν παρά την κατάλληλη θεραπεία.
Έχει αποδειχθεί ότι το HBOT βελτιώνει σημαντικά τα επίπεδα οξυγόνου στους μολυσμένους οστικούς ιστούς. Πολυάριθμες σειρές περιστατικών και μελέτες κοόρτης δείχνουν ότι το HBOT βελτιώνει τα κλινικά αποτελέσματα για ασθενείς με οστεομυελίτιδα. Φαίνεται ότι λειτουργεί μέσω διαφόρων μηχανισμών, όπως η ενίσχυση της μεταβολικής δραστηριότητας, η καταστολή των βακτηριακών παθογόνων, η ενίσχυση των αντιβιοτικών επιδράσεων, η ελαχιστοποίηση της φλεγμονής και η προώθηση της επούλωσης.διεργασίες. Μετά από HBOT, το 60% έως 85% των ασθενών με χρόνια, ανθεκτική οστεομυελίτιδα εμφανίζουν σημάδια καταστολής της λοίμωξης.
1.6 Μυκητιασικές Λοιμώξεις
Παγκοσμίως, πάνω από τρία εκατομμύρια άτομα πάσχουν από χρόνιες ή διεισδυτικές μυκητιασικές λοιμώξεις, με αποτέλεσμα πάνω από 600.000 θανάτους ετησίως. Τα αποτελέσματα της θεραπείας για μυκητιασικές λοιμώξεις συχνά επηρεάζονται από παράγοντες όπως η αλλοιωμένη ανοσολογική κατάσταση, οι υποκείμενες ασθένειες και τα χαρακτηριστικά λοιμογόνου δράσης των παθογόνων. Η υπερβαρική θεραπεία (HBOT) γίνεται μια ελκυστική θεραπευτική επιλογή σε σοβαρές μυκητιασικές λοιμώξεις λόγω της ασφάλειας και της μη επεμβατικής της φύσης. Μελέτες δείχνουν ότι η HBOT θα μπορούσε να είναι αποτελεσματική έναντι μυκητιασικών παθογόνων όπως ο Ασπέργιλλος και το Μυκοβακτήριο της φυματίωσης.
Το HBOT προάγει τις αντιμυκητιασικές επιδράσεις αναστέλλοντας τον σχηματισμό βιοφίλμ του Aspergillus, με αυξημένη αποτελεσματικότητα που παρατηρείται σε στελέχη που δεν έχουν γονίδια υπεροξειδικής δισμουτάσης (SOD). Οι υποξικές συνθήκες κατά τη διάρκεια μυκητιασικών λοιμώξεων θέτουν προκλήσεις στην χορήγηση αντιμυκητιασικών φαρμάκων, καθιστώντας τα αυξημένα επίπεδα οξυγόνου από το HBOT μια δυνητικά ευεργετική παρέμβαση, αν και απαιτείται περαιτέρω έρευνα.
Οι αντιμικροβιακές ιδιότητες του HBOT
Το υπεροξικό περιβάλλον που δημιουργείται από το HBOT ξεκινά φυσιολογικές και βιοχημικές αλλαγές που διεγείρουν τις αντιβακτηριακές ιδιότητες, καθιστώντας το μια αποτελεσματική συμπληρωματική θεραπεία για λοιμώξεις. Το HBOT επιδεικνύει αξιοσημείωτες επιδράσεις έναντι αερόβιων βακτηρίων και κυρίως αναερόβιων βακτηρίων μέσω μηχανισμών όπως η άμεση βακτηριοκτόνος δράση, η ενίσχυση των ανοσολογικών αποκρίσεων και οι συνεργιστικές επιδράσεις με συγκεκριμένους αντιμικροβιακούς παράγοντες.
2.1 Άμεσες αντιβακτηριακές επιδράσεις του HBOT
Η άμεση αντιβακτηριακή δράση του HBOT αποδίδεται σε μεγάλο βαθμό στην παραγωγή δραστικών ειδών οξυγόνου (ROS), τα οποία περιλαμβάνουν ανιόντα υπεροξειδίου, υπεροξείδιο του υδρογόνου, ρίζες υδροξυλίου και ιόντα υδροξυλίου - τα οποία όλα προκύπτουν κατά τον κυτταρικό μεταβολισμό.
Η αλληλεπίδραση μεταξύ του O₂ και των κυτταρικών συστατικών είναι απαραίτητη για την κατανόηση του τρόπου με τον οποίο σχηματίζονται τα ROS μέσα στα κύτταρα. Υπό ορισμένες συνθήκες που αναφέρονται ως οξειδωτικό στρες, η ισορροπία μεταξύ του σχηματισμού ROS και της αποδόμησής τους διαταράσσεται, οδηγώντας σε αυξημένα επίπεδα ROS στα κύτταρα. Η παραγωγή υπεροξειδίου (O₂⁻) καταλύεται από την υπεροξειδική δισμουτάση, η οποία στη συνέχεια μετατρέπει το O₂⁻ σε υπεροξείδιο του υδρογόνου (H₂O₂). Αυτή η μετατροπή ενισχύεται περαιτέρω από την αντίδραση Fenton, η οποία οξειδώνει τον Fe²⁺ για να παράγει υδροξυλομάδες (·OH) και Fe³⁺, ξεκινώντας έτσι μια επιζήμια αλληλουχία οξειδοαναγωγής σχηματισμού ROS και κυτταρικής βλάβης.
Οι τοξικές επιδράσεις των ROS στοχεύουν κρίσιμα κυτταρικά συστατικά όπως το DNA, το RNA, οι πρωτεΐνες και τα λιπίδια. Αξίζει να σημειωθεί ότι το DNA αποτελεί πρωταρχικό στόχο της κυτταροτοξικότητας που προκαλείται από το H₂O₂, καθώς διαταράσσει τις δομές της δεοξυριβόζης και βλάπτει τις συνθέσεις βάσεων. Η φυσική βλάβη που προκαλείται από τα ROS επεκτείνεται στην ελικοειδή δομή του DNA, πιθανώς ως αποτέλεσμα της υπεροξείδωσης λιπιδίων που προκαλείται από τα ROS. Αυτό υπογραμμίζει τις αρνητικές συνέπειες των αυξημένων επιπέδων ROS στα βιολογικά συστήματα.
Αντιμικροβιακή δράση των ROS
Τα ROS διαδραματίζουν ζωτικό ρόλο στην αναστολή της μικροβιακής ανάπτυξης, όπως αποδεικνύεται μέσω της παραγωγής ROS που προκαλείται από HBOT. Οι τοξικές επιδράσεις των ROS στοχεύουν άμεσα σε κυτταρικά συστατικά όπως το DNA, οι πρωτεΐνες και τα λιπίδια. Υψηλές συγκεντρώσεις ενεργών ειδών οξυγόνου μπορούν να βλάψουν άμεσα τα λιπίδια, οδηγώντας σε υπεροξείδωση λιπιδίων. Αυτή η διαδικασία θέτει σε κίνδυνο την ακεραιότητα των κυτταρικών μεμβρανών και, κατά συνέπεια, τη λειτουργικότητα των υποδοχέων και των πρωτεϊνών που σχετίζονται με τη μεμβράνη.
Επιπλέον, οι πρωτεΐνες, οι οποίες αποτελούν επίσης σημαντικούς μοριακούς στόχους των ROS, υφίστανται συγκεκριμένες οξειδωτικές τροποποιήσεις σε διάφορα υπολείμματα αμινοξέων όπως η κυστεΐνη, η μεθειονίνη, η τυροσίνη, η φαινυλαλανίνη και η τρυπτοφάνη. Για παράδειγμα, έχει αποδειχθεί ότι το HBOT προκαλεί οξειδωτικές αλλαγές σε αρκετές πρωτεΐνες στο E. coli, συμπεριλαμβανομένου του παράγοντα επιμήκυνσης G και της DnaK, επηρεάζοντας έτσι τις κυτταρικές τους λειτουργίες.
Ενίσχυση της ανοσίας μέσω της υπερβαρικής θεραπείας (HBOT)
Οι αντιφλεγμονώδεις ιδιότητες του HBOTέχουν τεκμηριωθεί, αποδεικνύοντας ότι είναι κρίσιμης σημασίας για την ανακούφιση της βλάβης των ιστών και την καταστολή της εξέλιξης της λοίμωξης. Το HBOT επηρεάζει σημαντικά την έκφραση των κυτοκινών και άλλων φλεγμονωδών ρυθμιστών, επηρεάζοντας την ανοσολογική απόκριση. Διάφορα πειραματικά συστήματα παρατήρησαν διαφορικές αλλαγές στην έκφραση γονιδίων και στην παραγωγή πρωτεϊνών μετά το HBOT, οι οποίες είτε αυξομειώνουν είτε μειώνουν τους αυξητικούς παράγοντες και τις κυτοκίνες.
Κατά τη διάρκεια της διαδικασίας HBOT, τα αυξημένα επίπεδα O₂ πυροδοτούν μια σειρά κυτταρικών αποκρίσεων, όπως η καταστολή της απελευθέρωσης προφλεγμονωδών μεσολαβητών και η προώθηση της απόπτωσης των λεμφοκυττάρων και των ουδετερόφιλων. Συλλογικά, αυτές οι δράσεις ενισχύουν τους αντιμικροβιακούς μηχανισμούς του ανοσοποιητικού συστήματος, διευκολύνοντας έτσι την επούλωση των λοιμώξεων.
Επιπλέον, μελέτες υποδεικνύουν ότι τα αυξημένα επίπεδα O₂ κατά τη διάρκεια της υπερτροφικής θεραπείας με υπερβαρικό οξυγόνο (HBOT) μπορούν να μειώσουν την έκφραση προφλεγμονωδών κυτοκινών, συμπεριλαμβανομένης της ιντερφερόνης-γ (IFN-γ), της ιντερλευκίνης-1 (IL-1) και της ιντερλευκίνης-6 (IL-6). Αυτές οι αλλαγές περιλαμβάνουν επίσης τη μείωση της αναλογίας των CD4:CD8 Τ κυττάρων και τη ρύθμιση άλλων διαλυτών υποδοχέων, αυξάνοντας τελικά τα επίπεδα ιντερλευκίνης-10 (IL-10), η οποία είναι κρίσιμη για την εξουδετέρωση της φλεγμονής και την ενίσχυση της επούλωσης.
Οι αντιμικροβιακές δράσεις του HBOT είναι συνυφασμένες με πολύπλοκους βιολογικούς μηχανισμούς. Τόσο το υπεροξείδιο όσο και η αυξημένη αρτηριακή πίεση έχουν αναφερθεί ότι προάγουν ασυνεπώς την αντιβακτηριακή δράση που προκαλείται από το HBOT και την απόπτωση των ουδετερόφιλων. Μετά το HBOT, μια σημαντική αύξηση των επιπέδων οξυγόνου ενισχύει τις βακτηριοκτόνες ικανότητες των ουδετερόφιλων, ένα ουσιαστικό συστατικό της ανοσολογικής απόκρισης. Επιπλέον, το HBOT καταστέλλει την προσκόλληση των ουδετερόφιλων, η οποία προκαλείται από την αλληλεπίδραση των β-ιντεγκρίνων στα ουδετερόφιλα με τα μόρια διακυτταρικής προσκόλλησης (ICAM) στα ενδοθηλιακά κύτταρα. Το HBOT αναστέλλει τη δράση της ιντεγκρίνης β-2 των ουδετερόφιλων (Mac-1, CD11b/CD18) μέσω μιας διαδικασίας που προκαλείται από το μονοξείδιο του αζώτου (NO), συμβάλλοντας στη μετανάστευση των ουδετερόφιλων στην εστία της λοίμωξης.
Η ακριβής αναδιάταξη του κυτταροσκελετού είναι απαραίτητη για να φαγοκυττάρωνονται αποτελεσματικά τα ουδετερόφιλα από παθογόνα. Η S-νιτροζυλίωση της ακτίνης έχει αποδειχθεί ότι διεγείρει τον πολυμερισμό της ακτίνης, διευκολύνοντας ενδεχομένως τη φαγοκυτταρική δραστηριότητα των ουδετερόφιλων μετά από προεπεξεργασία με HBOT. Επιπλέον, το HBOT προάγει την απόπτωση σε ανθρώπινες Τ κυτταρικές σειρές μέσω μιτοχονδριακών οδών, με αναφερόμενη επιταχυνόμενη θνησιμότητα των λεμφοκυττάρων μετά από HBOT. Ο αποκλεισμός της κασπάσης-9 - χωρίς να επηρεάζει την κασπάση-8 - έχει καταδείξει τις ανοσοτροποποιητικές επιδράσεις του HBOT.
Οι συνεργιστικές επιδράσεις του HBOT με αντιμικροβιακούς παράγοντες
Σε κλινικές εφαρμογές, το HBOT χρησιμοποιείται συχνά παράλληλα με αντιβιοτικά για την αποτελεσματική καταπολέμηση λοιμώξεων. Η υπεροξική κατάσταση που επιτυγχάνεται κατά τη διάρκεια του HBOT μπορεί να επηρεάσει την αποτελεσματικότητα ορισμένων αντιβιοτικών παραγόντων. Η έρευνα υποδηλώνει ότι συγκεκριμένα βακτηριοκτόνα φάρμακα, όπως οι β-λακτάμες, οι φθοροκινολόνες και οι αμινογλυκοσίδες, όχι μόνο δρουν μέσω εγγενών μηχανισμών, αλλά βασίζονται επίσης εν μέρει στον αερόβιο μεταβολισμό των βακτηρίων. Επομένως, η παρουσία οξυγόνου και τα μεταβολικά χαρακτηριστικά των παθογόνων είναι καθοριστικά κατά την αξιολόγηση των θεραπευτικών επιδράσεων των αντιβιοτικών.
Σημαντικά στοιχεία έχουν δείξει ότι τα χαμηλά επίπεδα οξυγόνου μπορούν να αυξήσουν την αντοχή του Pseudomonas aeruginosa στην πιπερακιλλίνη/ταζομπακτάμη και ότι ένα περιβάλλον χαμηλού οξυγόνου συμβάλλει επίσης στην αυξημένη αντοχή του Enterobacter cloacae στην αζιθρομυκίνη. Αντίθετα, ορισμένες υποξικές καταστάσεις μπορεί να ενισχύσουν την ευαισθησία των βακτηρίων στα αντιβιοτικά τετρακυκλίνης. Το HBOT χρησιμεύει ως μια βιώσιμη συμπληρωματική θεραπευτική μέθοδος προκαλώντας αερόβιο μεταβολισμό και επαναοξυγόνωση υποξικών μολυσμένων ιστών, αυξάνοντας στη συνέχεια την ευαισθησία των παθογόνων στα αντιβιοτικά.
Σε προκλινικές μελέτες, ο συνδυασμός HBOT—χορηγούμενος δύο φορές την ημέρα για 8 ώρες στα 280 kPa—μαζί με τομπραμυκίνη (20 mg/kg/ημέρα) μείωσε σημαντικά τα βακτηριακά φορτία στην λοιμώδη ενδοκαρδίτιδα από Staphylococcus aureus. Αυτό καταδεικνύει τη δυνατότητα του HBOT ως βοηθητική θεραπεία. Περαιτέρω έρευνες έχουν αποκαλύψει ότι υπό 37°C και πίεση 3 ATA για 5 ώρες, το HBOT ενίσχυσε σημαντικά τις επιδράσεις της ιμιπενέμης έναντι του Pseudomonas aeruginosa που έχει μολυνθεί από μακροφάγα. Επιπλέον, η συνδυασμένη μέθοδος HBOT με κεφαζολίνη βρέθηκε να είναι πιο αποτελεσματική στη θεραπεία της οστεομυελίτιδας από Staphylococcus aureus σε ζωικά μοντέλα σε σύγκριση με την κεφαζολίνη μόνο του.
Το HBOT αυξάνει επίσης σημαντικά τη βακτηριοκτόνο δράση της σιπροφλοξασίνης έναντι των βιοφίλμ Pseudomonas aeruginosa, ιδιαίτερα μετά από 90 λεπτά έκθεσης. Αυτή η ενίσχυση αποδίδεται στον σχηματισμό ενδογενών δραστικών ειδών οξυγόνου (ROS) και εμφανίζει αυξημένη ευαισθησία σε μεταλλαγμένα στελέχη με ανεπάρκεια υπεροξειδάσης.
Σε μοντέλα πλευρίτιδας που προκαλείται από ανθεκτικό στη μεθικιλλίνη Staphylococcus aureus (MRSA), η συνεργατική δράση της βανκομυκίνης, της τεϊκοπλανίνης και της λινεζολίδης με το HBOT έδειξε σημαντικά αυξημένη αποτελεσματικότητα έναντι του MRSA. Η μετρονιδαζόλη, ένα αντιβιοτικό που χρησιμοποιείται εκτενώς στη θεραπεία σοβαρών αναερόβιων και πολυμικροβιακών λοιμώξεων, όπως οι λοιμώξεις του διαβητικού ποδιού (DFIs) και οι λοιμώξεις χειρουργικού σημείου (SSIs), έχει επιδείξει υψηλότερη αντιμικροβιακή αποτελεσματικότητα υπό αναερόβιες συνθήκες. Μελλοντικές μελέτες είναι απαραίτητες για τη διερεύνηση των συνεργιστικών αντιβακτηριακών δράσεων του HBOT σε συνδυασμό με μετρονιδαζόλη τόσο in vivo όσο και in vitro.
Η αντιμικροβιακή αποτελεσματικότητα του HBOT σε ανθεκτικά βακτήρια
Με την εξέλιξη και την εξάπλωση των ανθεκτικών στελεχών, τα παραδοσιακά αντιβιοτικά συχνά χάνουν την ισχύ τους με την πάροδο του χρόνου. Επιπλέον, το HBOT μπορεί να αποδειχθεί απαραίτητο στη θεραπεία και πρόληψη λοιμώξεων που προκαλούνται από πολυανθεκτικά παθογόνα, χρησιμεύοντας ως κρίσιμη στρατηγική όταν οι αντιβιοτικές θεραπείες αποτυγχάνουν. Πολυάριθμες μελέτες έχουν αναφέρει τις σημαντικές βακτηριοκτόνες επιδράσεις του HBOT σε κλινικά σχετικά ανθεκτικά βακτήρια. Για παράδειγμα, μια συνεδρία HBOT 90 λεπτών στις 2 ATM μείωσε σημαντικά την ανάπτυξη του MRSA. Επιπλέον, σε μοντέλα αναλογίας, το HBOT έχει ενισχύσει τις αντιβακτηριακές επιδράσεις διαφόρων αντιβιοτικών έναντι λοιμώξεων από MRSA. Οι αναφορές έχουν επιβεβαιώσει ότι το HBOT είναι αποτελεσματικό στη θεραπεία της οστεομυελίτιδας που προκαλείται από Klebsiella pneumoniae που παράγει OXA-48 χωρίς να απαιτείται η χορήγηση συμπληρωματικών αντιβιοτικών.
Συνοπτικά, η υπερβαρική οξυγονοθεραπεία αντιπροσωπεύει μια πολύπλευρη προσέγγιση στον έλεγχο των λοιμώξεων, ενισχύοντας την ανοσολογική απόκριση, ενώ παράλληλα ενισχύει την αποτελεσματικότητα των υπαρχόντων αντιμικροβιακών παραγόντων. Με ολοκληρωμένη έρευνα και ανάπτυξη, έχει τη δυνατότητα να μετριάσει τις επιπτώσεις της αντοχής στα αντιβιοτικά, προσφέροντας ελπίδα στη συνεχιζόμενη μάχη κατά των βακτηριακών λοιμώξεων.
Ώρα δημοσίευσης: 28 Φεβρουαρίου 2025