Uvod

Hiperbarična oksigenacija (HBO) ili terapija hiperbaričnom oksigenacijom, engl. Hyperbaric oxygen therapy (HBOT), je svako terapijsko ili eksperimentalno korištenje 100% kisika pri tlaku koji je iznad razine atmosferskog tlaka. HBO se najčešće provodi intermitentno, u posebno dizajniranim hiperbaričnim komorama u kojima može biti smještena jedna ili istovremeno više osoba ili eksperimentalnih životinja, a izlaganje 100% kisiku može se provoditi preko maske uz okolne uvjete hiperbaričnog zraka ili pak cijela komora može biti ispunjena 100% kisikom. Za kliničku uporabu, tlak treba biti minimalno 1,4 atm (otprilike 1,4 bara). Doprema kisika pod povišenim tlakom dovodi do povećanja arterijskog i tkivnog parcijalnog tlaka kisika (pO₂), što ima korisne učinke u stanjima u kojima smanjena tkivna oksigenacija ne zadovoljava metaboličke potrebe. Pri HBO povećava se količina otopljenog kisika u plazmi, pojačavajući prijenos kisika neovisan o hemoglobinu. Tijekom posljednjih nekoliko desetljeća, uporaba HBO je postala sve raširenija i dostupnija u kliničkoj praksi. Uska lepeza klasičnih medicinskih indikacija se tijekom vremena proširila kako su istraživanja pokazala potencijalnu korist od HBO u raznim drugim patološkim stanjima.

Terapijske indikacije za HBO

Posebno intenzivno se posljednjih godina istražuje povoljan učinak HBO na ishemijske ulkuse te kronične dijabetične ulkuse (stanja s vaskularnom patologijom i poremećajima tkivne perfuzije koji su povezani s poremećajima vaskularne funkcije) kod kojih se pokazalo da HBO značajno pridonosi cijeljenju.

HBO može u posebnim okolnostima biti primarni modalitet liječenja, dok je u drugima dodatna terapijska opcija (uz kirurške, farmakološke itd.), ako je istraživanjima dokazan korisni učinak. Službene indikacije za HBO su trenutno: dekompresijska bolest, zračna (plinska) embolija, otrovanje ugljikovim monoksidom (za koje je HBO glavni način liječenja), plinska gangrena, nekrotizirajući fasciitis, specifične traumatske ishemije (crush sindrom, compartment sindrom), intrakranijski apsces, refraktorni osteomijelitis, teška anemija (liječenje hipoksičnih posljedica i organske disfunkcije u slučaju nemogućnosti ili odbijanja transfuzije), odgođena radijacijska ozljeda (nekroza kosti i mekih tkiva), kompromitirani tkivni transplantati i režnjevi, akutne opekline, idiopatski senzorineuralni gubitak sluha, arterijske insuficijencije (okluzija centralne retinalne arterije i problemi s cijeljenjem kroničnih rana). Posebno intenzivno se posljednjih godina istražuje povoljan učinak HBO na ishemijske ulkuse te kronične dijabetične ulkuse (stanja s vaskularnom patologijom i poremećajima tkivne perfuzije koji su povezani s poremećajima vaskularne funkcije) kod kojih se pokazalo da HBO značajno pridonosi cijeljenju.

Istraživanja su se također usmjerila na ulogu HBO u brojnim drugim patološkim stanjima, uključujući multiplu sklerozu, Alzheimerovu bolest, Parkinsonovu bolest, AIDS, astmu, upalne bolesti crijeva, srčane bolesti, hepatitis, cerebralnu paralizu, autizam, depresiju, šećernu bolest, maligne bolesti i druge. Međutim, za sada nema dovoljno jasnih dokaza da HBO djeluje povoljno u stanjima koja nisu uključena u službene indikacije. Stoga, uporaba HBO za bolesti mimo prihvaćenih indikacija nije preporučena. "Off-label" uporaba HBO u određenim drugim stanjima je moguće potaknuta i eventualnim manjim studijama koje povezuju HBO s korisnim učincima, ali s obzirom da nije jasno utvrđena korist i šteta za druga patološka stanja, HBO ne treba provoditi mimo etabliranih indikacija. HBO je područje intenzivnih daljnjih istraživanja i moguće je da će u budućnosti spektar indikacija biti proširen u službenim preporukama.

Kontraindikacije

Apsolutna kontraindikacija je neliječeni pneumotoraks, dok relativne kontraindikacije uključuju KOPB težeg stupnja, srčano zatajivanje, bradikardiju, visoki febrilitet, hipertenzivnu krizu, prijelom baze lubanje, upale gornjih dišnih putova, ranije torakalne kirurške zahvate koji bi mogli povećati rizik za pneumotoraks, trudnoću, klaustrofobiju, određene maligne bolesti i liječenje nekim kemoterapeuticima.

Dodatni mehanizmi HBO na staničnoj razini i u cirkulaciji

Povoljni učinci HBO u cirkulaciji i patološkim stanjima s poremećenom vaskularnom funkcijom i tkivnom perfuzijom se ne mogu jednostavno objasniti pojačanom dostavom kisika u tkiva i nadoknadom postojećeg deficita kisika. Na temelju znanstvenih spoznaja postaje sve jasnije da su djelovanja kisika izuzetno kompleksna i nisu samo objašnjiva kao djelovanje jednog nutrijenta. Kisik igra važnu ulogu u zamršenom sustavu signalnih putova i sposoban je promijeniti ekspresiju proteina kao što su faktori rasta ili proteini toplinskog šoka. Utvrđeno je da HBO dovodi do promjena na molekularnoj/signalnoj razini u stanicama te da modulira vaskularnu reaktivnost i na taj način utječe na vaskularnu funkciju. HBO u eksperimentalnim životinjskim modelima može dovesti do oporavka vaskularne funkcije koja je oštećena u stanjima kao što je šećerna bolest. Pokazalo se da HBO može dovesti do promjene razina citokina i upalnih medijatora, ekspresije adhezijskih molekula, angiogeneze, apoptotičnih signalnih putova, sintaze dušikovog oksida i brojnih drugih faktora važnih u normalnom funkcioniranju cirkulacije i imunosnih procesa. Ovi mehanizmi mogli bi objasniti neke povoljne utjecaje HBO koji su dokumentirani, većinom u animalnim studijama, uključujući poboljšanje ishoda cerebrovaskularnog inzulta, pozitivne učinke u oporavku od infarkta miokarda i akutne periferne ishemije ekstremiteta, smanjenje aterosklerotskih plakova i druge. Uvid u točne mehanizme utjecaja HBO na vaskularnu funkciju još je uvijek vrlo oskudan i očekuje se da će daljnja istraživanja pridonijeti rasvjetljavanju ovog područja. Dobro poznavanje mehanizama HBO preduvjet je za optimalno korištenje HBO u kliničkim okolnostima, optimiziranje indikacija i kontraindikacija, poboljšanje efikasnosti korištenja za razna patološka stanja, predviđanje poželjnih i nepoželjnih učinaka te interakcija s lijekovima.

Potencijalna toksičnost

Kronično otrovanje kisikom, koje se može javiti već nakon 12-satnog izlaganja kisiku pri tlaku od jednog bara, očituje se kongestijom dišnih putova, plućnim edemom i atelektazom zbog oštećenja sluznice bronha i alveola.

Među danas poznatim i dobro dokumentiranim štetnim učincima HBO, jedan od najozbiljnijih događaja je akutno otrovanje kisikom koje se očituje epileptiformnim napadajima nakon kojih većina osoba zapada u komu, a rizik pojave istih raste porastom tlaka kisika i naročito je visok pri tlaku iznad 4 bara. Takvo akutno otrovanje uključuje i simptome kao što su: mučnina, mišićni trzaji, omaglica, poremećaji vida, razdražljivost i dezorijentacija. Kronično otrovanje kisikom, koje se može javiti već nakon 12-satnog izlaganja kisiku pri tlaku od jednog bara, očituje se kongestijom dišnih putova, plućnim edemom i atelektazom zbog oštećenja sluznice bronha i alveola.

Barotrauma u tkivima srednjeg uha i paranazalnih sinusa, gdje se nalazi zarobljeni zrak (u slučaju postojanja zapreke izjednačavanju tlakova – npr. kod infekcije gornjih dišnih putova), može predstavljati problem.

Premda bi potencijalno korisni učinci HBO mogli biti posljedica molekularnih učinaka i utjecaja na signalne stanične mehanizme, za sada još nije poznato u kojoj mjeri bi promjene molekularnih/staničnih signalnih putova (npr. još nedovoljno jasan učinak na antioksidativne zaštitne sustave i ekspresiju njihovih komponenti) ili oksidativni stres mogli biti potencijalno štetni tijekom dulje terapijske primjene.

Regulatorno društvo

U svrhu unaprjeđenja kvalitete kliničke i eksperimentalne uporabe HBO, regulacije korištenja HBO i nadzora novih spoznaja u hiperbaričnoj medicini i medicini ronjenja, formirano je udruženje “Undersea and Hyperbaric Medical Society” (s tim imenom od 1986. godine) koje je postalo međunarodno prepoznato tijelo i koje doprinosi jasnijem definiranju korisnih i potencijalno štetnih učinaka HBO te kliničkih indikacija i kontraindikacija.

Zaključak

HBO kao terapijska metoda ima važnu primarnu ulogu za određena specifična patološka stanja (kao što su dekompresijska bolest, plinska embolija, otrovanje ugljikovim monoksidom i dr.), dok su novija istraživanja posljednjih desetljeća ukazala na potencijalno koristan učinak HBO u drugim bolestima u kojima pak HBO može imati ulogu kao dodatna (adjuvantna) terapijska mjera i ne zamjenjuje osnovne etablirane terapijske modalitete za pojedine bolesti.

Literatura

Broome JR, Smith DJ. Pneumothorax as a complication of recompression therapy for cerebral arterial gas embolism. Undersea Biomed Res 1992;19:447−55.

Chin W, Jacoby L, Simon O, Talati N, Wegrzyn G, Jacoby R, Proano J, Sprau SE, Markovitz G, Hsu R, Joo E. Hyperbaric programs in the United States: Locations and capabilities of treating decompression sickness, arterial gas embolisms, and acute carbon monoxide poisoning: survey results. Undersea Hyperb Med 2016;43:29−43 

Chng J, Low CT, Kang WL. The development of hyperbaric and diving medicine in Singapore. Singapore Med J 2011;52:901−5.

Devaraj D, Srisakthi D. Hyperbaric oxygen therapy - can it be the new era in dentistry? J Clin Diagn Res 2014;8:263−5.

Drenjancević-Perić I, Gros M, Kibel A. Influence of hyperbaric oxygen on blood vessel reactivity: concept of changes in conducted vasomotor response. Coll Antropol 2009;33:681−5.

Drenjancevic I, Kibel A. Restoring vascular function with hyperbaric oxygen treatment: recovery mechanisms. J Vasc Res 2014;51:1−13.

Drenjancevic I, Kibel A, Kibel D, Seric V, Cosic A. Blood pressure, acid-base and blood gas status and indicators of oxidative stress in healthy male rats exposed to acute hyperbaric oxygenation. Undersea Hyperb Med 2013;40:319−28.

FDA Consumer Health Information; Hyperbaric Oxygen Therapy: Don't Be Misled. U.S. Food and Drug Administration, August, 2013. www.fda.gov/consumer

Guyton AC, Hall, JE. Medicinska fiziologija. Jedanaesto izdanje: Medicinska naklada, Zagreb; 2006.

Kibel A, Cavka A, Cosic A, Falck JR, Drenjancevic I. Effects of hyperbaric oxygenation on vascular reactivity to angiotensin II and angiotensin-(1-7) in rats. Undersea Hyperb Med. 2012;39:1053−66.

Kibel A, Novak S, Cosic A, Mihaljevic Z, Falck JR, Drenjancevic I. Hyperbaric oxygenation modulates vascular reactivity to angiotensin-(1-7) in diabetic rats: potential role of epoxyeicosatrienoic acids. Diab Vasc Dis Res. 2015;12:33−45.

Kibel, A. Modulacija vaskularih odgovora na angiotensin II i angiotenzin (1-7) hiperbaričnom oksigenacijom-uloga CYP enzima / doktorska disertacija, Osijek, Hrvatska : Medicinski fakultet, 8.3. 2014

Londahl M. Hyperbaric oxygen therapy as treatment of diabetic foot ulcers. Diabetes Metab Res Rev 2012; 28 Suppl 1:78−84.

Milovanova TN, Bhopale VM, Sorokina EM, Moore JS, Hunt TK, Hauer-Jensen M, et al. Hyperbaric oxygen stimulates vasculogenic stem cell growth and differentiation in vivo. J Appl Physiol. 2009;106:711−28.

Shah J. Hyperbaric Oxygen Therapy. J Am Col Certif Wound Spec 2010;2: 9–13.

Tandara AA, Mustoe TA. Oxygen in wound healing--more than a nutrient. World J Surg. 2004; 28:294−300.

Unfirer S, Kibel A, Drenjancevic-Peric I. The effect of hyperbaric oxygen therapy on blood vessel function in diabetes mellitus. Med Hypotheses. 2008;71:776−80.

web stranica Undersea and Hyperbaric Medical Society: https://www.uhms.org/resources/hbo-indications.html

Yan L, Liang T, Cheng O. Hyperbaric oxygen therapy in China. Med Gas Res. 2015 Feb 18;5:3.