Хипербарична оксигенотерапија

Из Википедије, слободне енциклопедије
Хипербарична оксигенотерапија
Hyperbaric chamber BLKS 301M.jpg
Једномесна барокомора у којој се спроводи (ХБОТ)
Класификација и спољашњи ресурси
Специјалност Хипербарична медицина
ICD-9-CM 93.96
MeSH D010102

Хипербарична оксигенотерапија (ХБОТ), је научно утемељена метода лечења удисањем чистог медицинског (100%) кисеоника код пацијената са спонтаним или асистиране дисањем, на притиску околине већем од једног бара (нормалан атмосферски притисак на нивоу мора).[1][2] Укратко, хипербарична оксигенотерапија је скуп ефеката хипероксије на имунитет, транспорт кисеоника и хемодинамику циркулације. Позитивни терапијски ефекти (ХБОТ) су пре свега производ смањењења хипоксије и едема (отока) ткива, што омогућава организму пацијента да одговори на инфекције и исхемију.

„Правилно и на време примењена хипербарична оксигенотерапија често значи повратак пацијента из смрти у живот, из коме у свесно стање, од патње до уживања у нормаланом животу“. [3]

Историјат[уреди]

Иако се за хипероксију и њене позитивне учинке у организму знало још у 19. веку, њена примена у циљу лечења (ХБОТ), започела је да се примењује тек 60-их година 20. века уназад. Савремена примена хипербаричног кисеоника у клиничкој медицини почела је 1965. од стране др Черчил-Дејвидсона (енгл. Churchill-Davidson I)[4] и Борема (енгл. Boerema I).[5]

Хипербаричне оксигено терапије (ХБОТ) је наизменично називана "веома ефикасна терапија"[6] и "терапије у потрази за болестима" [3]. Након почетног успеха примене ХБОТ у кардиохирургији, код тровања угљен-моноксидом, гасне гангрене итд, бројни истраживачи у жељи да и друге поремећаје лече у хипербаричној комори, често су ХБОТ примењивали и без много научних образложења? Због тога је хипербарична оксигенотерапија пала у немилост многих „клиничара-критичара“, све до 1970, када се одиграло неколико значајних догађаја;

  • Основано је прво удружење лекара за подводну медицину (енгл. Undersea Medical Society (UMS)) које је помогло у издавањем смерница и директива 1972.
  • Године 1975, Дејвис и Хант објављују први клинички уџбеник „Хипербарична медицина“ [7]
  • Комитет (UMS) који је сазван 1976, донеоп је одлуку о формирању Комитета за хипербаричну оксигенацију (енгл. Hyperbaric Oxygen Committee), чији одбор од тада сваке две године објављује извештаје о прихваћеним медицинским условима за примену ХБОТ.
  • Потенцијалне индикације за ХБОТ су од 1976. строго провераване "како за одређене болести тако и за било који други третман повезан са тим поремећајем"[8].

„Захваљујући бројним студијама (спроведеним задњих двадесет година) о физиолошким учинцима кисеоника под притиском, хипербарична медицина данас има много више информација и објашњења у вези механизама дејства хипербаричне терапије кисеоником. Истраживања о ефектима ХБОТ на ћелијском нивоу дала су довољно података да већина рационалних лекара више не сматра ХБОТ као магију, чаролију, или само губљење времена и новца [9].“

Физиолошке основе хипербаричне терапије кисеоником[уреди]

Главни интерактивни елеменати који су укључени у хипербаричну терапију су;

Зато се ефекти хипербаричне оксигенотерапије заснивају на основни гасни гасним законима (Бојловом, Шарловом, Далтоновом, Геј-Лисаковом и Хенријевом) и физиолошким и биохемијским ефектима хипероксије. Анализирајући повезаност између гасова, течности, температуре и притиска, физичар Хенри је у свом закону, (Хенријев закон), дао физичке претпоставке хипербаричне оксигенације:

Хенријев закон
Количина било ког гаса који ће се растворити у течности на датој температури је директно пропорционална парцијалном притиску тог гаса.

Овај закон има велику примену у хипербаричној медицини и роњењу где се гасови који се удишу под повишеним притиском растварају у организму, који се преко 70% састоји од течности. На постулату датом у Хенријевом закону заснована је хипербаричне терапије кисеоником (ХБОТ);

Ако се атмосферски притисак кисеоника повећа →→ више кисеоника се раствара у телесним течностима него на нормалном (нормобаричном) притиску.

Већина кисеоника који се преноси путем крви везан је за хемоглобин, што је 97% засићења оксихемоглобина на атмосферском притиску. Део кисеоника се, може преносити и у раствореном облику у крвној плазми (0,32 вол%). Део кисоника раствореног у крвној плазми се значајно повећава са увећањем притиска, што према Хенријевом закону, увећава оксигенацију ткива.

У току дисања нормобаричног (атмосферског) ваздуха, парцијални притисак кисеоника у артеријској крви је око 100 mmHg, а парцијални притисак кисеоника у ткивима око 55 mmHg.

Удисање 100% кисеоникa на притиску од 3 АТА (304 кПа) притисак кисеоника у артеријској крви може да се повећа до 2000 mmHg (или за 20 пута), а притисак кисеоника у ткивима до око 500 mmHg (или за око 8-10 пута), [10] што омогућава испоруку 60-68 мл кисеоника по литру крви. У поређењу са 3 мл/л (колико она износи на атмосферском притиску), ова количина кисеоника (растворена у крвној плазми) је довољна да подржи нормално дисање у ткивима без доприноса кисеоника из хемоглобина (или без еритроцита). [3][11]

Како кисеоник растворен у крвној плазми (као нестишљивој течности), може доспети и до физички најудаљениј подручја, у којима је сметњама (болешћу) ограничен проток црвеним крвним зрнацима (као корпускуларним елементима промера 7,8 μm х 2,4 μm ), он може да омогући оксигенацију тих подручја, чак и са оштећеним преносом кисеоника хемоглобином, као што је то случај код тровања угљен-моноксидом или тешке „малокрвности“ (анемија).

Количина (вол%) 21% и 100% кисеоника раствореног у крвној плазми са порастом притиска
Притисак

(бар)

21%кисеоник

(вол%)

100%кисеоник

(вол%)

1 0,32 2,09
1,5 0,61 3,26
2 0,81 4,44
2,5 1,06 5,62
3 1,31 6,80
Удисањем кисеоника под повишеним притиском његов проценат, у раствореном облику у крвнојној плазми повећава се од 0,32 вол%, на нормалном атмосферском притиску на нивоу мора, од 1 атмосфере, на 6,8 вол% кисеоника на 3 атмосфере у хипербаричним условима, што је довољно да се осигурају метаболички захтеви организма чак и када не би било хемоглобина у еритроцитима.[12]

Применом хипербаричне оксигенотерапије (ХБОТ), омогућава се организму снабдевање довољном количином кисеоника у условима;

Приказ резултата лечења хроничне ране изазване васкуларним променама применом ХБОТ

• ХБО повећава стварање слободних радикала кисеоника, који оксидирају протеине и масти мембрана, оштећују ДНК и на тај начин инхибирају бактеријске метаболичке функције. ХБО је нарочито ефикасна против анаеробних бактерија, јер кисеоника ослобађа од пероксидазе зависне систем који убијају бактерије у леукоцитима. [13]

• ХБО побољшава од кисеоника завини транспорт одређених антибиотика кроз зид бактеријске ћелије. [14]

• ХБО побољшава зарастање рана тако што увећава доток кисеоника дуж периферних исхемијских делова рана, као и стимулише стварање матрице колагена потребне за формирање крвних судова у ангиогенези. [15][16]

• Хипероксија у нормалним ткивима у току ХБОТ узрокује брзу и значајну вазоконстрикцију (због које неки аутори оспоравају примену ХБОТ у неким болестима), [17][18] али она је компензована повећаном количином раствореног кисеоника у плазми, и микроваскуларним протоком крви који је у исхемијском ткиву заправо побољшан за време ХБОТ. [19] Таква вазоконстрикција не смањује пост-трауматски едем ткива, што доприноси успешном лечењу повреда, компартмент синдрома и опекотина. [20]

• ХБО смањује акумулацију лактата у исхемијском ткиву који настају након смањене производње АТФ. [21]

• Утицај акутне повреде мозга и одложени неуролошки дефицити изазвани пратећом хипоксијом због церебралних вазоспазама (CVS) су главне детерминанте исхода (последица) након субарахноидалне хеморагије (SAH). У пракси све више је заступљена примена хипербаричног кисеоника (ХБО) у лечењу пацијената са (SAH), иако докази и основни механизми оправданости примене ХБО нису систематски проучени. Зато се у бројним студијама, новијег датума, све више проучава улога ХБО у церебралним вазаспазмима и њени молекуларни механизми, укључени у заштиту мозга од субарахноидалном хеморагијом (SAH)-индуковане повреда (хипоксије).

HBOT u SAH.PNG

Као главна хипотеза наводи се могући утицај ХБОТ на слабљење васкуларних спазама и отклањање хипоксијом нарушене исхране можданих структура кисеоником. Сходно томе, истраживања учинка ХБОТ на SAH-ом индуковану хипоксију и друге механизме изазване неуроваскуларном повредом мозга, дала су почетне позитивне резултата (види слику горе), који говоре у прилог оправданости примене ХБОТ у акутној и одложеној фази субаранхнидалне хеморагије (SAH-а). Међутим, потребна су нова истраживања како би се разумели основни механизме и успоставио оптимални режим лечења SAH-a и других оштећења цереброваскуларног система (CVS) применом ХБОТ [22][23][24].

Начин примене[уреди]

Процес лечења хипербаричном оксигенацијом (ХБОТ), спроводи се у специјалним високо софистицираним медицинским уређајима барокоморама, при чему пацијент пролази кроз више фаза које морају обезбедити максималну сигурност и висок квалитет лечења.

Болесник припремљен за почетак лечења HBO у једномесној барокомори

Види још[уреди]

Извори[уреди]

  1. Hampson NB, ed. Hyperbaric Oxygen Therapy: 1999 Committee report. Kensington MD, Undersea and Hyperbaric Medical Society, 1999
  2. (енглески) Sarah Sharkey, Current indications for hyperbaric oxygen therapyADF Health Journal April 2000 - Volume 1 Number 2, Приступљено 29. 4. 2013.
  3. 3,0 3,1 3,2 (енглески) Gabb G, Robin ED. Hyperbaric oxygen—a therapy in search of diseases. Chest 1987;92:1074–82. Abstract/FREE Full Text, Приступљено 29. 4. 2013.
  4. Churchill-Davidson I, Sanger C, Thomlinson. High-pressure oxygen and radiotherapy. Lancet. 1955;1:1091-95.
  5. др Boerema I, Kroll JA, Meijne NG, Lokin E, et al. High atmospheric pressure as an aid to cardiac surgery. Arch Chir Neerl. 1956;8:193-211.
  6. Neubauer RA, Walker M. Hyperbaric Oxygen Therapy. Avery Publishing Group, NY, 1998:ix.
  7. Davis JC, Hunt TK. Hyperbaric Oxygen Therapy. Undersea Medical Society, Bethesda, 1977.
  8. Hyperbaric Oxygen Committee. Hyperbaric Oxygen Therapy: A Committee Report. Undersea and Hyperbaric Medical Society, Bethesda, 1996.
  9. (енглески) Thomas M. Bozzuto, D.O. The Role Of Hyperbaric Oxygen Therapy In Emergency MedicineJacksonville Medicine, March, 1999, Приступљено 29. 4. 2013.
  10. (енглески) Tibbles PM, Edelsberg JS. Hyperbaric oxygen therapy. N Engl J Med 1996; 334:1642–8. CrossRef, Medline, Web of Science, Приступљено 29. 4. 2013.
  11. (енглески) Leach RM, Rees PJ, Wilmshurst P. Hyperbaric oxygen therapy. Br Med J 1998; 317:1140–3. FREE Full Text, Приступљено 29. 4. 2013.
  12. Oriani G, Marroni A, Wattel E, editors. Handbook on hyperbaric medicine. Berlin: Springer Verlag; 1995.
  13. (енглески) Knighton DR, Halliday B, Hunt TK. Oxygen as an antibiotic: the effect of inspired oxygen on infection. Arch Surg 1984; 119:199–204. [Abstract/FREE Full Text], Приступљено 29. 4. 2013.
  14. Mader JT, Adams KR, Couch LA, et al. Potentiation of tobramycin by hyperbaric oxygen in experimental Pseudomonas aeruginosa osteomyelitis (Abstract 1331). Abstracts of the 27th Interscience Conference on Antimicrobial Agents and Chemotherapy. Washington, DC, American Society for Microbiology 1987
  15. Hunt TK. The physiology of wound healing. Ann Emerg Med 1988; 17:1265–73. [CrossRefMedlineWeb of Scienc]e
  16. (енглески) Knighton DR, Silver IA, Hunt TK. Regulation of wound-healing angiogenesis—effect of oxygen gradients and inspired oxygen concentration. Surgery 1981; 90:262–70. [MedlineWeb of Science], Приступљено 29. 4. 2013.
  17. Villanucci S, Di Marzio GE, Scholl M, et al. Cardiovascular changes induced by hyperbaric oxygen therapy. Undersea Biomed Res 1990;
  18. (енглески) Hunt TK. The physiology of wound healing. Ann Emerg Med 1988; 17:1265–73. [CrossRefMedlineWeb of Science] (Suppl. 1):117
  19. Zamboni WA, Roth AC, Russell RC, Graham B, Suchy H, Kucan JO. Morphological analysis of the microcirculation during reperfusion of ischaemic skeletal muscle and the effect of hyperbaric oxygen. Plastic Reconstr Surg 1993; 91:1110–23. [MedlineWeb of Science], Приступљено 29. 4. 2013.
  20. Wattel F, Mathieu D, Neviere R, Bocquillon N. Hyperbaric therapy: acute peripheral ischaemia and compartment syndrome: a role for hyperbaric oxygenation. Anaesthesia 1998; 53 (Suppl. 2):63–5
  21. Stewart RJ, Yamaguchi KT, Mason SW, et al. Tissue ATP levels in burn injured skin treated with hyperbaric oxygen. Undersea Biomed Res 1989; 16 (Suppl.):53
  22. (енглески) Robert P. Ostrowski and John H. Zhang Hyperbaric Oxygen for Cerebral Vasospasm and Brain Injury Following Subarachnoid, Translational Stroke Research Volume Volume 2, Number 3, 316-327, DOI: 10.1007/s12975-011-0069-1 Springerlink.com Published online: 26 February 2011, Приступљено 29. 4. 2013.
  23. Keyrouz SG, Diringer MN. Clinical review: prevention and therapy of vasospasm in subarachnoid hemorrhage. Crit Care. 2007;11(4):220.
  24. Levina OA, Romasenko MV, Krylov V. Therapeutic effects of hyperbaric oxygenation (HBO) on acute cerebral ischemia in patients after intracranial aneurysms clipping. Eur J Underw Hyperb Med. 2002;3:83.

Литература[уреди]

  • Simpson A. Compressed air as a therapeutic agent in the treatment of consumption, asthma, chronic bronchitis and other diseases. Edinburgh: Sutherland and Knox, 1857.
  • Kindwall EP, editor. Hyperbaric medicine practice. Flagstaff, AZ: Best Publishing Company, 1995.
  • Fontaine JA. Emploi chirurgical de l’air comprime. Union Med 1879; 28: 445.
  • Corning JL. The use of compressed air in conjunction with medical solutions in the treatment of nervous and mental affections, being a new system of cerebrospinal therapeutics. Med Record 1891; 40: 225.
  • Jain KK. Textbook of hyperbaric medicine. Toronto: Hogrefe & Huber, 1990.
  • Cunningham OJ. Oxygen therapy by means of compressed air. Anesth Anal 1927; 6: 64.
  • American Medical Association Bureau of Investigation. The Cunningham “tank treatment”. The alleged value of compressed air in the treatment of diabetes mellitus, pernicious anaemia and carcinoma. JAMA 1928; 90: 1494-1496.
  • Bert P. La pression barométrique. Recherches de physiologie expérimentelle 1878: 579. Тranslated by Hitchcock MS, Hitchcock FA as: Barometric pressure. Bethesda, Md: Undersea Medical Society, 1978.
  • Lorrain-Smith J. The pathological effects due to increase of oxygen tension in the air breathed. J Physiol 1889; 24: 19-35.
  • Churchill-Davidson I, Sanger C, Thomlinson RH. High-pressure oxygen and radiotherapy. Lancet 1955; 1: 1091-1095.
  • Boerema I, Knoll JA, Meijne NG, et al. High atmospheric pressure as an aid to cardiac surgery. Arch Chir Neerl 1956; 8: 193-211.
  • Brummelkamp WH, Hogenijk J, Boerema I. Treatment of anaerobic infections (clostridial myositis) by drenching the tissue with oxygen under high atmospheric pressure. Surgery 1961; 49: 299-302.
  • Smith G, Sharp GR. Treatment of coal gas poisoning with oxygen at two atmospheres pressure. Lancet 1962; 1: 816-819.
  • Gabb G, Robin ED. Hyperbaric oxygen — a therapy in search of diseases. Chest 1987; 92: 1074-1082.
  • Boerema I, Meyne NG, Brummelkamp WK, et al. Life without blood: a study of the influence of high atmospheric pressure and hypothermia on dilution of blood. J Cardiovasc Surg 1960; 1: 133-146.
  • Lambertsen CJ, Kough RH, Cooper DY, et al. Oxygen toxicity: effects in man of oxygen inhalation at 1 and 3.5 atmospheres upon blood gas transport, cerebral circulation and cerebral metabolism. J Appl Physiol 1953; 5: 471-486.
  • Gregory EM, Fridorich I. Induction of superoxide dismutase by molecular oxygen. J Bacteriol 1973; 114: 543-548.
  • Adams KR, Roberts RM, Mader JT. In vitro killing of Clostridium perfringens by oxygen with and without polymorphonuclear leucocytes [abstract]. Undersea Biomed Res 1990; 17 Suppl: 123.
  • Hohn DC, MacKay RD, Halliday B, Hunt TK. The effect of oxygen tension on the microbial function of leucocytes in wounds and in vitro. Surg Forum 1976; 27: 18-20.
  • van Unnik AJM. Inhibition of toxin production in Clostridium perfringens in vitro by hyperbaric oxygen. Antonie Van Leeuwenhoek 1965; 31: 181-186.
  • Tally FP, Stewart PR, Suter VL, Rosenblatt JE. Oxygen tolerance of fresh clinical anaerobic bacteria. J Clin Microbiol 1975; 1: 161-164.
  • Hill GB, Osterhaut S. Experimental effects of hyperbaric oxygen on selected clostridial species. I. In-vitro studies. J Infect Dis 1972; 125: 17-25.
  • Hill GB, Osterhaut S. Experimental effects of HBO on selected clostridial species II. In vivo studies in mice. J Infect Dis 1972; 125: 26-35.
  • Boehme DE, Vincent K, Brown OR. Oxygen and toxicity inhibition of amino acid biosynthesis. Nature (Lond) 1976; 262: 418-420.
  • Brown OR. Reversible inhibition of respiration of E. coli by hyperoxia. Microbios 1972; 5:7-16.
  • Muhrich KH, Park MK, Myers RAM, Marzella L. Hyperoxia and the antimicrobial susceptibility of Esherischia coli and Pseudomonas aeruginosa. Antimicrob Agents Chemother 1989; 33: 1526-1530.
  • Bornside GH, Paleman LM, Ordong AA. Inhibition of pathogenic enteric bacteria by hyperbaric oxygen: enhanced antibacterial activity in the absence of carbon dioxide. Antimicrob Agents Chemother 1975; 7: 682-687.
  • Babior BM. Oxygen-dependent microbial killing by phagocytes. N Engl J Med 1978; 298: 659-668.
  • Knighton DR, Halliday B, Hunt TK. Oxygen as an antibiotic: the effect of inspired oxygen on infection. Arch Surg 1984; 119: 199-204.
  • Hunt TK. The physiology of wound healing. Ann Emerg Med 1988; 17:1265-1273.
  • Prockop DJ, Kivirikko KI, Tuderman L, Guzman NA. The biosynthesis of collagen and its isorders. N Engl J Med 1979; 301: 13-23, 77-85.
  • Hunt TK, Pai MP. The effect of varying ambient oxygen tensions on wound metabolism and collagen synthesis. Surg Gynecol Obstet 1972; 135: 561-567.
  • Silver IA. Local and systemic factors which affect the proliferation of fibroblasts. In: Kulonen E, Pikkarainen J, editors. The biology of fibroblast. Orlando, Fl: Academic Press, 1973: 507-520.
  • Knighton D, Silver I, Hunt TK. Regulation of wound healing angiogenesis:effect of oxygen gradients and inspired oxygen concentration. Surgery 1981;90: 262-270.
  • Meltzer T, Meyers B. The effect of hyperbaric oxygen on the bursting strength and rate of vascularisation of skin wounds in the rat. Am Surg 1986;52: 659-662.

Спољашње везе[уреди]

Star of life.svg     Молимо Вас, обратите пажњу на важно упозорење
у вези са темама из области медицине (здравља).