Neurodegenerativne bolesti(NDD) karakterizira progresivni ili perzistentni gubitak specifičnih ranjivih neuronskih populacija unutar mozga ili kičmene moždine. Klasifikacija NDD-a može se zasnivati na različitim kriterijima, uključujući anatomsku distribuciju neurodegeneracije (kao što su ekstrapiramidalni poremećaji, frontotemporalna degeneracija ili spinocerebelarna ataksija), primarne molekularne abnormalnosti (kao što su amiloid-β, prioni, tau ili α-sinuklein) ili glavne kliničke karakteristike (kao što su Parkinsonova bolest, amiotrofična lateralna skleroza i demencija). Uprkos ovim razlikama u klasifikaciji i prezentaciji simptoma, poremećaji poput Parkinsonove bolesti (PB), amiotrofične lateralne skleroze (ALS) i Alzheimerove bolesti (AD) dijele zajedničke osnovne procese koji dovode do neuronske disfunkcije i na kraju ćelijske smrti.
S obzirom na to da milioni ljudi širom svijeta pogađaju neurodegenerativne poremećaje (NDD), Svjetska zdravstvena organizacija procjenjuje da će do 2040. godine ove bolesti postati drugi vodeći uzrok smrti u razvijenim zemljama. Iako postoje različiti tretmani dostupni za ublažavanje i upravljanje simptomima povezanim sa specifičnim bolestima, efikasne metode za usporavanje ili liječenje progresije ovih stanja ostaju nedostižne. Nedavne studije ukazuju na promjenu paradigmi liječenja od pukog simptomatskog liječenja do korištenja mehanizama zaštite ćelija kako bi se spriječilo daljnje pogoršanje. Opsežni dokazi ukazuju na to da oksidativni stres i upala igraju ključnu ulogu u neurodegeneraciji, pozicionirajući ove mehanizme kao kritične ciljeve za zaštitu ćelija. Posljednjih godina, fundamentalna i klinička istraživanja otkrila su potencijal hiperbarične oksigenoterapije (HBOT) u liječenju neurodegenerativnih bolesti.
Razumijevanje hiperbarične oksigenoterapije (HBOT)
HBOT obično uključuje povećanje pritiska iznad 1 apsolutne atmosfere (ATA) - pritiska na nivou mora - u trajanju od 90-120 minuta, što često zahtijeva više sesija, ovisno o specifičnom stanju koje se liječi. Pojačani pritisak zraka poboljšava dostavu kisika ćelijama, što zauzvrat stimulira proliferaciju matičnih ćelija i poboljšava procese zacjeljivanja posredovane određenim faktorima rasta.
Prvobitno, primjena HBOT-a zasnovana je na Boyle-Marriottovom zakonu, koji pretpostavlja smanjenje mjehurića plina ovisno o pritisku, uz prednosti visokog nivoa kisika u tkivima. Postoji niz patologija za koje se zna da imaju koristi od hiperoksičnog stanja izazvanog HBOT-om, uključujući nekrotična tkiva, ozljede od zračenja, traume, opekotine, kompartment sindrom i plinsku gangrenu, između ostalih koje je navelo Podmorsko i hiperbarično medicinsko društvo. Značajno je da je HBOT također pokazao efikasnost kao dodatni tretman kod različitih upalnih ili infektivnih bolesti, kao što su kolitis i sepsa. S obzirom na svoje protuupalne i oksidativne mehanizme, HBOT nudi značajan potencijal kao terapijski put za neurodegenerativne bolesti.
Predkliničke studije hiperbarične oksigenoterapije kod neurodegenerativnih bolesti: Uvidi iz 3×Tg mišjeg modela
Jedna od značajnih studijafokusiralo se na 3×Tg mišji model Alzheimerove bolesti (AD), koji je pokazao terapijski potencijal HBOT-a u ublažavanju kognitivnih deficita. Istraživanje je obuhvatilo 17-mjesečne mužjake 3×Tg miševa u poređenju sa 14-mjesečnim mužjacima C57BL/6 miševa koji su služili kao kontrola. Studija je pokazala da HBOT ne samo da poboljšava kognitivnu funkciju, već i značajno smanjuje upalu, opterećenje plakom i fosforilaciju Tau proteina - ključni proces povezan s patologijom AD.
Zaštitni efekti HBOT-a pripisani su smanjenju neuroinflamacije. To je dokazano smanjenjem proliferacije mikroglije, astroglioze i lučenja proinflamatornih citokina. Ovi nalazi naglašavaju dvostruku ulogu HBOT-a u poboljšanju kognitivnih performansi, a istovremeno ublažavanju neuroinflamatornih procesa povezanih s Alzheimerovom bolešću.
Drugi predklinički model koristio je miševe s 1-metil-4-fenil-1,2,3,6-tetrahidropiridin (MPTP) za procjenu zaštitnih mehanizama HBOT-a na neuronsku funkciju i motoričke sposobnosti. Rezultati su pokazali da HBOT doprinosi poboljšanoj motoričkoj aktivnosti i snazi stiska kod ovih miševa, što je u korelaciji s povećanjem signalizacije mitohondrijske biogeneze, posebno putem aktivacije SIRT-1, PGC-1α i TFAM-a. Ovo naglašava značajnu ulogu mitohondrijske funkcije u neuroprotektivnim efektima HBOT-a.
Mehanizmi HBOT-a kod neurodegenerativnih bolesti
Osnovni princip korištenja HBOT-a za neurodegenerativne poremećaje (NDD) leži u odnosu između smanjene opskrbe kisikom i podložnosti neurodegenerativnim promjenama. Hipoksija-inducibilni faktor-1 (HIF-1) igra centralnu ulogu kao transkripcijski faktor koji omogućava ćelijsku adaptaciju na niski pritisak kisika i povezan je s različitim NDD-ima, uključujući Alzheimerovu bolest (AD), Parkinsonovu bolest (PD), Huntingtonovu bolest i ALS, što ga čini ključnom metom lijekova.
S obzirom na to da je dob značajan faktor rizika za višestruke neurodegenerativne poremećaje, istraživanje utjecaja HBOT-a na neurobiologiju starenja je od vitalnog značaja. Studije su pokazale da HBOT može poboljšati kognitivne deficite povezane sa starenjem kod zdravih starijih osoba.Osim toga, stariji pacijenti sa značajnim oštećenjem pamćenja pokazali su kognitivna poboljšanja i povećan protok krvi u mozgu nakon izlaganja HBOT-u.
1. Utjecaj HBOT-a na upalu i oksidativni stres
HBOT je pokazao sposobnost ublažavanja neuroinflamacije kod pacijenata s teškom disfunkcijom mozga. Posjeduje sposobnost smanjenja proinflamatornih citokina (kao što su IL-1β, IL-12, TNFα i IFNγ), a istovremeno pojačavanja protuinflamatornih citokina (kao što je IL-10). Neki istraživači pretpostavljaju da reaktivne vrste kisika (ROS) koje generira HBOT posreduju u nekoliko korisnih efekata terapije. Shodno tome, osim djelovanja na smanjenje mjehurića ovisnog o pritisku i postizanja visoke zasićenosti tkiva kisikom, pozitivni ishodi povezani s HBOT-om djelimično zavise od fizioloških uloga proizvedenih ROS-a.
2. Učinci HBOT-a na apoptozu i neuroprotekciju
Istraživanja su pokazala da HBOT može smanjiti fosforilaciju mitogenom aktivirane protein kinaze (MAPK) p38 u hipokampusu, što posljedično poboljšava kognitivne funkcije i smanjuje oštećenje hipokampusa. Utvrđeno je da i samostalna HBOT i u kombinaciji s ekstraktom ginka bilobe smanjuju ekspresiju Bax-a i aktivnost kaspaze-9/3, što rezultira smanjenom stopom apoptoze kod glodarskih modela izazvane aβ25-35. Nadalje, druga studija je pokazala da prekondicioniranje HBOT-om inducira toleranciju na cerebralnu ishemiju, s mehanizmima koji uključuju povećanu ekspresiju SIRT1, uz povećane nivoe B-ćelijskog limfoma 2 (Bcl-2) i smanjenu aktivnu kaspazu-3, što naglašava neuroprotektivna i antiapoptotička svojstva HBOT-a.
3. Utjecaj HBOT-a na cirkulaciju iNeurogeneza
Izlaganje subjekata HBOT-u povezano je s višestrukim efektima na kranijalni vaskularni sistem, uključujući povećanje propusnosti krvno-moždane barijere, podsticanje angiogeneze i smanjenje edema. Pored toga što obezbjeđuje povećanu opskrbu tkiva kisikom, HBOTpodstiče formiranje krvnih sudovaaktiviranjem transkripcijskih faktora poput faktora rasta vaskularnog endotela i stimulisanjem proliferacije nervnih matičnih ćelija.
4. Epigenetski efekti HBOT-a
Studije su otkrile da izloženost ljudskih mikrovaskularnih endotelnih ćelija (HMEC-1) hiperbaričnom kisiku značajno reguliše 8.101 gena, uključujući i pojačanu i smanjenu ekspresiju, što ističe povećanje ekspresije gena povezano s putevima antioksidativnog odgovora.
Zaključak
Upotreba HBOT-a je vremenom značajno napredovala, dokazujući njegovu dostupnost, pouzdanost i sigurnost u kliničkoj praksi. Iako je HBOT istraživan kao tretman izvan odobrenih indikacija za NDD i provedena su neka istraživanja, i dalje postoji hitna potreba za rigoroznim studijama kako bi se standardizirale HBOT prakse u liječenju ovih stanja. Dalja istraživanja su neophodna kako bi se odredila optimalna učestalost liječenja i procijenio obim korisnih efekata za pacijente.
Ukratko, presjek hiperbarične oksigenacije i neurodegenerativnih bolesti pokazuje obećavajuću granicu u terapijskim mogućnostima, što opravdava kontinuirano istraživanje i validaciju u kliničkim okruženjima.
Vrijeme objave: 16. maj 2025.