Невродегенеративни заболявания(НДД) се характеризират с прогресивна или персистираща загуба на специфични уязвими невронни популации в мозъка или гръбначния мозък. Класификацията на НДД може да се основава на различни критерии, включително анатомичното разпределение на невродегенерацията (като екстрапирамидни разстройства, фронтотемпорална дегенерация или спиноцеребеларни атаксии), първични молекулярни аномалии (като амилоид-β, приони, тау или α-синуклеин) или основни клинични характеристики (като болест на Паркинсон, амиотрофична латерална склероза и деменция). Въпреки тези разлики в класификацията и представянето на симптомите, разстройства като болестта на Паркинсон (БП), амиотрофичната латерална склероза (АЛС) и болестта на Алцхаймер (БАЛ) споделят общи основни процеси, водещи до невронна дисфункция и евентуална клетъчна смърт.
С милиони хора по целия свят, засегнати от невродегенеративни заболявания (НДЗ), Световната здравна организация прогнозира, че до 2040 г. тези заболявания ще се превърнат във втората водеща причина за смърт в развитите страни. Въпреки че съществуват различни лечения за облекчаване и управление на симптомите, свързани със специфични заболявания, ефективните методи за забавяне или лечение на прогресията на тези състояния остават неуловими. Последните проучвания показват промяна в парадигмите на лечение от просто симптоматично управление към използване на механизми за клетъчна защита за предотвратяване на по-нататъшно влошаване. Обширни доказателства сочат, че оксидативният стрес и възпалението играят ключова роля в невродегенерацията, позиционирайки тези механизми като критични цели за клетъчна защита. През последните години фундаментални и клинични изследвания разкриха потенциала на хипербарната кислородна терапия (ХБОТ) при лечение на невродегенеративни заболявания.
Разбиране на хипербарната кислородна терапия (HBOT)
ХБОТ обикновено включва повишаване на налягането до над 1 абсолютна атмосфера (ATA) - налягането на морското равнище - за продължителност от 90-120 минути, често изискващо няколко сеанса в зависимост от конкретното лекувано състояние. Повишеното въздушно налягане подобрява доставянето на кислород до клетките, което от своя страна стимулира пролиферацията на стволови клетки и засилва лечебните процеси, медиирани от определени растежни фактори.
Първоначално приложението на HBOT се основава на закона на Бойл-Мариът, който постулира зависимо от налягането намаляване на газовите мехурчета, наред с ползите от високите нива на кислород в тъканите. Съществува редица патологии, за които е известно, че се повлияват благоприятно от хипероксичното състояние, предизвикано от HBOT, включително некротични тъкани, радиационни увреждания, травми, изгаряния, синдром на компартмента и газова гангрена, наред с други, изброени от Подводното и хипербарно медицинско дружество. Забележително е, че HBOT е показала ефикасност и като допълнително лечение при различни модели на възпалителни или инфекциозни заболявания, като колит и сепсис. Предвид своите противовъзпалителни и окислителни механизми, HBOT предлага значителен потенциал като терапевтичен път за невродегенеративни заболявания.
Предклинични изследвания на хипербарната кислородна терапия при невродегенеративни заболявания: Прозрения от 3×Tg миши модел
Едно от забележителните проучванияфокусирано върху 3×Tg миши модел на болестта на Алцхаймер (БА), който демонстрира терапевтичния потенциал на HBOT за подобряване на когнитивните дефицити. Изследването включва 17-месечни мъжки 3×Tg мишки в сравнение с 14-месечни мъжки мишки C57BL/6, служещи като контрола. Проучването демонстрира, че HBOT не само подобрява когнитивната функция, но и значително намалява възпалението, плаката и фосфорилирането на тау – критичен процес, свързан с патологията на БА.
Защитните ефекти на HBOT се дължат на намаляване на невровъзпалението. Това се доказва от намаляването на микроглиалната пролиферация, астроглиозата и секрецията на провъзпалителни цитокини. Тези открития подчертават двойната роля на HBOT за подобряване на когнитивните функции, като същевременно смекчава невровъзпалителните процеси, свързани с болестта на Алцхаймер.
Друг предклиничен модел използва мишки с 1-метил-4-фенил-1,2,3,6-тетрахидропиридин (MPTP), за да оцени защитните механизми на HBOT върху невронната функция и двигателните способности. Резултатите показват, че HBOT допринася за подобрена двигателна активност и сила на захват при тези мишки, корелирайки с повишаване на сигнализацията на митохондриалната биогенеза, по-специално чрез активирането на SIRT-1, PGC-1α и TFAM. Това подчертава значителната роля на митохондриалната функция в невропротективните ефекти на HBOT.
Механизмите на HBOT при невродегенеративни заболявания
Основният принцип на използване на HBOT за недегенеративни депресии (НДД) се крие във връзката между намаленото снабдяване с кислород и податливостта към невродегенеративни промени. Хипоксия-индуцируем фактор-1 (HIF-1) играе централна роля като транскрипционен фактор, който позволява клетъчната адаптация към ниско кислородно налягане и е замесен в различни НДД, включително БА, БР, болест на Хънтингтън и АЛС, което го определя като ключова лекарствена мишена.
Тъй като възрастта е значителен рисков фактор за множество невродегенеративни заболявания, изследването на влиянието на HBOT върху невробиологията на стареенето е жизненоважно. Проучванията показват, че HBOT може да подобри свързаните с възрастта когнитивни дефицити при здрави възрастни хора.Освен това, пациенти в напреднала възраст със значителни нарушения на паметта показват когнитивни подобрения и повишен мозъчен кръвоток след излагане на HBOT.
1. Въздействие на HBOT върху възпалението и оксидативния стрес
ХБОТ е демонстрирала способността си да облекчава невровъзпалението при пациенти с тежка мозъчна дисфункция. Тя притежава способността да понижава провъзпалителните цитокини (като IL-1β, IL-12, TNFα и IFNγ), като същевременно повишава противовъзпалителните цитокини (като IL-10). Някои изследователи предполагат, че реактивните кислородни видове (ROS), генерирани от ХБОТ, медиират няколко благоприятни ефекта от терапията. Следователно, освен зависимо от налягането действие за намаляване на мехурчетата и постигането на висока кислородна сатурация на тъканите, положителните резултати, свързани с ХБОТ, са частично зависими от физиологичните роли на произведените ROS.
2. Ефекти на HBOT върху апоптозата и невропротекцията
Изследвания показват, че HBOT може да намали хипокампалното фосфорилиране на p38 митоген-активирана протеин киназа (MAPK), като впоследствие подобри когнитивните функции и намали увреждането на хипокампуса. Установено е, че както самостоятелната HBOT, така и в комбинация с екстракт от гинко билоба, намаляват експресията на Bax и активността на каспаза-9/3, което води до намалени нива на апоптоза при модели на гризачи, индуцирана от aβ25-35. Освен това, друго проучване демонстрира, че прекондиционирането на HBOT индуцира толерантност срещу церебрална исхемия, с механизми, включващи повишена експресия на SIRT1, наред с увеличени нива на B-клетъчен лимфом 2 (Bcl-2) и намалена активна каспаза-3, което подчертава невропротективните и антиапоптотичните свойства на HBOT.
3. Влияние на HBOT върху кръвообращението иНеврогенеза
Излагането на пациенти на HBOT е свързано с множество ефекти върху черепната съдова система, включително повишаване на пропускливостта на кръвно-мозъчната бариера, насърчаване на ангиогенезата и намаляване на отока. В допълнение към осигуряването на повишено снабдяване с кислород на тъканите, HBOTнасърчава образуването на кръвоносни съдовечрез активиране на транскрипционни фактори като съдов ендотелен растежен фактор и чрез стимулиране на пролиферацията на неврални стволови клетки.
4. Епигенетични ефекти на HBOT
Проучвания показват, че излагането на човешки микроваскуларни ендотелни клетки (HMEC-1) на хипербарен кислород значително регулира 8101 гена, включително както повишени, така и понижени експресии, което подчертава повишаване на генната експресия, свързана с пътищата на антиоксидантния отговор.
Заключение
Употребата на HBOT е постигнала значителен напредък с течение на времето, доказвайки нейната наличност, надеждност и безопасност в клиничната практика. Въпреки че HBOT е изследвана като лечение извън одобрените показания за неефективни депресии (НДД) и са проведени някои изследвания, остава належаща нужда от строги проучвания за стандартизиране на практиките на HBOT при лечението на тези състояния. По-нататъшни изследвания са от съществено значение, за да се определи оптималната честота на лечението и да се оцени степента на благоприятните ефекти за пациентите.
В обобщение, пресечната точка на хипербарната кислородна терапия и невродегенеративните заболявания показва обещаваща граница в терапевтичните възможности, което налага продължаващо проучване и валидиране в клинични условия.
Време на публикуване: 16 май 2025 г.