גישה מבטיחה למחלות ניווניות: טיפול בחמצן היפרברי

הבנת טיפול בחמצן היפרברי (HBOT)

טיפול HBOT כרוך בדרך כלל בהעלאת הלחץ לגובה של אטמוספירה מוחלטת אחת (ATA) - הלחץ בגובה פני הים - למשך 90-120 דקות, ולעתים קרובות דורש מספר טיפולים בהתאם למצב הספציפי המטופל. לחץ האוויר המוגבר משפר את אספקת החמצן לתאים, מה שבתורו מגרה את התפשטות תאי הגזע ומשפר את תהליכי הריפוי המתווכים על ידי גורמי גדילה מסוימים.

במקור, יישום HBOT התבסס על חוק בויל-מריוט, אשר מניח את ההפחתה התלויה בלחץ של בועות גז, לצד היתרונות של רמות חמצן גבוהות ברקמות. יש מגוון פתולוגיות הידועות כתועלות למצב ההיפר-חמצני הנוצר על ידי HBOT, כולל רקמות נמקיות, פגיעות קרינה, טראומה, כוויות, תסמונת מדור ונמק גז, בין היתר מפורטות על ידי האגודה הרפואית התת-ימית וההיפרברית. ראוי לציין כי HBOT הראה יעילות גם כטיפול נלווה במודלים שונים של מחלות דלקתיות או זיהומיות, כגון קוליטיס וספסיס. בהינתן המנגנונים האנטי-דלקתיים והחמצוניים שלו, HBOT מציע פוטנציאל משמעותי כטיפול במחלות ניווניות של מערכת העצבים.

 

מחקרים פרה-קליניים של טיפול בחמצן היפרברי במחלות ניווניות של מערכת העצבים: תובנות ממודל עכבר 3×Tg

אחד המחקרים הבולטיםהתמקד במודל עכברים מסוג 3×Tg של מחלת אלצהיימר (AD), שהציג את הפוטנציאל הטיפולי של HBOT בשיפור ליקויים קוגניטיביים. המחקר כלל עכברים זכרים בני 17 חודשים מסוג 3×Tg בהשוואה לעכברי זכרים בני 14 חודשים מסוג C57BL/6 ששימשו כקבוצת ביקורת. המחקר הראה כי HBOT לא רק שיפר את התפקוד הקוגניטיבי אלא גם הפחית משמעותית דלקת, עומס פלאק וזרחון טאו - תהליך קריטי הקשור לפתולוגיה של אלצהיימר.

ההשפעות המגנות של HBOT יוחסו לירידה בדלקת עצבית. הדבר התבטא בהפחתה של התפשטות מיקרוגליה, אסטרוגליוזיס והפרשת ציטוקינים מעודדי דלקת. ממצאים אלה מדגישים את התפקיד הכפול של HBOT בשיפור ביצועים קוגניטיביים ובמקביל בהפחתת תהליכים נוירודלקתיים הקשורים למחלת אלצהיימר.

מודל פרה-קליני נוסף השתמש בעכברים מסוג 1-מתיל-4-פניל-1,2,3,6-טטרהידרופירידין (MPTP) כדי להעריך את מנגנוני ההגנה של HBOT על תפקוד נוירונים ויכולות מוטוריות. התוצאות הצביעו על כך ש-HBOT תרם לפעילות מוטורית משופרת וכוח אחיזה משופר בעכברים אלו, בקורלציה עם עלייה באיתות ביוגנזה מיטוכונדריאלית, במיוחד באמצעות הפעלת SIRT-1, PGC-1α ו-TFAM. ממצא זה מדגיש את התפקיד המשמעותי של תפקוד המיטוכונדריה בהשפעות הנוירו-פרוטקטיביות של HBOT.

 

מנגנוני HBOT במחלות ניווניות של מערכת העצבים

העיקרון הבסיסי של שימוש ב-HBOT עבור מחלות ניוון עצביות (NDDs) טמון בקשר בין אספקת חמצן מופחתת לבין הרגישות לשינויים נוירודגנרטיביים. גורם מושרה על ידי היפוקסיה-1 (HIF-1) ממלא תפקיד מרכזי כגורם שעתוק המאפשר הסתגלות תאית ללחץ חמצן נמוך, והוא קשור למגוון מחלות NDD, כולל AD, PD, מחלת הנטינגטון ו-ALS, מה שמסמן אותו כמטרה תרופתית מכרעת.

בשל היותו של גיל גורם סיכון משמעותי להפרעות ניווניות של מערכת העצבים, חיוני לחקור את ההשפעה של HBOT על הנוירוביולוגיה של ההזדקנות. מחקרים הראו כי HBOT יכול לשפר ליקויים קוגניטיביים הקשורים לגיל בקרב נבדקים מבוגרים בריאים.בנוסף, חולים קשישים עם ליקויי זיכרון משמעותיים הראו שיפורים קוגניטיביים ועלייה בזרימת הדם המוחית לאחר חשיפה ל-HBOT.

 

1. השפעת HBOT על דלקת ועקה חמצונית

HBOT הוכיח את יכולתו להקל על נוירו-דלקת בחולים עם תפקוד מוחי לקוי חמור. יש לו את היכולת להוריד את הרמות של ציטוקינים מעודדי דלקת (כגון IL-1β, IL-12, TNFα ו-IFNγ) תוך הגברת הרמות של ציטוקינים נוגדי דלקת (כמו IL-10). חוקרים מסוימים מציעים כי מיני חמצן פעילים (ROS) הנוצרים על ידי HBOT מתווכים מספר השפעות מועילות של הטיפול. כתוצאה מכך, מלבד פעולתו להפחתת בועות תלוית לחץ והשגת רוויון חמצן גבוה ברקמות, התוצאות החיוביות הקשורות ל-HBOT תלויות בחלקן בתפקידים הפיזיולוגיים של ה-ROS המיוצר.

2. השפעות HBOT על אפופטוזיס ונוירו-הגנה

מחקרים הראו כי HBOT יכול להפחית את הזרחון של p38 mitogen-activated protein kinase (MAPK) בהיפוקמפוס, ובכך לשפר את הקוגניציה ולהפחית את הנזק בהיפוקמפוס. נמצא כי הן HBOT עצמאי והן בשילוב עם תמצית גינקו בילובה מורידים את הביטוי של Bax ואת הפעילות של caspase-9/3, וכתוצאה מכך שיעורי אפופטוזיס נמוכים יותר במודלים של מכרסמים המושרים על ידי aβ25-35. יתר על כן, מחקר נוסף הראה כי התניה מוקדמת של HBOT גרמה לסבילות לאיסכמיה מוחית, עם מנגנונים הכוללים ביטוי מוגבר של SIRT1, לצד רמות מוגברות של לימפומה של תאי B 2 (Bcl-2) והפחתת caspase-3 הפעיל, מה שמדגיש את התכונות הנוירו-פרוטקטיביות והאנטי-אפופטוטיות של HBOT.

3. השפעת HBOT על מחזור הדם ונוירוגנזה

חשיפה של נבדקים ל-HBOT נקשרה להשפעות מרובות על מערכת כלי הדם הגולגולתיים, כולל שיפור חדירות מחסום הדם-מוח, קידום אנגיוגנזה והפחתת בצקת. בנוסף לאספקת חמצן מוגברת לרקמות, HBOTמעודד היווצרות כלי דםעל ידי הפעלת גורמי שעתוק כמו גורם גדילה של אנדותל כלי דם ועל ידי גירוי התפשטות של תאי גזע עצביים.

4. השפעות אפיגנטיות של HBOT

מחקרים גילו כי חשיפה של תאי אנדותל מיקרו-וסקולריים אנושיים (HMEC-1) לחמצן היפרברי מווסתת באופן משמעותי 8,101 גנים, כולל ביטויים מווסתים כלפי מעלה וגם כלפי מטה, דבר המדגיש עלייה בביטוי גנים הקשור למסלולי תגובה נוגדת חמצון.