Principiu

Oxigenarea celulară are loc ca urmare a transportului oxigenului din aerul inspirat la nivel celular cu ajutorul fixării acestuia de hemoglobină în condițiile unui sistem de capilare adecvat. Întreruperea sau tulburarea transportului hemoglobinal sau al rețelei de capilare, dar și a fluxului sangvin duce la condiții de hipoxie cu urmările cunoscute în medicină.Creșterea presiunii mediului înconjurător duce la creșterea direct proporțională a solubilității gazelor în lichide astfel că la o anumită presiune și inspirarea oxigenului pur, cantitatea de oxigen dizolvată în plasmă devine egală cu cea transportată de hemoglobină în celule, astfel că transportul hemoglobinal nu mai este necesar (conform Legilor Gazelor Boyle-Mariotte, Dalton şi Henry).

În plus, creșterea presiunii parțiale a oxigenului duce și la creșterea difuzibilității acestuia în țesuturi astfel că deși în plasmă se află o cantitate similară de oxigen transportului hemoglobinal efectivitatea acestuia este mult sporită prin mărirea distanței efective de la capilar în structurile care pot fi aprovizionate cu oxigen (Cilindrul lui Krogh-Erland).

Mărirea presiunii mediului înconjurător peste acest punct duce în continuare atât la creșterea cantității de oxigen dizolvat în plasmă (creștere cantitativă), cât și a radiusului de penetrare al oxigenului în țesuturi (creștere calitativă). Teoretic, această creștere fizicală este nelimitată, practic însă este limitată de o serie de factori bine definiți și cunoscuți în cadrul medicinei hiperbare.

Ca exemplu, majoritatea schemelor de tratament în medicina hiperbară se desfășoară între 10-20 metri adâncime, respectiv 2-3 bari ATA sau 1-2 bari peste ATA. La 14 metri adâncime (2,4 bari absolut sau 1,4 bari relativ) și inhalare de oxigen pur presiunea parțială a oxigenului la nivelul arterei toracale crește de cca. 20 de ori (2000%) de la cca. 90 mmHg (valoare măsurată în condiții normale de presiune și inhalare de aer) la cca. 1800 mmHg (valoare măsurată în condiții HBO).

Pe lângă această creștere calitativă măsurători exacte la nivel tisular au arătat o creștere a radiusului difuzibilității moleculei de oxigen în adâncimea unui țesut la nivel capilar de peste 6 ori, de la cca. 45 μm la peste 350 μm (Cilindrul lui Krogh). Această creștere efectivă, cantitativă de oxigen activ poate ajunge și în țesuturile lipsite de vascularizație (traumatisme, edem etc.) cu efecte benefice de regenerare.

Acțiunile oxigenului hiperbar

• Efectul de șuntare al transportului hemoglobinal face ca în condiții de oxigenare hiperbară, hemoglobina să îşi piardă importanţa. În 1959, profesorul Boerema la Universitatea din Amsterdam a făcut următorul experiment pe porci, și anume aceștia au fost complet exsangvinați, sângele substituindu-se cu plasmă. Acești porci au supraviețuit în camera hiperbară ca urmare a administrării de oxigen pur până la regenerarea completă a hemoglobinei și eliberarea lor în condiții normale fără a suferi nici o modificare a vreunui organ.

• Efect desincant – prin modalitatea de obţinere tehnică, oxigenul este uscat (nu conţine umiditate), astfel că oxigenarea duce la o eliminare rapidă a surplusului de umiditate în alveolele pulmonare. În condiţii de oxigenare hiperbară, aerul expirat preia o cantitate mare de umiditate din plămâni, ceea ce permite, în cazul unui edem pulmonar, degajarea rapidă a plămânilor.
• Efectul de creștere al radiusului de difuziune al oxigenului în țesuturi ceea ce înseamnă că atât țesuturile aflate la distanță față de capilare cât și țesuturile în care transportul capilar este întrerupt, pot fi oxigenate.
• Efect anti-edematos. La ora actuală se consideră că oxigenul hiperbar are cel mai puternic efect anti-edematos, dar spre deosebire de alte medicamente care produc reducerea edemului cu hipoxie, oxigenul hiperbar reduce edemul cu hiperoxie, în anumite cazuri chiar cu o hiperoxie masivă. În mod normal țesuturile ischemizate ca urmare a unui edem progresiv devin hipoxice ceea ce duce în continuare la creșterea edemului și a ischemiei. Oxigenarea hiperbară asigură suportul de oxigen al țesuturilor ischemice ducând la reducerea rapidă a edemului prin vasoconstricție reflexă cu hiperoxie (Strauss şi alţi colaboratori 1983, Wylander şi alţi colaboratori 1985, Skyhar şi alţi colaboratori 1986). Vasoconstricţia reprezintă elementul cheie în degajarea edemului tisular şi implicit a edemului celular. Însă, în condiţii normale de presiune, vasoconstricţia poate agrava hipoxia, de aceea, de regulă tratamentele clasice antihipoxice se bazează pe vasodilatatoare. Condiţiile de presiune crescută şi implicit hiperoxia rezultată permit această vasoconstricţie esenţială în degajarea rapidă a edemului, permiţând atât tratamentul de urgenţă în cazul stărilor de şoc, edem cerebral etc., cât şi aplicaţiile cronice în patologia traumatică-osoasă.
• Efect de restabilire a drenajului limfatic normal reducând edemul cronic.
• Efect angioneogenetic. Oxigenul hiperbar atât în țesuturile normal oxigenate dar mai ales în țesuturile hipoxice ca urmare a microangiopatiilor patologice sau post-traumatice duce la o reacție de angioneogeneză, având loc formarea de noi capilare funcționale în țesuturile hipoxice și îndesirea rețelei de capilare în țesuturile normooxice cu efecte benefice asupra funcționalității acestora. Angioneogeneza are loc ca urmare a stimulării, de către oxigenul hiperbar, a activităţii trombocitelor şi a macrofagelor, respectiv a secreţiei de PDGF (Plateled Derived Growth Factor – Silver 1980, Hunt 1988), precum şi a FGF (Fibroblast Growth Factor), dar şi a altor peptide angiogene (Ketchum şi colaboratorii, 1969).
• Efect de activare a fibroblastelor și a sintezei de colagen. Regenerarea post-traumatică este strâns legată de un aport optim de oxigen la nivelul plăgii în curs de vindecare. Absența sau reducerea oxigenării duce la cicatrice cheloide, inestetice sau disfuncționale. Un aport hiperoxic are automat ca efect o vindecare rapidă fără cicatrice.
• Efect de activare a macrofagelor şi leucocitelor cu îmbunătățirea răspunsului imunitar. Acest efect este esenţial atât în imunitatea celulară primară, cât şi prin secreţia unor factori specifici în procesele de regenerare şi reparatură postnecrotică. Pe lângă creşterea secreţiei de PDGF şi FGF, oxigenul hiperbar stimulează secreţia de TNF (Tumor Necrosis Factor), esenţial în inducerea răspunsului autoimun, în protecţie antitumorală şi în imunitatea celulară. TNF-ul este responsabil de apariţia reacţiei Jarisch-Harxheimer, caracteristică în cazul tratamentului cu oxigen hiperbar al borreliozei sau altor stări infecţioase. TNF-ul deţine un rol major în protecţia antitumorală astfel că există un necesar deosebit în a studia implicarea oxigenului hiperbar în tratamentul antitumoral.
• Efect de activare al osteoclastelor dar și al osteoblastelor cu osteoneogeneză ridicată. Regenerarea post-traumatică osoasă este strict dependentă de activitatea osteoclastelor și în primul rând de oxigenarea acestora. Oxigenul hiperbar, în cazul defectelor osoase post-traumatice sau al grefelor osoase operatorii, duce la o accelerare exacerbată a vindecării de cinci ori mai rapidă decât în condiții normobare. Expunerea osteoblastelor la HBO măreşte diferenţierea acestora în fenotipul osteogenic îmbunătăţind regenerarea osoasă (Dong Wu, Jos Malda şi colaboratorii, 2007).
• Reducerea agregării plachetare.
• Efect bactericid. Efectele bactericide ale oxigenului chiar și normobar asupra bacteriilor anaerobe este bine cunoscut în medicină, mai puțin cunoscut este faptul că oxigenul de la a o anumită presiune parțială are un efect toxic asupra oricărei bacterii, atât anaerobe cât și aerobe. La nivel mondial, la ora actuală, sunt cunoscute valorile presiunii parțiale ale oxigenului care dezvoltă efecte toxice asupra fiecărei bacterii. În general este recunoscut că de la o valoare de cca. 500 mmHg nici o bacterie nu mai este viabilă. Ca urmare a acestui efect oxigenul hiperbar este singura terapie antibacteriană în cazul bacteriilor polirezistente sau cu evoluție fulminantă.
• Efect de inactivare asupra multor toxine bacteriene.
• Efect de comprimare al bulelor gazoase circulatorii în cazul emboliei gazoase sau al bolii de decomprimare.
• Efect de mobilizare a circulaţiei proprii a celulelor stem circulatorii (CD34) oferind o platformă neurovasculară fertilă, îmbunătăţind capacitatea organismului pentru reorganizare, reînvăţare şi imunitate.
• Efectul de activare a celulelor neuronale non-funcţionale sau afectate. În cazul unei inflamaţii sau edemului cronic, celulele nervoase uneori pot supravieţui sub forma unui metabolism scăzut, anormal. De fapt, în multe leziuni spinale sau cerebrale, celulele nervoase nu sunt complet distruse, putând rămâne intacte o lungă perioadă de timp. Oricum, ca urmare a acestor fenomene edematoase, celulele nervoase rămân nefuncţionale datorită privării de oxigen. Studii recente au demonstrat că mărirea aportului de oxigen în ţesuturile nervoase afectate poate duce la reactivarea celulelor nervoase non-funcţionale. În astfel de situaţii, cea mai bună strategie terapeutică este începerea unei terapii HBO agresivă în primele faze ale leziunii.
• Îmbunătăţirea efectului de învăţare şi condiţionare. Oxigenarea adecvată a creierului permite o îmbunătăţire a nivelului de achiziţii, a memoriei. În cazul proceselor de învăţare, oxigenul hiperbar permite acumularea unei cantităţi sporite de informaţii într-un timp mult mai scurt, importanţa acestui efect apare în cazul proceselor de condiţionare a diferitelor funcţii pierdute în urma unor leziuni neuronale. Astfel, achiziţiile motorii în urma kinetoterapiei sau a reflexoterapiei, de limbaj în urma logopediei se îmbunătăţesc, HBO având efecte majore şi în creşterea atenţiei, reducerea hiperkineziei, dar şi îmbunătăţirea efectelor altor terapii asociate (terapii de socializare, terapii cognitive, ABA etc. – Rossignol şi colaboratorii, 2008)
• Efect antispastic în cazul paraliziilor spastice.

Ca urmare a acestor efecte multiple mai sus menționate medicina hiperbară ocupă un loc din ce în ce mai important în medicină, în prezent punându-se un accent din ce în ce mai mare pe colaborarea interdisciplinară. În baza studiilor clinice și a cercetărilor pe plan mondial din ultimele trei decenii, HBO este reglementată la nivel european de către normativele instituțiilor abilitate și autorizate.

Comitetul European de Medicină Hiperbară (ECHM), dar și GTÜM în Germania (Asociația Medicilor de Medicină Hiperbară), ÖGTH în Austria, SUHMS în Elveția recomandă clasificarea în tipurile 1, 2 și 3 în funcție de gradul de urgență al cazurilor de îmbolnăviri și procedurilor operaționale.

Aceste normative pot fi descărcate de pe site-ul oficial al Organizației Europene de Medicină Hiperbară www.oegth.at