En lovande metod för neurodegenerativa sjukdomar: Hyperbarisk syrgasbehandling

Förstå hyperbarisk syrgasbehandling (HBOT)

HBOT innebär vanligtvis att trycket ökas till över 1 absolut atmosfär (ATA) – trycket vid havsnivå – under en period av 90–120 minuter, vilket ofta kräver flera sessioner beroende på det specifika tillståndet som behandlas. Det ökade lufttrycket förbättrar syretillförseln till cellerna, vilket i sin tur stimulerar stamcellsproliferation och förstärker läkningsprocesserna som medieras av vissa tillväxtfaktorer.

Ursprungligen grundades tillämpningen av HBOT på Boyle-Marriott-lagen, som postulerar den tryckberoende minskningen av gasbubblor, vid sidan av fördelarna med höga syrenivåer i vävnader. Det finns en rad patologier som är kända för att dra nytta av det hyperoxiska tillstånd som produceras av HBOT, inklusive nekrotiska vävnader, strålskador, trauma, brännskador, kompartmentsyndrom och gasgangrän, bland andra listade av Undersea and Hyperbaric Medical Society. Det är värt att notera att HBOT också har visat effekt som ett komplement till behandling av olika inflammatoriska eller infektionssjukdomsmodeller, såsom kolit och sepsis. Med tanke på dess antiinflammatoriska och oxidativa mekanismer erbjuder HBOT betydande potential som en terapeutisk väg för neurodegenerativa sjukdomar.

 

Prekliniska studier av hyperbarisk syrgasbehandling vid neurodegenerativa sjukdomar: Insikter från 3×Tg-musmodellen

En av de anmärkningsvärda studiernafokuserade på 3×Tg-musmodellen av Alzheimers sjukdom (AD), vilket visade den terapeutiska potentialen hos HBOT för att förbättra kognitiva brister. Forskningen involverade 17 månader gamla hanmöss av 3×Tg-typ jämfört med 14 månader gamla hanmöss av typen C57BL/6 som fungerade som kontrollpersoner. Studien visade att HBOT inte bara förbättrade kognitiv funktion utan också signifikant minskade inflammation, plackmängd och tau-fosforylering – en kritisk process associerad med Alzheimers sjukdomspatologi.

De skyddande effekterna av HBOT tillskrevs en minskning av neuroinflammation. Detta bevisades av minskningen av mikroglial proliferation, astroglios och utsöndringen av proinflammatoriska cytokiner. Dessa fynd betonar HBOTs dubbla roll i att förbättra kognitiv prestation samtidigt som den mildrar neuroinflammatoriska processer associerade med Alzheimers sjukdom.

En annan preklinisk modell använde 1-metyl-4-fenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridin (MPTP)-möss för att utvärdera de skyddande mekanismerna hos HBOT på neuronal funktion och motoriska förmågor. Resultaten indikerade att HBOT bidrog till förbättrad motorisk aktivitet och greppstyrka hos dessa möss, vilket korrelerade med en ökning av mitokondriell biogenessignalering, specifikt genom aktivering av SIRT-1, PGC-1α och TFAM. Detta belyser den betydande rollen av mitokondriell funktion i de neurobeskyddande effekterna av HBOT.

 

Mekanismerna för HBOT vid neurodegenerativa sjukdomar

Den underliggande principen för att använda HBOT för icke-transienta sjukdomar (NDDs) ligger i sambandet mellan minskad syretillförsel och känsligheten för neurodegenerativa förändringar. Hypoxia-inducibel faktor-1 (HIF-1) spelar en central roll som en transkriptionsfaktor som möjliggör cellulär anpassning till lågt syretryck och har implicerats i olika icke-transienta sjukdomar, inklusive Alzheimers sjukdom, Parkinsons sjukdom, Huntingtons sjukdom och ALS, vilket markerar den som ett avgörande läkemedelsmål.

Eftersom ålder är en betydande riskfaktor för flera neurodegenerativa sjukdomar är det viktigt att undersöka effekten av HBOT på åldrandets neurobiologi. Studier har visat att HBOT kan förbättra åldersrelaterade kognitiva brister hos friska äldre individer.Dessutom uppvisade äldre patienter med betydande minnesnedsättningar kognitiva förbättringar och ökat cerebralt blodflöde efter exponering för HBOT.

 

1. HBOT:s inverkan på inflammation och oxidativ stress

HBOT har visat förmågan att lindra neuroinflammation hos patienter med svår hjärndysfunktion. Det har förmågan att nedreglera proinflammatoriska cytokiner (såsom IL-1β, IL-12, TNFα och IFNγ) samtidigt som det uppreglerar antiinflammatoriska cytokiner (som IL-10). Vissa forskare föreslår att reaktiva syreradikaler (ROS) som genereras av HBOT medierar flera gynnsamma effekter av behandlingen. Följaktligen, förutom dess tryckberoende bubbelreducerande effekt och uppnåendet av hög syremättnad i vävnaden, är de positiva resultaten kopplade till HBOT delvis beroende av de fysiologiska rollerna hos de producerade ROS:erna.

2. Effekter av HBOT på apoptos och neuroprotektion

Forskning har visat att HBOT kan minska hippocampal fosforylering av p38 mitogenaktiverat proteinkinas (MAPK), vilket därefter förbättrar kognition och minskar hippocampal skada. Både fristående HBOT och i kombination med Ginkgo biloba-extrakt har visat sig sänka uttrycket av Bax och aktiviteten av caspase-9/3, vilket resulterar i minskad apoptos i gnagarmodeller inducerad av aβ25-35. Dessutom visade en annan studie att HBOT-förkonditionering inducerade tolerans mot cerebral ischemi, med mekanismer som involverar ökat SIRT1-uttryck, tillsammans med ökade nivåer av B-cellslymfom 2 (Bcl-2) och minskat aktivt caspase-3, vilket understryker HBOTs neurobeskyddande och antiapoptotiska egenskaper.

3. HBOT:s inverkan på cirkulation ochNeurogenes

Att exponera personer för HBOT har förknippats med flera effekter på kraniala kärlsystemet, inklusive ökad blod-hjärnbarriärpermeabilitet, främjande av angiogenes och minskad ödem. Förutom att ge ökad syretillförsel till vävnaderna, har HBOT...främjar kärlbildninggenom att aktivera transkriptionsfaktorer som vaskulär endoteltillväxtfaktor och genom att stimulera proliferationen av neurala stamceller.

4. Epigenetiska effekter av HBOT

Studier har visat att exponering av humana mikrovaskulära endotelceller (HMEC-1) för hyperbarisk syre signifikant reglerar 8 101 gener, inklusive både uppreglerade och nedreglerade uttryck, vilket belyser en ökning av genuttryck i samband med antioxidantresponsvägar.