Pendekatan yang Menjanjikan untuk Penyakit Neurodegeneratif：Terapi Oksigen Hiperbarik

Memahami Terapi Oksigen Hiperbarik (HBOT)

HBOT biasanya melibatkan peningkatan tekanan kepada atmosfera mutlak (ATA) melebihi 1 — tekanan pada paras laut — selama tempoh 90-120 minit, selalunya memerlukan berbilang sesi bergantung pada keadaan khusus yang dirawat. Tekanan udara yang dipertingkatkan meningkatkan penghantaran oksigen ke sel, yang seterusnya merangsang percambahan sel stem dan meningkatkan proses penyembuhan yang dimediasi oleh faktor pertumbuhan tertentu.

Pada asalnya, aplikasi HBOT diasaskan pada hukum Boyle-Marriott, yang menyatakan pengurangan gelembung gas yang bergantung kepada tekanan, di samping manfaat tahap oksigen yang tinggi dalam tisu. Terdapat pelbagai patologi yang diketahui mendapat manfaat daripada keadaan hiperoksik yang dihasilkan oleh HBOT, termasuk tisu nekrotik, kecederaan radiasi, trauma, luka terbakar, sindrom petak, dan gangren gas, antara lain yang disenaraikan oleh Persatuan Perubatan Bawah Laut dan Hiperbarik. Terutamanya, HBOT juga telah menunjukkan keberkesanan sebagai rawatan tambahan dalam pelbagai model penyakit keradangan atau berjangkit, seperti kolitis dan sepsis. Memandangkan mekanisme anti-radang dan oksidatifnya, HBOT menawarkan potensi yang ketara sebagai saluran terapeutik untuk penyakit neurodegeneratif.

 

Kajian Praklinikal Terapi Oksigen Hiperbarik dalam Penyakit Neurodegeneratif: Wawasan daripada Model Tikus 3×Tg

Salah satu kajian yang ketaratertumpu pada model tikus 3×Tg bagi penyakit Alzheimer (AD), yang mempamerkan potensi terapeutik HBOT dalam memperbaiki defisit kognitif. Kajian ini melibatkan tikus jantan 3×Tg berusia 17 bulan berbanding tikus jantan C57BL/6 berusia 14 bulan yang bertindak sebagai kawalan. Kajian ini menunjukkan bahawa HBOT bukan sahaja meningkatkan fungsi kognitif tetapi juga mengurangkan keradangan, beban plak dan fosforilasi Tau dengan ketara—satu proses kritikal yang berkaitan dengan patologi AD.

Kesan perlindungan HBOT dikaitkan dengan penurunan neuroinflammation. Ini dibuktikan dengan pengurangan percambahan mikroglial, astrogliosis, dan rembesan sitokin pro-radang. Penemuan ini menekankan peranan ganda HBOT dalam meningkatkan prestasi kognitif di samping mengurangkan proses neuroinflamasi yang berkaitan dengan penyakit Alzheimer.

Satu lagi model praklinikal menggunakan tikus 1-metil-4-fenil-1,2,3,6-tetrahidropiridina (MPTP) untuk menilai mekanisme perlindungan HBOT terhadap fungsi neuron dan keupayaan motor. Keputusan menunjukkan bahawa HBOT menyumbang kepada peningkatan aktiviti motor dan kekuatan cengkaman pada tikus ini, yang berkorelasi dengan peningkatan dalam isyarat biogenesis mitokondria, khususnya melalui pengaktifan SIRT-1, PGC-1α, dan TFAM. Ini menonjolkan peranan penting fungsi mitokondria dalam kesan neuroprotektif HBOT.

 

Mekanisme HBOT dalam Penyakit Neurodegeneratif

Prinsip asas penggunaan HBOT untuk NDD terletak pada hubungan antara bekalan oksigen yang berkurangan dan kerentanan terhadap perubahan neurodegeneratif. Faktor hipoksia-1 yang boleh diinduksi (HIF-1) memainkan peranan penting sebagai faktor transkripsi yang membolehkan penyesuaian selular kepada ketegangan oksigen yang rendah dan telah dikaitkan dengan pelbagai NDD termasuk AD, PD, Penyakit Huntington dan ALS, menandakannya sebagai sasaran ubat yang penting.

Oleh kerana usia merupakan faktor risiko yang ketara untuk pelbagai gangguan neurodegeneratif, penyiasatan kesan HBOT terhadap neurobiologi penuaan adalah penting. Kajian telah menunjukkan bahawa HBOT boleh meningkatkan defisit kognitif berkaitan usia dalam kalangan subjek warga emas yang sihat.Di samping itu, pesakit warga emas yang mengalami gangguan ingatan yang ketara menunjukkan peningkatan kognitif dan peningkatan aliran darah serebrum selepas terdedah kepada HBOT.

 

1. Kesan HBOT terhadap Keradangan dan Tekanan Oksidatif

HBOT telah menunjukkan keupayaan untuk mengurangkan neuroinflamasi pada pesakit yang mengalami disfungsi otak yang teruk. Ia mempunyai keupayaan untuk menurunkan regulasi sitokin pro-radang (seperti IL-1β, IL-12, TNFα, dan IFNγ) sambil meningkatkan regulasi sitokin anti-radang (seperti IL-10). Sesetengah penyelidik mencadangkan bahawa spesies oksigen reaktif (ROS) yang dihasilkan oleh HBOT menjadi perantara beberapa kesan bermanfaat terapi tersebut. Akibatnya, selain daripada tindakan pengurangan gelembung yang bergantung kepada tekanan dan pencapaian ketepuan oksigen tisu yang tinggi, hasil positif yang dikaitkan dengan HBOT sebahagiannya bergantung kepada peranan fisiologi ROS yang dihasilkan.

2. Kesan HBOT terhadap Apoptosis dan Neuroproteksi

Kajian telah menunjukkan bahawa HBOT boleh mengurangkan fosforilasi hipokampus bagi kinase protein teraktif mitogen p38 (MAPK), seterusnya meningkatkan kognisi dan mengurangkan kerosakan hipokampus. Kedua-dua HBOT yang berdiri sendiri dan digabungkan dengan ekstrak Ginkgo biloba didapati dapat menurunkan ekspresi Bax dan aktiviti caspase-9/3, mengakibatkan penurunan kadar apoptosis dalam model tikus yang disebabkan oleh aβ25-35. Tambahan pula, satu lagi kajian menunjukkan bahawa prasyarat HBOT mendorong toleransi terhadap iskemia serebrum, dengan mekanisme yang melibatkan peningkatan ekspresi SIRT1, di samping peningkatan tahap limfoma sel B 2 (Bcl-2) dan pengurangan caspase-3 aktif, yang menekankan sifat neuroprotektif dan anti-apoptosis HBOT.

3. Pengaruh HBOT terhadap Peredaran danNeurogenesis

Pendedahan kepada subjek kepada HBOT telah dikaitkan dengan pelbagai kesan pada sistem vaskular kranial, termasuk meningkatkan kebolehtelapan penghalang darah-otak, menggalakkan angiogenesis dan mengurangkan edema. Selain menyediakan bekalan oksigen yang lebih tinggi kepada tisu, HBOTmenggalakkan pembentukan vaskulardengan mengaktifkan faktor transkripsi seperti faktor pertumbuhan endotel vaskular dan dengan merangsang percambahan sel stem saraf.

4. Kesan Epigenetik HBOT

Kajian telah mendedahkan bahawa pendedahan sel endotel mikrovaskular manusia (HMEC-1) kepada oksigen hiperbarik dengan ketara mengawal selia 8,101 gen, termasuk ekspresi yang meningkat dan menurun, menonjolkan peningkatan dalam ekspresi gen yang berkaitan dengan laluan tindak balas antioksidan.