Pendekatan Menjanjikan untuk Penyakit Neurodegeneratif：Terapi Oksigen Hiperbarik

Memahami Terapi Oksigen Hiperbarik (HBOT)

HBOT biasanya melibatkan peningkatan tekanan kepada melebihi 1 atmosfera mutlak (ATA) — tekanan di paras laut — untuk 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 pembiakan sel stem dan meningkatkan proses penyembuhan yang dimediasi oleh faktor pertumbuhan tertentu.

Pada asalnya, penggunaan HBOT diasaskan pada undang-undang Boyle-Marriott, yang menyatakan pengurangan tekanan bergantung pada gelembung gas, di samping faedah 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 bakar, sindrom petak dan gangren gas, antara lain yang disenaraikan oleh Persatuan Perubatan Bawah Laut dan Hiperbarik. Terutama, HBOT juga telah menunjukkan keberkesanan sebagai rawatan tambahan dalam pelbagai model penyakit radang atau berjangkit, seperti kolitis dan sepsis. Memandangkan mekanisme anti-radang dan oksidatifnya, HBOT menawarkan potensi besar sebagai saluran terapeutik untuk penyakit neurodegeneratif.

 

Kajian Praklinikal Terapi Oksigen Hiperbarik dalam Penyakit Neurodegeneratif: Pandangan daripada Model Tetikus 3×Tg

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

Kesan perlindungan HBOT dikaitkan dengan penurunan keradangan saraf. Ini dibuktikan dengan pengurangan proliferasi mikroglial, astrogliosis, dan rembesan sitokin pro-radang. Penemuan ini menekankan peranan dwi HBOT dalam meningkatkan prestasi kognitif sambil pada masa yang sama mengurangkan proses neuroinflamasi yang berkaitan dengan penyakit Alzheimer.

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

 

Mekanisme HBOT dalam Penyakit Neurodegeneratif

Prinsip asas penggunaan HBOT untuk NDDs terletak pada hubungan antara pengurangan bekalan oksigen dan kerentanan kepada perubahan neurodegeneratif. Hypoxia-inducible factor-1 (HIF-1) memainkan peranan penting sebagai faktor transkripsi yang membolehkan penyesuaian selular kepada ketegangan oksigen yang rendah dan telah terlibat dalam pelbagai NDD termasuk AD, PD, Penyakit Huntington dan ALS, menandakannya sebagai sasaran ubat yang penting.

Oleh kerana umur merupakan faktor risiko yang ketara untuk pelbagai gangguan neurodegeneratif, menyiasat kesan HBOT pada neurobiologi penuaan adalah penting. Kajian telah menunjukkan bahawa HBOT boleh meningkatkan defisit kognitif berkaitan usia dalam subjek lebih tua yang sihat.Selain itu, pesakit tua yang mengalami gangguan ingatan yang ketara menunjukkan peningkatan kognitif dan peningkatan aliran darah serebrum selepas pendedahan kepada HBOT.

 

1. Kesan HBOT terhadap Keradangan dan Tekanan Oksidatif

HBOT telah menunjukkan keupayaan untuk mengurangkan keradangan saraf pada pesakit yang mengalami disfungsi otak yang teruk. Ia mempunyai keupayaan untuk mengecilkan sitokin pro-radang (seperti IL-1β, IL-12, TNFα, dan IFNγ) sambil mengawal selia sitokin anti-radang (seperti IL-10). Sesetengah penyelidik mencadangkan bahawa spesies oksigen reaktif (ROS) yang dihasilkan oleh HBOT menjadi pengantara beberapa kesan berfaedah terapi. 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 pada Apoptosis dan Neuroprotection

Penyelidikan telah menunjukkan bahawa HBOT boleh mengurangkan fosforilasi hippocampal bagi p38 mitogen-activated protein kinase (MAPK), seterusnya meningkatkan kognisi dan mengurangkan kerosakan hippocampal. Kedua-dua HBOT yang berdiri sendiri dan dalam kombinasi dengan ekstrak Ginkgo biloba didapati 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 mengurangkan caspase-3 aktif, menggariskan sifat neuroprotektif dan anti-apoptosis HBOT.

3. Pengaruh HBOT terhadap Peredaran danNeurogenesis

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

4. Kesan Epigenetik HBOT

Kajian telah mendedahkan bahawa pendedahan sel endothelial mikrovaskular manusia (HMEC-1) kepada oksigen hiperbarik dengan ketara mengawal 8,101 gen, termasuk kedua-dua ekspresi terkawal dan terkawal, menonjolkan peningkatan ekspresi gen yang dikaitkan dengan laluan tindak balas antioksidan.