Dalam bidang perubatan moden, antibiotik telah terbukti sebagai salah satu kemajuan yang paling ketara, menurunkan kadar kejadian dan kematian yang berkaitan dengan jangkitan mikrob secara mendadak. Keupayaannya untuk mengubah hasil klinikal jangkitan bakteria telah memanjangkan jangka hayat pesakit yang tidak terkira banyaknya. Antibiotik adalah penting dalam prosedur perubatan yang kompleks, termasuk pembedahan, penempatan implan, pemindahan, dan kemoterapi. Walau bagaimanapun, kemunculan patogen yang tahan antibiotik telah menjadi kebimbangan yang semakin meningkat, mengurangkan keberkesanan ubat-ubatan ini dari semasa ke semasa. Contoh-contoh rintangan antibiotik telah didokumenkan merentasi semua kategori antibiotik apabila mutasi mikrob berlaku. Tekanan pemilihan yang dikenakan oleh ubat antimikrob telah menyumbang kepada peningkatan strain yang tahan, menimbulkan cabaran yang ketara kepada kesihatan global.
Untuk memerangi isu mendesak iaitu rintangan antimikrob, adalah penting untuk melaksanakan dasar kawalan jangkitan yang berkesan yang dapat mengurangkan penyebaran patogen yang tahan, di samping mengurangkan penggunaan antibiotik. Tambahan pula, terdapat keperluan mendesak untuk kaedah rawatan alternatif. Terapi Oksigen Hiperbarik (HBOT) telah muncul sebagai modaliti yang menjanjikan dalam konteks ini, yang melibatkan penyedutan 100% oksigen pada tahap tekanan tertentu untuk tempoh masa tertentu. Diposisikan sebagai rawatan utama atau pelengkap untuk jangkitan, HBOT mungkin menawarkan harapan baharu dalam merawat jangkitan akut yang disebabkan oleh patogen yang tahan antibiotik.
Terapi ini semakin banyak digunakan sebagai rawatan utama atau alternatif untuk pelbagai keadaan, termasuk keradangan, keracunan karbon monoksida, luka kronik, penyakit iskemia dan jangkitan. Aplikasi klinikal HBOT dalam rawatan jangkitan adalah mendalam, memberikan kelebihan yang tidak ternilai kepada pesakit.
Aplikasi Klinikal Terapi Oksigen Hiperbarik dalam Jangkitan
Bukti semasa menyokong aplikasi HBOT, baik sebagai rawatan kendiri mahupun tambahan, memberikan manfaat yang ketara kepada pesakit yang dijangkiti. Semasa HBOT, tekanan oksigen darah arteri boleh meningkat kepada 2000 mmHg, dan kecerunan tekanan oksigen-tisu yang tinggi yang terhasil boleh meningkatkan tahap oksigen tisu kepada 500 mmHg. Kesan sedemikian amat berharga dalam menggalakkan penyembuhan tindak balas keradangan dan gangguan mikroperedaran darah yang diperhatikan dalam persekitaran iskemia, serta dalam menguruskan sindrom petak.
HBOT juga boleh memberi kesan kepada keadaan yang bergantung pada sistem imun. Kajian menunjukkan bahawa HBOT boleh menyekat sindrom autoimun dan tindak balas imun yang disebabkan oleh antigen, membantu mengekalkan toleransi rasuah dengan mengurangkan peredaran limfosit dan leukosit sambil memodulasi tindak balas imun. Selain itu, HBOTmenyokong penyembuhandalam lesi kulit kronik dengan merangsang angiogenesis, satu proses kritikal untuk pemulihan yang lebih baik. Terapi ini juga menggalakkan pembentukan matriks kolagen, satu fasa penting dalam penyembuhan luka.
Perhatian khusus mesti diberikan kepada jangkitan tertentu, terutamanya jangkitan yang mendalam dan sukar dirawat seperti fasciitis nekrotik, osteomielitis, jangkitan tisu lembut kronik dan endokarditis berjangkit. Salah satu aplikasi klinikal HBOT yang paling biasa adalah untuk jangkitan tisu lembut kulit dan osteomielitis yang berkaitan dengan tahap oksigen rendah yang sering disebabkan oleh bakteria anaerobik atau tahan.
1. Jangkitan Kaki Diabetik
Kaki diabetesUlser merupakan komplikasi yang lazim berlaku dalam kalangan pesakit diabetes, yang menjejaskan sehingga 25% daripada populasi ini. Jangkitan kerap timbul pada ulser ini (menyumbang 40%-80% daripada kes) dan menyebabkan peningkatan morbiditi dan mortaliti. Jangkitan kaki diabetes (DFI) biasanya terdiri daripada jangkitan polimikrob dengan pelbagai patogen bakteria anaerobik yang dikenal pasti. Pelbagai faktor, termasuk kecacatan fungsi fibroblas, masalah pembentukan kolagen, mekanisme imun selular dan fungsi fagosit, boleh menghalang penyembuhan luka pada pesakit diabetes. Beberapa kajian telah mengenal pasti gangguan oksigenasi kulit sebagai faktor risiko yang kuat untuk amputasi yang berkaitan dengan DFI.
Sebagai salah satu pilihan semasa untuk rawatan DFIHBOT telah dilaporkan dapat meningkatkan kadar penyembuhan ulser kaki diabetik dengan ketara, seterusnya mengurangkan keperluan amputasi dan intervensi pembedahan yang rumit. Ia bukan sahaja meminimumkan keperluan untuk prosedur intensif sumber, seperti pembedahan flap dan cantuman kulit, tetapi juga memberikan kos yang lebih rendah dan kesan sampingan yang minimum berbanding pilihan pembedahan. Satu kajian oleh Chen et al. menunjukkan bahawa lebih daripada 10 sesi HBOT membawa kepada peningkatan 78.3% dalam kadar penyembuhan luka pada pesakit diabetes.
2. Jangkitan Tisu Lembut Nekrotik
Jangkitan tisu lembut nekrotik (NSTI) selalunya bersifat polimikrob, biasanya timbul daripada gabungan patogen bakteria aerobik dan anaerobik dan sering dikaitkan dengan penghasilan gas. Walaupun NSTI agak jarang berlaku, ia menunjukkan kadar kematian yang tinggi disebabkan oleh perkembangan pesatnya. Diagnosis dan rawatan yang tepat pada masanya dan sesuai adalah kunci untuk mencapai hasil yang baik, dan HBOT telah disyorkan sebagai kaedah tambahan untuk menguruskan NSTI. Walaupun masih terdapat pertikaian mengenai penggunaan HBOT dalam NSTI disebabkan oleh kekurangan kajian prospektif yang terkawal,bukti menunjukkan bahawa ia mungkin berkorelasi dengan peningkatan kadar survival dan pemeliharaan organ dalam pesakit NSTISatu kajian retrospektif menunjukkan pengurangan kadar kematian yang ketara dalam kalangan pesakit NSTI yang menerima HBOT.
1.3 Jangkitan Tapak Pembedahan
SSI boleh dikelaskan berdasarkan tapak anatomi jangkitan dan boleh timbul daripada pelbagai patogen, termasuk bakteria aerobik dan anaerobik. Walaupun terdapat kemajuan dalam langkah kawalan jangkitan, seperti teknik pensterilan, penggunaan antibiotik profilaktik dan peningkatan dalam amalan pembedahan, SSI kekal sebagai komplikasi yang berterusan.
Satu kajian penting telah mengkaji keberkesanan HBOT dalam mencegah SSI yang mendalam dalam pembedahan skoliosis neuromuskular. HBOT praoperasi boleh mengurangkan kejadian SSI dengan ketara dan memudahkan penyembuhan luka. Terapi bukan invasif ini mewujudkan persekitaran di mana tahap oksigen dalam tisu luka meningkat, yang telah dikaitkan dengan tindakan pembunuhan oksidatif terhadap patogen. Selain itu, ia menangani penurunan tahap darah dan oksigen yang menyumbang kepada perkembangan SSI. Selain strategi kawalan jangkitan lain, HBOT telah disyorkan terutamanya untuk pembedahan yang tercemar bersih seperti prosedur kolorektal.
1.4 Luka Bakar
Melecur adalah kecederaan yang disebabkan oleh haba melampau, arus elektrik, bahan kimia atau radiasi dan boleh menyebabkan kadar morbiditi dan mortaliti yang tinggi. HBOT bermanfaat dalam merawat melecur dengan meningkatkan tahap oksigen dalam tisu yang rosak. Walaupun kajian haiwan dan klinikal menunjukkan hasil yang bercampur-campur mengenainyakeberkesanan HBOT dalam rawatan luka bakar, satu kajian yang melibatkan 125 pesakit melecur menunjukkan bahawa HBOT tidak menunjukkan kesan yang ketara terhadap kadar kematian atau bilangan pembedahan yang dilakukan tetapi mengurangkan purata masa penyembuhan (19.7 hari berbanding 43.8 hari). Mengintegrasikan HBOT dengan pengurusan melecur yang komprehensif dapat mengawal sepsis secara berkesan pada pesakit melecur, yang membawa kepada masa penyembuhan yang lebih singkat dan keperluan cecair yang berkurangan. Walau bagaimanapun, penyelidikan prospektif yang lebih meluas diperlukan untuk mengesahkan peranan HBOT dalam pengurusan melecur yang meluas.
1.5 Osteomielitis
Osteomielitis ialah jangkitan pada tulang atau sumsum tulang yang sering disebabkan oleh patogen bakteria. Merawat osteomielitis boleh menjadi mencabar kerana bekalan darah ke tulang yang agak lemah dan penembusan antibiotik yang terhad ke dalam sumsum tulang. Osteomielitis kronik dicirikan oleh patogen berterusan, keradangan ringan dan pembentukan tisu tulang nekrotik. Osteomielitis refraktori merujuk kepada jangkitan tulang kronik yang berterusan atau berulang walaupun rawatan yang sesuai telah diberikan.
HBOT telah terbukti dapat meningkatkan tahap oksigen dalam tisu tulang yang dijangkiti dengan ketara. Banyak siri kes dan kajian kohort menunjukkan bahawa HBOT meningkatkan hasil klinikal untuk pesakit osteomielitis. Ia nampaknya berfungsi melalui pelbagai mekanisme, termasuk meningkatkan aktiviti metabolik, menyekat patogen bakteria, meningkatkan kesan antibiotik, meminimumkan keradangan dan menggalakkan penyembuhan.proses. Selepas HBOT, 60% hingga 85% pesakit dengan osteomielitis kronik dan refraktori menunjukkan tanda-tanda penekanan jangkitan.
1.6 Jangkitan Kulat
Di seluruh dunia, lebih tiga juta individu mengalami jangkitan kulat kronik atau invasif, yang mengakibatkan lebih 600,000 kematian setiap tahun. Hasil rawatan untuk jangkitan kulat sering terjejas disebabkan oleh faktor seperti perubahan status imun, penyakit yang mendasari, dan ciri-ciri virulensi patogen. HBOT menjadi pilihan terapeutik yang menarik dalam jangkitan kulat yang teruk kerana keselamatan dan sifatnya yang tidak invasif. Kajian menunjukkan bahawa HBOT boleh berkesan terhadap patogen kulat seperti Aspergillus dan Mycobacterium tuberculosis.
HBOT menggalakkan kesan antikulat dengan menghalang pembentukan biofilm Aspergillus, dengan peningkatan kecekapan yang dicatatkan dalam strain yang kekurangan gen superoksida dismutase (SOD). Keadaan hipoksik semasa jangkitan kulat menimbulkan cabaran kepada penghantaran ubat antikulat, menjadikan peningkatan tahap oksigen daripada HBOT sebagai intervensi yang berpotensi bermanfaat, walaupun kajian lanjut diperlukan.
Sifat Antimikrob HBOT
Persekitaran hiperoksik yang dicipta oleh HBOT memulakan perubahan fisiologi dan biokimia yang merangsang sifat antibakteria, menjadikannya terapi tambahan yang berkesan untuk jangkitan. HBOT menunjukkan kesan yang luar biasa terhadap bakteria aerobik dan bakteria anaerobik yang kebanyakannya melalui mekanisme seperti aktiviti bakterisida langsung, peningkatan tindak balas imun dan kesan sinergi dengan agen antimikrob tertentu.
2.1 Kesan Antibakteria Langsung HBOT
Kesan antibakteria langsung HBOT sebahagian besarnya disebabkan oleh penjanaan spesies oksigen reaktif (ROS), yang merangkumi anion superoksida, hidrogen peroksida, radikal hidroksil, dan ion hidroksil—kesemuanya timbul semasa metabolisme selular.
Interaksi antara O₂ dan komponen selular adalah penting dalam memahami bagaimana ROS terbentuk dalam sel. Di bawah keadaan tertentu yang dirujuk sebagai tekanan oksidatif, keseimbangan antara pembentukan ROS dan degradasinya terganggu, yang membawa kepada peningkatan tahap ROS dalam sel. Penghasilan superoksida (O₂⁻) dimangkinkan oleh superoksida dismutase, yang seterusnya menukarkan O₂⁻ kepada hidrogen peroksida (H₂O₂). Penukaran ini diperkuatkan lagi oleh tindak balas Fenton, yang mengoksidakan Fe²⁺ untuk menghasilkan radikal hidroksil (·OH) dan Fe³⁺, sekali gus memulakan jujukan redoks pembentukan ROS dan kerosakan selular yang memudaratkan.
Kesan toksik ROS menyasarkan komponen selular kritikal seperti DNA, RNA, protein dan lipid. Terutamanya, DNA merupakan sasaran utama sitotoksisiti yang dimediasi oleh H₂O₂, kerana ia mengganggu struktur deoksiribosa dan merosakkan komposisi bes. Kerosakan fizikal yang disebabkan oleh ROS meluas ke struktur heliks DNA, yang berpotensi terhasil daripada peroksidaan lipid yang dicetuskan oleh ROS. Ini menggariskan akibat buruk daripada tahap ROS yang tinggi dalam sistem biologi.
Tindakan Antimikrob ROS
ROS memainkan peranan penting dalam menghalang pertumbuhan mikrob, seperti yang ditunjukkan melalui penjanaan ROS yang disebabkan oleh HBOT. Kesan toksik ROS secara langsung menyasarkan juzuk selular seperti DNA, protein dan lipid. Kepekatan spesies oksigen aktif yang tinggi boleh merosakkan lipid secara langsung, yang membawa kepada peroksidaan lipid. Proses ini menjejaskan integriti membran sel dan, akibatnya, fungsi reseptor dan protein yang berkaitan dengan membran.
Tambahan pula, protein, yang juga merupakan sasaran molekul ROS yang penting, menjalani pengubahsuaian oksidatif khusus pada pelbagai residu asid amino seperti sistein, metionin, tirosin, fenilalanin dan triptofan. Contohnya, HBOT telah terbukti mendorong perubahan oksidatif dalam beberapa protein dalam E. coli, termasuk faktor pemanjangan G dan DnaK, sekali gus menjejaskan fungsi selularnya.
Meningkatkan Imuniti Melalui HBOT
Ciri-ciri anti-radang HBOTtelah didokumenkan, terbukti penting untuk mengurangkan kerosakan tisu dan menyekat perkembangan jangkitan. HBOT memberi kesan yang ketara kepada ekspresi sitokin dan pengawal selia keradangan lain, mempengaruhi tindak balas imun. Pelbagai sistem eksperimen memerhatikan perubahan berbeza dalam ekspresi gen dan penjanaan protein selepas HBOT, yang sama ada meningkatkan atau menurunkan faktor pertumbuhan dan sitokin.
Semasa proses HBOT, peningkatan tahap O₂ mencetuskan pelbagai tindak balas selular, seperti menyekat pembebasan mediator pro-radang dan menggalakkan apoptosis limfosit dan neutrofil. Secara kolektif, tindakan ini meningkatkan mekanisme antimikrob sistem imun, sekali gus memudahkan penyembuhan jangkitan.
Tambahan pula, kajian menunjukkan bahawa peningkatan tahap O₂ semasa HBOT dapat mengurangkan ekspresi sitokin pro-radang, termasuk interferon-gamma (IFN-γ), interleukin-1 (IL-1), dan interleukin-6 (IL-6). Perubahan ini juga termasuk menurunkan nisbah sel T CD4:CD8 dan memodulasi reseptor larut lain, yang akhirnya meningkatkan tahap interleukin-10 (IL-10), yang penting untuk mengatasi keradangan dan memupuk penyembuhan.
Aktiviti antimikrob HBOT saling berkaitan dengan mekanisme biologi yang kompleks. Kedua-dua superoksida dan tekanan tinggi telah dilaporkan secara tidak konsisten menggalakkan aktiviti antibakteria yang disebabkan oleh HBOT dan apoptosis neutrofil. Berikutan HBOT, peningkatan ketara dalam tahap oksigen meningkatkan keupayaan bakterisida neutrofil, komponen penting dalam tindak balas imun. Tambahan pula, HBOT menyekat lekatan neutrofil, yang dimediasi oleh interaksi β-integrin pada neutrofil dengan molekul lekatan antara sel (ICAM) pada sel endotel. HBOT menghalang aktiviti integrin neutrofil β-2 (Mac-1, CD11b/CD18) melalui proses yang dimediasi nitrik oksida (NO), menyumbang kepada penghijrahan neutrofil ke tapak jangkitan.
Penyusunan semula sitoskeleton yang tepat adalah perlu untuk neutrofil memfagositosis patogen secara berkesan. S-nitrosilasi aktin telah terbukti merangsang pempolimeran aktin, yang berpotensi memudahkan aktiviti fagositik neutrofil selepas pra-rawatan HBOT. Selain itu, HBOT menggalakkan apoptosis dalam barisan sel T manusia melalui laluan mitokondria, dengan kematian limfosit yang dipercepatkan selepas HBOT dilaporkan. Menyekat caspase-9—tanpa memberi kesan kepada caspase-8—telah menunjukkan kesan imunomodulatori HBOT.
Kesan Sinergi HBOT dengan Ejen Antimikrob
Dalam aplikasi klinikal, HBOT kerap digunakan bersama antibiotik untuk memerangi jangkitan dengan berkesan. Keadaan hiperoksik yang dicapai semasa HBOT boleh mempengaruhi keberkesanan agen antibiotik tertentu. Kajian menunjukkan bahawa ubat bakterisida tertentu, seperti β-laktam, fluorokuinolon dan aminoglikosida, bukan sahaja bertindak melalui mekanisme yang wujud tetapi juga sebahagiannya bergantung pada metabolisme aerobik bakteria. Oleh itu, kehadiran oksigen dan ciri-ciri metabolik patogen adalah penting apabila menilai kesan terapeutik antibiotik.
Bukti yang ketara telah menunjukkan bahawa tahap oksigen yang rendah boleh meningkatkan rintangan Pseudomonas aeruginosa terhadap piperacillin/tazobactam dan persekitaran oksigen yang rendah juga menyumbang kepada peningkatan rintangan Enterobacter cloacae terhadap azithromycin. Sebaliknya, keadaan hipoksik tertentu boleh meningkatkan sensitiviti bakteria terhadap antibiotik tetracycline. HBOT berfungsi sebagai kaedah terapeutik tambahan yang berdaya maju dengan mendorong metabolisme aerobik dan mengoksidakan semula tisu yang dijangkiti hipoksik, seterusnya meningkatkan sensitiviti patogen terhadap antibiotik.
Dalam kajian praklinikal, kombinasi HBOT—yang diberikan dua kali sehari selama 8 jam pada 280 kPa—bersama tobramycin (20 mg/kg/hari) telah mengurangkan beban bakteria dalam endokarditis berjangkit Staphylococcus aureus dengan ketara. Ini menunjukkan potensi HBOT sebagai rawatan tambahan. Siasatan lanjut telah mendedahkan bahawa di bawah suhu 37°C dan tekanan 3 ATA selama 5 jam, HBOT meningkatkan kesan imipenem terhadap Pseudomonas aeruginosa yang dijangkiti makrofaj. Selain itu, modaliti gabungan HBOT dengan cephalolin didapati lebih berkesan dalam merawat osteomielitis Staphylococcus aureus dalam model haiwan berbanding cephalolin sahaja.
HBOT juga meningkatkan tindakan bakteria ciprofloxacin dengan ketara terhadap biofilm Pseudomonas aeruginosa, terutamanya selepas 90 minit pendedahan. Peningkatan ini dikaitkan dengan pembentukan spesies oksigen reaktif endogen (ROS) dan memaparkan kepekaan yang tinggi dalam mutan yang cacat peroksidase.
Dalam model pleuritis yang disebabkan oleh Staphylococcus aureus tahan methicillin (MRSA), kesan kolaboratif vancomycin, teicoplanin, dan linezolid dengan HBOT menunjukkan peningkatan keberkesanan yang ketara terhadap MRSA. Metronidazole, antibiotik yang digunakan secara meluas dalam merawat jangkitan anaerobik dan polimikrob yang teruk seperti jangkitan kaki diabetik (DFI) dan jangkitan tapak pembedahan (SSI), telah menunjukkan keberkesanan antimikrob yang lebih tinggi di bawah keadaan anaerobik. Kajian masa depan adalah wajar untuk meneroka kesan antibakteria sinergistik HBOT yang digabungkan dengan metronidazole dalam tetapan in vivo dan in vitro.
Keberkesanan Antimikrob HBOT terhadap Bakteria Rintang
Dengan evolusi dan penyebaran strain yang tahan, antibiotik tradisional sering kehilangan potensinya dari semasa ke semasa. Tambahan pula, HBOT mungkin terbukti penting dalam merawat dan mencegah jangkitan yang disebabkan oleh patogen yang tahan pelbagai ubat, berfungsi sebagai strategi kritikal apabila rawatan antibiotik gagal. Banyak kajian telah melaporkan kesan bakteria HBOT yang ketara terhadap bakteria tahan yang relevan secara klinikal. Contohnya, sesi HBOT selama 90 minit pada 2 ATM telah mengurangkan pertumbuhan MRSA dengan ketara. Selain itu, dalam model nisbah, HBOT telah meningkatkan kesan antibakteria pelbagai antibiotik terhadap jangkitan MRSA. Laporan telah mengesahkan bahawa HBOT berkesan dalam merawat osteomielitis yang disebabkan oleh Klebsiella pneumoniae yang menghasilkan OXA-48 tanpa memerlukan sebarang antibiotik tambahan.
Secara ringkasnya, terapi oksigen hiperbarik mewakili pendekatan pelbagai aspek untuk kawalan jangkitan, meningkatkan tindak balas imun di samping menguatkan keberkesanan agen antimikrob sedia ada. Dengan penyelidikan dan pembangunan yang komprehensif, ia berpotensi untuk mengurangkan kesan rintangan antibiotik, menawarkan harapan dalam pertempuran berterusan menentang jangkitan bakteria.
Masa siaran: 28 Feb-2025