Dalam bidang perubatan moden, antibiotik telah terbukti sebagai salah satu kemajuan yang paling ketara, secara mendadak menurunkan kadar kejadian dan kematian yang berkaitan dengan jangkitan mikrob. Keupayaan mereka 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 tahan antibiotik telah menjadi kebimbangan yang semakin meningkat, mengurangkan keberkesanan ubat-ubatan ini dari semasa ke semasa. Kejadian rintangan antibiotik telah didokumenkan merentas semua kategori antibiotik apabila mutasi mikrob berlaku. Tekanan pemilihan yang dikenakan oleh ubat antimikrobial telah menyumbang kepada peningkatan strain tahan, menimbulkan cabaran besar kepada kesihatan global.
Untuk memerangi isu mendesak tentang rintangan antimikrob, adalah penting untuk melaksanakan dasar kawalan jangkitan yang berkesan yang menyekat 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, melibatkan penyedutan 100% oksigen pada tahap tekanan tertentu untuk satu tempoh masa. Diposisikan sebagai rawatan utama atau pelengkap untuk jangkitan, HBOT mungkin menawarkan harapan baharu dalam merawat jangkitan akut yang disebabkan oleh patogen tahan antibiotik.
Terapi ini semakin 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 penggunaan HBOT, kedua-duanya sebagai rawatan kendiri dan 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 tinggi yang terhasil boleh meningkatkan tahap oksigen tisu kepada 500 mmHg. Kesan sedemikian amat berharga dalam menggalakkan penyembuhan tindak balas keradangan dan gangguan peredaran mikro yang diperhatikan dalam persekitaran iskemia, serta dalam menguruskan sindrom petak.
HBOT juga boleh memberi kesan kepada keadaan yang bergantung kepada sistem imun. Penyelidikan 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, proses kritikal untuk pemulihan yang lebih baik. Terapi ini juga menggalakkan pembentukan matriks kolagen, fasa penting dalam penyembuhan luka.
Perhatian khusus mesti diberikan kepada jangkitan tertentu, terutamanya jangkitan dalam dan sukar dirawat seperti fasciitis necrotizing, 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 dikaitkan dengan paras oksigen rendah yang sering disebabkan oleh bakteria anaerobik atau tahan.
1. Jangkitan Kaki Diabetik
Kaki kencing manisulser adalah komplikasi yang lazim di kalangan pesakit diabetes, yang menjejaskan sehingga 25% daripada populasi ini. Jangkitan kerap timbul dalam ulser ini (mengadakan 40%-80% kes) dan membawa kepada peningkatan morbiditi dan kematian. Jangkitan kaki diabetik (DFI) biasanya terdiri daripada jangkitan polimikrob dengan pelbagai patogen bakteria anaerobik yang dikenal pasti. Pelbagai faktor, termasuk kecacatan fungsi fibroblas, isu pembentukan kolagen, mekanisme imun selular, dan fungsi fagosit, boleh menghalang penyembuhan luka pada pesakit diabetes. Beberapa kajian telah mengenal pasti pengoksigenan kulit terjejas sebagai faktor risiko yang kuat untuk amputasi yang berkaitan dengan DFI.
Sebagai salah satu pilihan semasa untuk rawatan DFI, HBOT telah dilaporkan meningkatkan kadar penyembuhan dengan ketara untuk ulser kaki diabetik, seterusnya mengurangkan keperluan untuk amputasi dan campur tangan 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. Kajian oleh Chen et al. menunjukkan bahawa lebih daripada 10 sesi HBOT membawa kepada peningkatan 78.3% dalam kadar penyembuhan luka dalam pesakit diabetes.
2. Jangkitan Tisu Lembut Necrotizing
Jangkitan tisu lembut necrotizing (NSTI) selalunya polimikrob, biasanya timbul daripada gabungan patogen bakteria aerobik dan anaerobik dan sering dikaitkan dengan pengeluaran 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 menggalakkan, dan HBOT telah disyorkan sebagai kaedah tambahan untuk menguruskan NSTI. Walaupun masih terdapat pertikaian mengenai penggunaan HBOT dalam NSTI kerana kekurangan kajian terkawal prospektif,bukti menunjukkan bahawa ia mungkin dikaitkan dengan kadar survival yang lebih baik dan pemeliharaan organ dalam pesakit NSTI. Kajian retrospektif menunjukkan pengurangan ketara dalam kadar kematian di 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 kedua-dua bakteria aerobik dan anaerobik. Walaupun kemajuan dalam langkah kawalan jangkitan, seperti teknik pensterilan, penggunaan antibiotik profilaksis, dan peningkatan dalam amalan pembedahan, SSI kekal sebagai komplikasi yang berterusan.
Satu tinjauan penting telah menyiasat keberkesanan HBOT dalam mencegah SSI dalam dalam pembedahan scoliosis neuromuskular. HBOT praoperasi boleh mengurangkan kejadian SSI dengan ketara dan memudahkan penyembuhan luka. Terapi bukan invasif ini mewujudkan persekitaran di mana paras oksigen dalam tisu luka meningkat, yang telah dikaitkan dengan tindakan membunuh oksidatif terhadap patogen. Selain itu, ia menangani tahap darah dan oksigen yang diturunkan yang menyumbang kepada pembangunan SSI. Di luar strategi kawalan jangkitan lain, HBOT telah disyorkan terutamanya untuk pembedahan yang tercemar bersih seperti prosedur kolorektal.
1.4 Melecur
Melecur adalah kecederaan yang disebabkan oleh haba melampau, arus elektrik, bahan kimia, atau radiasi dan boleh menyebabkan kadar morbiditi dan kematian yang tinggi. HBOT bermanfaat dalam merawat luka bakar dengan meningkatkan tahap oksigen dalam tisu yang rosak. Walaupun kajian haiwan dan klinikal membentangkan hasil yang bercampur-campur mengenaikeberkesanan HBOT dalam rawatan melecur, kajian yang melibatkan 125 pesakit melecur menunjukkan bahawa HBOT tidak menunjukkan kesan yang ketara ke atas kadar kematian atau bilangan pembedahan yang dilakukan tetapi mengurangkan purata masa penyembuhan (19.7 hari berbanding 43.8 hari). Mengintegrasikan HBOT dengan pengurusan luka bakar yang komprehensif boleh mengawal sepsis dalam pesakit luka bakar dengan berkesan, membawa kepada masa penyembuhan yang lebih singkat dan mengurangkan keperluan cecair. Walau bagaimanapun, penyelidikan prospektif yang lebih lanjut diperlukan untuk mengesahkan peranan HBOT dalam pengurusan luka bakar yang meluas.
1.5 Osteomielitis
Osteomielitis adalah jangkitan pada tulang atau sumsum tulang yang sering disebabkan oleh patogen bakteria. Merawat osteomielitis boleh menjadi mencabar kerana bekalan darah yang agak lemah ke tulang dan penembusan antibiotik yang terhad ke dalam sumsum. Osteomielitis kronik dicirikan oleh patogen yang berterusan, keradangan ringan, dan pembentukan tisu tulang nekrotik. Osteomielitis refraktori merujuk kepada jangkitan tulang kronik yang berterusan atau berulang walaupun rawatan yang sesuai.
HBOT telah terbukti meningkatkan tahap oksigen dengan ketara dalam tisu tulang yang dijangkiti. 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 refraktori kronik menunjukkan tanda-tanda penindasan jangkitan.
1.6 Jangkitan Kulat
Di seluruh dunia, lebih tiga juta individu mengalami jangkitan kulat kronik atau invasif, yang membawa kepada lebih 600,000 kematian setiap tahun. Hasil rawatan untuk jangkitan kulat sering terjejas disebabkan oleh faktor seperti status imun yang diubah, penyakit asas dan ciri virulensi patogen. HBOT menjadi pilihan terapeutik yang menarik dalam jangkitan kulat yang teruk kerana sifatnya yang selamat dan 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 tidak mempunyai gen superoxide dismutase (SOD). Keadaan hipoksik semasa jangkitan kulat menimbulkan cabaran kepada penghantaran ubat antikulat, menjadikan peningkatan paras oksigen daripada HBOT sebagai campur tangan yang berpotensi bermanfaat, walaupun penyelidikan lanjut adalah wajar.
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 kebanyakannya bakteria anaerobik melalui mekanisme seperti aktiviti bakteria langsung, peningkatan tindak balas imun dan kesan sinergi dengan agen antimikrob tertentu.
2.1 Kesan Antibakteria Langsung HBOT
Kesan antibakteria langsung HBOT sebahagian besarnya dikaitkan dengan penjanaan spesies oksigen reaktif (ROS), yang termasuk anion superoksida, hidrogen peroksida, radikal hidroksil dan ion hidroksil—semuanya timbul semasa metabolisme selular.
Interaksi antara O₂ dan komponen selular adalah penting dalam memahami bagaimana ROS terbentuk dalam sel. Di bawah keadaan tertentu yang disebut sebagai tekanan oksidatif, keseimbangan antara pembentukan ROS dan degradasinya terganggu, yang membawa kepada peningkatan tahap ROS dalam sel. Pengeluaran superoksida (O₂⁻) dimangkinkan oleh superoksida dismutase, yang kemudiannya menukarkan O₂⁻ kepada hidrogen peroksida (H₂O₂). Penukaran ini diperkuatkan lagi oleh tindak balas Fenton, yang mengoksidakan Fe²⁺ untuk menghasilkan radikal hidroksil (·OH) dan Fe³⁺, dengan itu memulakan urutan redoks yang memudaratkan pembentukan ROS dan kerosakan selular.
Kesan toksik ROS menyasarkan komponen selular kritikal seperti DNA, RNA, protein dan lipid. Terutama, DNA ialah sasaran utama sitotoksisiti pengantara H₂O₂, kerana ia mengganggu struktur deoksiribosa dan merosakkan komposisi asas. Kerosakan fizikal yang disebabkan oleh ROS meluas ke struktur heliks DNA, yang berpotensi terhasil daripada peroksidasi lipid yang dicetuskan oleh ROS. Ini menggariskan akibat buruk 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 konstituen selular seperti DNA, protein, dan lipid. Kepekatan tinggi spesies oksigen aktif boleh merosakkan lipid secara langsung, membawa kepada peroksidasi lipid. Proses ini menjejaskan integriti membran sel dan, akibatnya, kefungsian reseptor dan protein yang berkaitan dengan membran.
Tambahan pula, protein, yang juga merupakan sasaran molekul penting ROS, menjalani pengubahsuaian oksidatif khusus pada pelbagai residu asid amino seperti sistein, metionin, tirosin, fenilalanin, dan triptofan. Sebagai contoh, HBOT telah ditunjukkan untuk mendorong perubahan oksidatif dalam beberapa protein dalam E. coli, termasuk faktor pemanjangan G dan DnaK, dengan itu menjejaskan fungsi selular mereka.
Meningkatkan Kekebalan Melalui HBOT
Ciri-ciri anti-radang HBOTtelah didokumenkan, terbukti penting untuk mengurangkan kerosakan tisu dan menyekat perkembangan jangkitan. HBOT memberi kesan ketara kepada ekspresi sitokin dan pengawal selia keradangan lain, yang mempengaruhi tindak balas imun. Pelbagai sistem eksperimen memerhatikan perubahan perbezaan dalam ekspresi gen dan penjanaan protein selepas HBOT, yang sama ada mengimbangi atau menurunkan faktor pertumbuhan dan sitokin.
Semasa proses HBOT, peningkatan paras 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, dengan itu memudahkan penyembuhan jangkitan.
Tambahan pula, kajian mencadangkan bahawa peningkatan paras O₂ semasa HBOT boleh mengurangkan ekspresi sitokin pro-radang, termasuk interferon-gamma (IFN-γ), interleukin-1 (IL-1), dan interleukin-6 (IL-6). Perubahan ini juga termasuk menurunkan kawal selia nisbah CD4: CD8 sel T dan memodulasi reseptor larut lain, 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 paras oksigen meningkatkan keupayaan bakteria neutrofil, komponen penting dalam tindak balas imun. Tambahan pula, HBOT menindas lekatan neutrofil, yang dimediasi oleh interaksi β-integrin pada neutrofil dengan molekul lekatan antara sel (ICAM) pada sel endothelial. HBOT menghalang aktiviti neutrofil β-2 integrin (Mac-1, CD11b/CD18) melalui proses pengantara nitrik oksida (NO), menyumbang kepada penghijrahan neutrofil ke tapak jangkitan.
Penyusunan semula sitoskeleton yang tepat diperlukan untuk neutrofil untuk memfagosit patogen dengan berkesan. S-nitrosilasi aktin telah ditunjukkan untuk merangsang pempolimeran aktin, berpotensi memudahkan aktiviti fagositik neutrofil selepas pra-rawatan HBOT. Selain itu, HBOT menggalakkan apoptosis dalam saluran sel T manusia melalui laluan mitokondria, dengan kematian limfosit dipercepatkan selepas HBOT dilaporkan. Menyekat caspase-9—tanpa memberi kesan kepada caspase-8—telah menunjukkan kesan imunomodulator HBOT.
Kesan Sinergis HBOT dengan Agen 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. Penyelidikan mencadangkan bahawa ubat bakteria tertentu, seperti β-laktam, fluoroquinolones, dan aminoglikosida, bukan sahaja bertindak melalui mekanisme yang wujud tetapi juga bergantung sebahagiannya pada metabolisme aerobik bakteria. Oleh itu, kehadiran oksigen dan ciri metabolik patogen adalah penting apabila menilai kesan terapeutik antibiotik.
Bukti ketara telah menunjukkan bahawa paras oksigen yang rendah boleh meningkatkan rintangan Pseudomonas aeruginosa kepada piperacillin/tazobactam dan persekitaran oksigen yang rendah juga menyumbang kepada peningkatan rintangan Enterobacter cloacae kepada azithromycin. Sebaliknya, keadaan hipoksia tertentu boleh meningkatkan sensitiviti bakteria terhadap antibiotik tetrasiklin. HBOT berfungsi sebagai kaedah terapeutik tambahan yang berdaya maju dengan mendorong metabolisme aerobik dan mengoksigen semula tisu yang dijangkiti hipoksik, seterusnya meningkatkan sensitiviti patogen kepada antibiotik.
Dalam kajian praklinikal, gabungan HBOT—diberikan dua kali sehari selama 8 jam pada 280 kPa—bersama tobramycin (20 mg/kg/hari) mengurangkan beban bakteria dengan ketara dalam endokarditis berjangkit Staphylococcus aureus. Ini menunjukkan potensi HBOT sebagai rawatan tambahan. Siasatan lanjut telah mendedahkan bahawa di bawah tekanan 37°C dan 3 ATA selama 5 jam, HBOT secara ketara meningkatkan kesan imipenem terhadap Pseudomonas aeruginosa yang dijangkiti makrofaj. Selain itu, modaliti gabungan HBOT dengan cephazolin didapati lebih berkesan dalam merawat Staphylococcus aureus osteomyelitis dalam model haiwan berbanding cephazolin sahaja.
HBOT juga meningkatkan dengan ketara tindakan bakteria ciprofloxacin 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 rosak peroksidase.
Dalam model pleuritis yang disebabkan oleh Staphylococcus aureus (MRSA) yang tahan methicillin, kesan kolaboratif vancomycin, teicoplanin, dan linezolid dengan HBOT menunjukkan keberkesanan yang meningkat dengan 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 dalam keadaan anaerobik. Kajian masa depan adalah wajar untuk meneroka kesan antibakteria sinergistik HBOT yang digabungkan dengan metronidazole dalam kedua-dua tetapan in vivo dan in vitro.
Keberkesanan Antimikrob HBOT pada Bakteria Tahan
Dengan evolusi dan penyebaran strain 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 tahan multidrug, berfungsi sebagai strategi kritikal apabila rawatan antibiotik gagal. Banyak kajian telah melaporkan kesan bakteria HBOT yang ketara pada bakteria tahan yang berkaitan secara klinikal. Sebagai contoh, sesi HBOT selama 90 minit di 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.
Ringkasnya, terapi oksigen hiperbarik mewakili pendekatan pelbagai aspek untuk mengawal jangkitan, meningkatkan tindak balas imun sambil juga menguatkan keberkesanan agen antimikrob sedia ada. Dengan penyelidikan dan pembangunan yang komprehensif, ia mempunyai potensi untuk mengurangkan kesan rintangan antibiotik, menawarkan harapan dalam pertempuran berterusan terhadap jangkitan bakteria.
Masa siaran: Feb-28-2025