No ámbito da medicina moderna, os antibióticos demostraron ser un dos avances máis significativos, reducindo drasticamente as taxas de incidencia e mortalidade asociadas ás infeccións microbianas. A súa capacidade para alterar os resultados clínicos das infeccións bacterianas prolongou a esperanza de vida de innumerables pacientes. Os antibióticos son fundamentais en procedementos médicos complexos, como cirurxías, colocación de implantes, transplantes e quimioterapia. Non obstante, a aparición de patóxenos resistentes aos antibióticos foi unha preocupación crecente, o que diminúe a eficacia destes fármacos co paso do tempo. Documentáronse casos de resistencia aos antibióticos en todas as categorías de antibióticos a medida que se producen mutacións microbianas. A presión de selección exercida polos fármacos antimicrobianos contribuíu ao aumento de cepas resistentes, o que supón un desafío significativo para a saúde mundial.
Para combater o acuciante problema da resistencia antimicrobiana, é esencial implementar políticas eficaces de control de infeccións que limiten a propagación de patóxenos resistentes, ademais de reducir a utilización de antibióticos. Ademais, existe unha necesidade urxente de métodos de tratamento alternativos. A terapia de osíxeno hiperbárico (OHBT) xurdiu como unha modalidade prometedora neste contexto, que implica a inhalación de osíxeno ao 100 % a niveis de presión específicos durante un período de tempo. Posicionada como tratamento primario ou complementario para as infeccións, a OHBT pode ofrecer novas esperanzas no tratamento de infeccións agudas causadas por patóxenos resistentes aos antibióticos.
Esta terapia aplícase cada vez máis como tratamento primario ou alternativo para diversas afeccións, como a inflamación, a intoxicación por monóxido de carbono, as feridas crónicas, as enfermidades isquémicas e as infeccións. As aplicacións clínicas da TOHB no tratamento de infeccións son profundas e proporcionan vantaxes inestimables aos pacientes.
Aplicacións clínicas da terapia de osíxeno hiperbárico en infeccións
A evidencia actual apoia robustamente a aplicación da TOHB, tanto como tratamento independente como adxunto, o que presenta beneficios significativos para os pacientes infectados. Durante a TOHB, a presión de osíxeno no sangue arterial pode aumentar ata os 2000 mmHg, e o alto gradiente de presión de osíxeno-tecido resultante pode elevar os niveis de osíxeno nos tecidos ata os 500 mmHg. Estes efectos son particularmente valiosos para promover a curación das respostas inflamatorias e as alteracións microcirculatorias observadas en ambientes isquémicos, así como para xestionar a síndrome compartimental.
A TOHB tamén pode afectar as afeccións que dependen do sistema inmunitario. As investigacións indican que a TOHB pode suprimir as síndromes autoinmunes e as respostas inmunitarias inducidas por antíxenos, axudando a manter a tolerancia ao enxerto ao reducir a circulación de linfocitos e leucocitos e á vez modulando as respostas inmunitarias. Ademais, a TOHBapoia a curaciónen lesións crónicas da pel mediante a estimulación da anxioxénese, un proceso fundamental para unha mellor recuperación. Esta terapia tamén favorece a formación da matriz de coláxeno, unha fase esencial na cicatrización de feridas.
Débese prestar especial atención a certas infeccións, especialmente ás profundas e difíciles de tratar, como a fasciíte necrotizante, a osteomielite, as infeccións crónicas dos tecidos brandos e a endocardite infecciosa. Unha das aplicacións clínicas máis comúns da TOHB é para as infeccións da pel e dos tecidos brandos e a osteomielite asociadas a niveis baixos de osíxeno, que adoitan ser causadas por bacterias anaerobias ou resistentes.
1. Infeccións do pé diabético
Pé diabéticoAs úlceras son unha complicación frecuente entre os pacientes diabéticos, que afectan ata o 25 % desta poboación. As infeccións xorden con frecuencia nestas úlceras (representan entre o 40 % e o 80 % dos casos) e provocan un aumento da morbilidade e a mortalidade. As infeccións do pé diabético (IFD) adoitan consistir en infeccións polimicrobianas cunha variedade de patóxenos bacterianos anaeróbicos identificados. Varios factores, incluídos defectos na función dos fibroblastos, problemas de formación de coláxeno, mecanismos inmunitarios celulares e función dos fagocitos, poden dificultar a cicatrización das feridas en pacientes diabéticos. Varios estudos identificaron a oxixenación deficiente da pel como un forte factor de risco para as amputacións relacionadas coas IDF.
Como unha das opcións actuais para o tratamento da DFIInformouse de que a TOHB mellora significativamente as taxas de cicatrización das úlceras do pé diabético, o que reduce a necesidade de amputacións e intervencións cirúrxicas complicadas. Non só minimiza a necesidade de procedementos que requiren moitos recursos, como as cirurxías de colgaxos e os enxertos de pel, senón que tamén presenta custos máis baixos e efectos secundarios mínimos en comparación coas opcións cirúrxicas. Un estudo realizado por Chen et al. demostrou que máis de 10 sesións de TOHB levaron a unha mellora do 78,3 % nas taxas de cicatrización de feridas en pacientes diabéticos.
2. Infeccións necrotizantes de tecidos brandos
As infeccións necrotizantes dos tecidos brandos (ITN) adoitan ser polimicrobianas, normalmente derivadas dunha combinación de patóxenos bacterianos aeróbicos e anaeróbicos e adoitan estar asociadas á produción de gases. Aínda que as INT son relativamente raras, presentan unha alta taxa de mortalidade debido á súa rápida progresión. O diagnóstico e o tratamento oportunos e axeitados son fundamentais para lograr resultados favorables, e a TOHB recomendouse como método adxunto para o tratamento das INT. Aínda que segue existindo controversia sobre o uso da TOHB nas INT debido á falta de estudos controlados prospectivos,a evidencia suxire que pode estar correlacionado con mellores taxas de supervivencia e preservación de órganos en pacientes con NSTIUn estudo retrospectivo indicou unha redución significativa nas taxas de mortalidade entre os pacientes con infeccións por infeccións sen alcohol que recibiron oxiuro de hidrocloruro de alta hematopoyética.
1.3 Infeccións do sitio cirúrxico
As infeccións do sitio cirúrxico (ISQ) pódense clasificar segundo a localización anatómica da infección e poden xurdir de varios patóxenos, incluíndo bacterias aeróbicas e anaeróbicas. Malia os avances nas medidas de control de infeccións, como as técnicas de esterilización, o uso de antibióticos profilácticos e as melloras nas prácticas cirúrxicas, as ISQ seguen sendo unha complicación persistente.
Unha revisión significativa investigou a eficacia da TOHB na prevención de infeccións do sitio cirúrxico (ISQ) profundas na cirurxía de escoliose neuromuscular. A TOHB preoperatoria pode reducir significativamente a incidencia de ISO e facilitar a cicatrización das feridas. Esta terapia non invasiva crea un ambiente onde os niveis de osíxeno nos tecidos da ferida son elevados, o que se asociou coa acción oxidativa destrutiva contra os patóxenos. Ademais, aborda a redución dos niveis sanguíneos e de osíxeno que contribúen ao desenvolvemento de ISO. Ademais doutras estratexias de control de infeccións, a TOHB recomendouse especialmente para cirurxías limpas e contaminadas, como os procedementos colorrectais.
1.4 Queimaduras
As queimaduras son lesións causadas por calor extremo, corrente eléctrica, produtos químicos ou radiación e poden supoñer altas taxas de morbilidade e mortalidade. A TOHB é beneficiosa no tratamento das queimaduras ao aumentar os niveis de osíxeno nos tecidos danados. Aínda que os estudos en animais e clínicos presentan resultados mixtos con respecto aA eficacia da HBOT no tratamento de queimaduras, un estudo no que participaron 125 pacientes con queimaduras indicou que a TOHB non mostrou un impacto significativo nas taxas de mortalidade nin no número de cirurxías realizadas, pero si reduciu o tempo medio de curación (19,7 días en comparación con 43,8 días). A integración da TOHB coa xestión integral das queimaduras podería controlar eficazmente a sepsis en pacientes con queimaduras, o que levaría a tempos de curación máis curtos e a unha redución das necesidades de líquidos. Non obstante, requírese unha investigación prospectiva máis extensa para confirmar o papel da TOHB no tratamento das queimaduras extensas.
1.5 Osteomielite
A osteomielite é unha infección do óso ou da medula ósea, a miúdo causada por patóxenos bacterianos. O tratamento da osteomielite pode ser complicado debido ao subministro sanguíneo relativamente deficiente aos ósos e á limitada penetración dos antibióticos na medula. A osteomielite crónica caracterízase por patóxenos persistentes, inflamación leve e formación de tecido óseo necrótico. A osteomielite refractaria refírese a infeccións óseas crónicas que continúan ou repiten a pesar do tratamento axeitado.
Demostrouse que a TOHB mellora significativamente os niveis de osíxeno nos tecidos óseos infectados. Numerosas series de casos e estudos de cohorte indican que a TOHB mellora os resultados clínicos para os pacientes con osteomielite. Parece funcionar a través de varios mecanismos, incluíndo o aumento da actividade metabólica, a supresión de patóxenos bacterianos, a mellora dos efectos dos antibióticos, a minimización da inflamación e a promoción da curación.procesos. Despois da HBOT, entre o 60 % e o 85 % dos pacientes con osteomielite crónica refractaria mostran signos de supresión da infección.
1.6 Infeccións fúnxicas
A nivel mundial, máis de tres millóns de persoas padecen infeccións fúnxicas crónicas ou invasivas, o que provoca máis de 600 000 mortes ao ano. Os resultados do tratamento das infeccións fúnxicas adoitan verse afectados por factores como a alteración do estado inmunitario, as enfermidades subxacentes e as características de virulencia dos patóxenos. A TOHB está a converterse nunha opción terapéutica atractiva para as infeccións fúnxicas graves debido á súa seguridade e á súa natureza non invasiva. Os estudos indican que a TOHB podería ser eficaz contra patóxenos fúnxicos como Aspergillus e Mycobacterium tuberculosis.
A TOHB promove os efectos antifúnxicos ao inhibir a formación de biopelículas de Aspergillus, observándose unha maior eficacia en cepas que carecen de xenes da superóxido dismutase (SOD). As condicións hipóxicas durante as infeccións fúnxicas supoñen desafíos para a administración de fármacos antifúnxicos, o que fai que o aumento dos niveis de osíxeno derivado da TOHB sexa unha intervención potencialmente beneficiosa, aínda que se require máis investigación.
As propiedades antimicrobianas da HBOT
O ambiente hiperóxico creado pola TOHB inicia cambios fisiolóxicos e bioquímicos que estimulan as propiedades antibacterianas, o que a converte nunha terapia adxunta eficaz para a infección. A TOHB demostra efectos notables contra as bacterias aeróbicas e as bacterias predominantemente anaeróbicas a través de mecanismos como a actividade bactericida directa, a mellora das respostas inmunitarias e os efectos sinérxicos con axentes antimicrobianos específicos.
2.1 Efectos antibacterianos directos da HBOT
O efecto antibacteriano directo da HBOT atribúese en gran medida á xeración de especies reactivas de osíxeno (ROS), que inclúen anións superóxido, peróxido de hidróxeno, radicais hidroxilo e ións hidroxilo, todos os cales xorden durante o metabolismo celular.
A interacción entre o O₂ e os compoñentes celulares é esencial para comprender como se forman as ROS dentro das células. En certas condicións denominadas estrés oxidativo, o equilibrio entre a formación de ROS e a súa degradación vese alterado, o que leva a niveis elevados de ROS nas células. A produción de superóxido (O₂⁻) é catalizada pola superóxido dismutase, que posteriormente converte o O₂⁻ en peróxido de hidróxeno (H₂O₂). Esta conversión amplifícase aínda máis pola reacción de Fenton, que oxida o Fe²⁺ para xerar radicais hidroxilo (·OH) e Fe³⁺, iniciando así unha secuencia redox prexudicial de formación de ROS e dano celular.
Os efectos tóxicos das ROS teñen como obxectivo compoñentes celulares críticos como o ADN, o ARN, as proteínas e os lípidos. Cabe destacar que o ADN é un obxectivo principal da citotoxicidade mediada por H₂O₂, xa que altera as estruturas da desoxirribosa e dana as composicións básicas. O dano físico inducido polas ROS esténdese á estrutura en hélice do ADN, potencialmente como resultado da peroxidación lipídica desencadeada polas ROS. Isto subliña as consecuencias adversas dos niveis elevados de ROS nos sistemas biolóxicos.
Acción antimicrobiana das ROS
As especies reactivas de osíxeno (ROS) desempeñan un papel vital na inhibición do crecemento microbiano, como se demostra coa xeración de ROS inducida por HBOT. Os efectos tóxicos das ROS diríxense directamente a constituíntes celulares como o ADN, as proteínas e os lípidos. As altas concentracións de especies de osíxeno activo poden danar directamente os lípidos, o que leva á peroxidación lipídica. Este proceso compromete a integridade das membranas celulares e, en consecuencia, a funcionalidade dos receptores e proteínas asociados á membrana.
Ademais, as proteínas, que tamén son importantes dianas moleculares das ROS, sofren modificacións oxidativas específicas en varios residuos de aminoácidos como a cisteína, a metionina, a tirosina, a fenilalanina e o triptófano. Por exemplo, demostrouse que a HBOT induce cambios oxidativos en varias proteínas de E. coli, incluíndo o factor de elongación G e a DnaK, o que afecta ás súas funcións celulares.
Mellora da inmunidade mediante a HBOT
As propiedades antiinflamatorias da HBOTDocumentáronse estudos que demostraron ser cruciais para aliviar o dano tisular e suprimir a progresión da infección. A TOHB inflúe significativamente na expresión de citocinas e outros reguladores inflamatorios, o que inflúe na resposta inmunitaria. Varios sistemas experimentais observaron cambios diferenciais na expresión xénica e na xeración de proteínas despois da TOHB, que regulan positiva ou negativamente os factores de crecemento e as citocinas.
Durante o proceso de HBOT, o aumento dos niveis de O₂ desencadea unha serie de respostas celulares, como a supresión da liberación de mediadores proinflamatorios e a promoción da apoptose de linfocitos e neutrófilos. Conxuntamente, estas accións melloran os mecanismos antimicrobianos do sistema inmunitario, facilitando así a curación das infeccións.
Ademais, os estudos suxiren que o aumento dos niveis de O₂ durante a HBOT pode reducir a expresión de citocinas proinflamatorias, como o interferón gamma (IFN-γ), a interleucina 1 (IL-1) e a interleucina 6 (IL-6). Estes cambios tamén inclúen a regulación á baixa da proporción de células T CD4:CD8 e a modulación doutros receptores solubles, o que en última instancia aumenta os niveis de interleucina 10 (IL-10), o que é crucial para contrarrestar a inflamación e fomentar a curación.
As actividades antimicrobianas da HBOT están entrelazadas con mecanismos biolóxicos complexos. Informouse de que tanto o superóxido como a presión elevada promoven de forma inconsistente a actividade antibacteriana inducida pola HBOT e a apoptose dos neutrófilos. Despois da HBOT, unha marcada elevación dos niveis de osíxeno mellora as capacidades bactericidas dos neutrófilos, un compoñente esencial da resposta inmunitaria. Ademais, a HBOT suprime a adhesión dos neutrófilos, que está mediada pola interacción das β-integrinas nos neutrófilos coas moléculas de adhesión intercelular (ICAM) nas células endoteliais. A HBOT inhibe a actividade da integrina β-2 dos neutrófilos (Mac-1, CD11b/CD18) a través dun proceso mediado por óxido nítrico (NO), o que contribúe á migración dos neutrófilos ao lugar da infección.
O rearranxo preciso do citoesqueleto é necesario para que os neutrófilos fagociten eficazmente os patóxenos. Demostrouse que a S-nitrosilación da actina estimula a polimerización da actina, o que potencialmente facilita a actividade fagocítica dos neutrófilos despois do tratamento previo con HBOT. Ademais, a HBOT promove a apoptose nas liñas de células T humanas a través de vías mitocondriais, e informouse de morte acelerada de linfocitos despois da HBOT. O bloqueo da caspase-9, sen afectar á caspase-8, demostrou os efectos inmunomoduladores da HBOT.
Os efectos sinérxicos da HBOT cos axentes antimicrobianos
En aplicacións clínicas, a TOHB úsase con frecuencia xunto con antibióticos para combater infeccións de forma eficaz. O estado hiperóxico acadado durante a TOHB pode influír na eficacia de certos axentes antibióticos. A investigación suxire que fármacos bactericidas específicos, como os β-lactámicos, as fluoroquinolonas e os aminoglicósidos, non só actúan a través de mecanismos inherentes, senón que tamén dependen parcialmente do metabolismo aeróbico das bacterias. Polo tanto, a presenza de osíxeno e as características metabólicas dos patóxenos son fundamentais á hora de avaliar os efectos terapéuticos dos antibióticos.
Existen probas significativas que demostran que os niveis baixos de osíxeno poden aumentar a resistencia de *Pseudomonas aeruginosa* á piperacilina/tazobactam e que un ambiente con baixo contido de osíxeno tamén contribúe ao aumento da resistencia de *Enterobacter cloacae* á azitromicina. Pola contra, certas condicións hipóxicas poden mellorar a sensibilidade bacteriana aos antibióticos tetraciclina. A TOHB serve como un método terapéutico adxunto viable ao inducir o metabolismo aeróbico e reoxixenar os tecidos infectados hipóxicos, o que aumenta posteriormente a sensibilidade dos patóxenos aos antibióticos.
En estudos preclínicos, a combinación de TOHB (administrada dúas veces ao día durante 8 horas a 280 kPa) xunto con tobramicina (20 mg/kg/día) reduciu significativamente as cargas bacterianas na endocardite infecciosa por Staphylococcus aureus. Isto demostra o potencial da TOHB como tratamento auxiliar. Investigacións posteriores revelaron que a 37 °C e unha presión de 3 ATA durante 5 horas, a TOHB mellorou notablemente os efectos do imipenem contra a Pseudomonas aeruginosa infectada por macrófagos. Ademais, descubriuse que a modalidade combinada de TOHB con cefalolina é máis eficaz no tratamento da osteomielite por Staphylococcus aureus en modelos animais en comparación coa cefalolina soa.
A HBOT tamén aumenta significativamente a acción bactericida da ciprofloxacina contra os biofilmes de Pseudomonas aeruginosa, especialmente despois de 90 minutos de exposición. Esta mellora atribúese á formación de especies reactivas de osíxeno (ROS) endóxenas e mostra unha maior sensibilidade en mutantes con deficiencia de peroxidase.
En modelos de pleurite causada por Staphylococcus aureus resistente á meticilina (MRSA), o efecto colaborativo da vancomicina, a teicoplanina e o linezolid coa HBOT mostrou un aumento significativo da eficacia contra o MRSA. O metronidazol, un antibiótico amplamente utilizado no tratamento de infeccións anaerobias e polimicrobianas graves como as infeccións do pé diabético (IFD) e as infeccións do sitio cirúrxico (ISC), mostrou unha maior eficacia antimicrobiana en condicións anaerobias. Xustifícanse futuros estudos para explorar os efectos antibacterianos sinérxicos da HBOT combinada co metronidazol tanto in vivo como in vitro.
A eficacia antimicrobiana da HBOT sobre bacterias resistentes
Coa evolución e propagación de cepas resistentes, os antibióticos tradicionais adoitan perder a súa potencia co tempo. Ademais, a TOHB pode resultar esencial para tratar e previr infeccións causadas por patóxenos multirresistentes, servindo como unha estratexia fundamental cando os tratamentos con antibióticos fallan. Numerosos estudos informaron dos significativos efectos bactericidas da TOHB sobre bacterias resistentes clinicamente relevantes. Por exemplo, unha sesión de TOHB de 90 minutos a 2 ATM reduciu substancialmente o crecemento de SARM. Ademais, nos modelos de razón, a TOHB mellorou os efectos antibacterianos de varios antibióticos contra as infeccións por SARM. Os informes confirmaron que a TOHB é eficaz no tratamento da osteomielite causada por Klebsiella pneumoniae produtora de OXA-48 sen necesidade de antibióticos adxuntivos.
En resumo, a terapia de osíxeno hiperbárico representa unha abordaxe multifacética para o control de infeccións, que mellora a resposta inmunitaria e amplifica a eficacia dos axentes antimicrobianos existentes. Cunha investigación e desenvolvemento exhaustivos, ten o potencial de mitigar os efectos da resistencia aos antibióticos, ofrecendo esperanza na batalla continua contra as infeccións bacterianas.
Data de publicación: 28 de febreiro de 2025