แนวทางที่มีแนวโน้มสำหรับโรคระบบประสาทเสื่อม: การบำบัดด้วยออกซิเจนแรงดันสูง

ทำความเข้าใจเกี่ยวกับการบำบัดด้วยออกซิเจนแรงดันสูง (HBOT)

โดยทั่วไปแล้ว HBOT เกี่ยวข้องกับการเพิ่มความดันให้สูงกว่า 1 บรรยากาศสัมบูรณ์ (ATA) หรือความดันที่ระดับน้ำทะเล เป็นระยะเวลา 90-120 นาที ซึ่งมักต้องเข้ารับการรักษาหลายครั้ง ขึ้นอยู่กับอาการเฉพาะที่ต้องการรักษา ความดันอากาศที่เพิ่มขึ้นจะช่วยเพิ่มการนำส่งออกซิเจนไปยังเซลล์ ซึ่งจะช่วยกระตุ้นการเพิ่มจำนวนเซลล์ต้นกำเนิดและส่งเสริมกระบวนการรักษาที่เกิดจากปัจจัยการเจริญเติบโตบางชนิด

เดิมที การประยุกต์ใช้ HBOT ก่อตั้งขึ้นจากกฎของ Boyle-Marriott ซึ่งกำหนดการลดฟองอากาศที่ขึ้นอยู่กับความดัน ควบคู่ไปกับประโยชน์ของระดับออกซิเจนสูงในเนื้อเยื่อ มีพยาธิสภาพหลายอย่างที่ทราบกันว่าได้รับประโยชน์จากภาวะออกซิเจนสูงที่เกิดจาก HBOT ได้แก่ เนื้อเยื่อตาย การบาดเจ็บจากรังสี การบาดเจ็บ แผลไฟไหม้ กลุ่มอาการช่องเปิด และเนื้อตายเน่าจากก๊าซ รวมถึงโรคอื่นๆ ที่ระบุไว้โดยสมาคมการแพทย์ใต้น้ำและความดันสูง (Undersea and Hyperbaric Medical Society) ที่น่าสังเกตคือ HBOT ยังแสดงให้เห็นถึงประสิทธิภาพในการรักษาเสริมในโรคอักเสบหรือโรคติดเชื้อต่างๆ เช่น โรคลำไส้ใหญ่อักเสบและภาวะติดเชื้อในกระแสเลือด ด้วยกลไกการต้านการอักเสบและออกซิเดชันของ HBOT ทำให้มีศักยภาพอย่างมากในการเป็นแนวทางการรักษาโรคทางระบบประสาทเสื่อม

 

การศึกษาก่อนทางคลินิกของการบำบัดด้วยออกซิเจนแรงดันสูงในโรคระบบประสาทเสื่อม: ข้อมูลเชิงลึกจากแบบจำลองเมาส์ 3×Tg

หนึ่งในการศึกษาที่น่าสังเกตมุ่งเน้นไปที่แบบจำลองหนู 3×Tg ของโรคอัลไซเมอร์ (AD) ซึ่งแสดงให้เห็นถึงศักยภาพในการรักษาของ HBOT ในการบรรเทาภาวะบกพร่องทางสติปัญญา งานวิจัยนี้ใช้หนู 3×Tg เพศผู้ อายุ 17 เดือน เปรียบเทียบกับหนู C57BL/6 เพศผู้ อายุ 14 เดือน ที่เป็นตัวควบคุม การศึกษาแสดงให้เห็นว่า HBOT ไม่เพียงแต่ช่วยปรับปรุงการทำงานของสมอง แต่ยังช่วยลดการอักเสบ ปริมาณคราบพลัค และการฟอสโฟรีเลชันของ Tau ซึ่งเป็นกระบวนการสำคัญที่เกี่ยวข้องกับพยาธิสภาพของโรคอัลไซเมอร์ได้อย่างมีนัยสำคัญ

ผลการป้องกันของ HBOT เกิดจากการลดลงของการอักเสบของระบบประสาท ซึ่งเห็นได้จากการลดลงของการแพร่กระจายของเซลล์ไมโครเกลีย ภาวะแอสโตรกลิโอซิส และการหลั่งไซโตไคน์ที่กระตุ้นการอักเสบ ผลการวิจัยเหล่านี้เน้นย้ำถึงบทบาทสองประการของ HBOT ในการเพิ่มประสิทธิภาพการรับรู้ ขณะเดียวกันก็บรรเทากระบวนการอักเสบของระบบประสาทที่เกี่ยวข้องกับโรคอัลไซเมอร์

แบบจำลองก่อนการทดลองทางคลินิกอีกแบบหนึ่งใช้หนู 1-เมทิล-4-ฟีนิล-1,2,3,6-เตตระไฮโดรไพริดีน (MPTP) เพื่อประเมินกลไกการป้องกันของ HBOT ต่อการทำงานของเซลล์ประสาทและความสามารถในการเคลื่อนไหว ผลการศึกษาชี้ให้เห็นว่า HBOT มีส่วนช่วยเพิ่มกิจกรรมการเคลื่อนไหวและความแข็งแรงของการจับในหนูเหล่านี้ ซึ่งสัมพันธ์กับการเพิ่มขึ้นของการส่งสัญญาณการสร้างไมโทคอนเดรีย โดยเฉพาะอย่างยิ่งผ่านการกระตุ้นของ SIRT-1, PGC-1α และ TFAM สิ่งนี้เน้นย้ำถึงบทบาทสำคัญของการทำงานของไมโทคอนเดรียในผลการปกป้องระบบประสาทของ HBOT

 

กลไกของ HBOT ในโรคระบบประสาทเสื่อม

หลักการพื้นฐานของการใช้ HBOT สำหรับโรค NDD อยู่ที่ความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณออกซิเจนที่ลดลงและความไวต่อการเปลี่ยนแปลงทางระบบประสาทที่เสื่อมลง ปัจจัยเหนี่ยวนำให้เกิดภาวะพร่องออกซิเจน-1 (Hypoxia-inducible factor-1 หรือ HIF-1) มีบทบาทสำคัญในการเป็นปัจจัยถอดรหัสที่ช่วยให้เซลล์ปรับตัวต่อภาวะออกซิเจนต่ำ และมีส่วนเกี่ยวข้องกับโรค NDD หลายชนิด เช่น โรคอัลไซเมอร์ โรคพาร์กินสัน โรคฮันติงตัน และโรคกล้ามเนื้ออ่อนแรง (ALS) ซึ่งถือเป็นเป้าหมายสำคัญของยา

เนื่องจากอายุเป็นปัจจัยเสี่ยงสำคัญต่อโรคระบบประสาทเสื่อมหลายชนิด การศึกษาผลกระทบของ HBOT ต่อระบบประสาทวิทยาในผู้สูงอายุจึงมีความสำคัญอย่างยิ่ง การศึกษาวิจัยระบุว่า HBOT สามารถปรับปรุงความบกพร่องทางสติปัญญาที่เกี่ยวข้องกับอายุในผู้สูงอายุที่มีสุขภาพดีได้นอกจากนี้ ผู้ป่วยสูงอายุที่มีความบกพร่องด้านความจำอย่างมีนัยสำคัญยังแสดงให้เห็นถึงการปรับปรุงการรับรู้และการไหลเวียนเลือดไปในสมองที่เพิ่มขึ้นหลังจากได้รับ HBOT

 

1. ผลกระทบของ HBOT ต่อการอักเสบและความเครียดออกซิเดชัน

HBOT ได้แสดงให้เห็นถึงความสามารถในการบรรเทาอาการอักเสบของระบบประสาทในผู้ป่วยที่มีภาวะสมองเสื่อมอย่างรุนแรง HBOT มีฤทธิ์ในการลดระดับไซโตไคน์ที่ก่อให้เกิดการอักเสบ (เช่น IL-1β, IL-12, TNFα และ IFNγ) ขณะเดียวกันก็เพิ่มระดับไซโตไคน์ที่ต้านการอักเสบ (เช่น IL-10) นักวิจัยบางท่านเสนอว่าอนุมูลอิสระออกซิเจน (ROS) ที่สร้างขึ้นโดย HBOT เป็นตัวกลางให้เกิดประโยชน์หลายประการของการบำบัด ดังนั้น นอกเหนือจากฤทธิ์ในการลดฟองอากาศที่ขึ้นอยู่กับความดันและการบรรลุระดับออกซิเจนอิ่มตัวในเนื้อเยื่อสูงแล้ว ผลลัพธ์เชิงบวกที่เชื่อมโยงกับ HBOT ยังขึ้นอยู่กับบทบาททางสรีรวิทยาของ ROS ที่สร้างขึ้นบางส่วนด้วย

2. ผลของ HBOT ต่อการเกิดอะพอพโทซิสและการปกป้องระบบประสาท

งานวิจัยชี้ให้เห็นว่า HBOT สามารถลดการฟอสโฟรีเลชันของ p38 mitogen-activated protein kinase (MAPK) ในฮิปโปแคมปัส ซึ่งส่งผลให้ความสามารถในการรับรู้ดีขึ้นและลดความเสียหายของฮิปโปแคมปัส ทั้ง HBOT แบบเดี่ยวและแบบใช้ร่วมกับสารสกัดจากแปะก๊วย พบว่าสามารถลดการแสดงออกของ Bax และการทำงานของ caspase-9/3 ส่งผลให้อัตราอะพอพโทซิสลดลงในหนูทดลองที่ถูกเหนี่ยวนำโดย aβ25-35 นอกจากนี้ การศึกษาอีกชิ้นหนึ่งแสดงให้เห็นว่าการปรับสภาพ HBOT ทำให้เกิดความทนทานต่อภาวะขาดเลือดในสมอง โดยมีกลไกที่เกี่ยวข้องกับการเพิ่มขึ้นของการแสดงออกของ SIRT1 ควบคู่ไปกับระดับของ augmented B-cell lymphoma 2 (Bcl-2) และการลดลงของ caspase-3 ที่ทำงานอยู่ ซึ่งตอกย้ำคุณสมบัติในการปกป้องระบบประสาทและต้านการเกิดอะพอพโทซิสของ HBOT

3. อิทธิพลของ HBOT ต่อการหมุนเวียนและการสร้างเซลล์ประสาทใหม่

การให้ผู้ป่วยสัมผัสกับ HBOT เกี่ยวข้องกับผลกระทบหลายประการต่อระบบหลอดเลือดสมอง รวมถึงการเพิ่มความสามารถในการซึมผ่านของเลือดและสมอง ส่งเสริมการสร้างหลอดเลือดใหม่ และลดอาการบวมน้ำ นอกจากการเพิ่มปริมาณออกซิเจนให้กับเนื้อเยื่อแล้ว HBOTส่งเสริมการสร้างหลอดเลือดโดยการกระตุ้นปัจจัยการถอดรหัส เช่น ปัจจัยการเจริญเติบโตของหลอดเลือดเอ็นโดทีเลียม และโดยการกระตุ้นการแพร่กระจายของเซลล์ต้นกำเนิดของระบบประสาท

4. ผลทาง epigenetic ของ HBOT

การศึกษาวิจัยเผยให้เห็นว่าการสัมผัสเซลล์เยื่อบุหลอดเลือดฝอยของมนุษย์ (HMEC-1) กับออกซิเจนแรงดันสูงทำให้ควบคุมยีนได้อย่างมีนัยสำคัญถึง 8,101 ยีน ซึ่งรวมถึงการแสดงออกที่เพิ่มขึ้นและลดลง ซึ่งเน้นถึงการเพิ่มขึ้นของการแสดงออกของยีนที่เกี่ยวข้องกับวิถีการตอบสนองต่อสารต้านอนุมูลอิสระ