HBOT to metoda leczenia polegająca na podaniu pacjentowi 100% tlenu o podwyższonym ciśnieniu w specjalnie skonstruowanej komorze hiperbarycznej. Ciśnienie wywierane podczas ekspozycji wyraża się jako suma ciśnienia atmosferycznego i ciśnienia panującego w komorze. Ciśnienie wywierane podczas ekspozycji wyraża się jako suma ciśnienia atmosferycznego i ciśnienia panującego w komorze. Uważa się, że powinno ono wynosić co najmniej 1,4 ciśnienia bezwzględnego (ATA). Interwencja HBOT przyczynia się do znacznego wzrostu ciśnienia tlenu we krwi poprzez dotlenienie hemoglobiny i rozpuszczenie jej w osoczu krwi. Procesy te znacznie zwiększają stopień dyfuzji tlenu z naczyń włosowatych do otaczających niedotlenionych komórek, poprawiając tym samym ich metabolizm [ 15 ].]. Komory hiperbaryczne znajdują również zastosowanie w wielu dziedzinach pediatrii oraz licznych ośrodkach rehabilitacji dziecięcej, co ekonomicznie umożliwiłoby wprowadzenie nowej metody leczenia wspomagającego COVID-19 bez konieczności zakupu dodatkowego wyposażenia.
1. Wstęp
Światowa pandemia COVID-19 doprowadziła do znacznego wzrostu liczby pacjentów cierpiących na choroby układu oddechowego, zaburzenia funkcji poznawczych i chroniczne zmęczenie, które są bezpośrednimi konsekwencjami COVID-19 [
1 ,
2 ,
3 ]. Początkowo sądzono, że wirus SARS-CoV-2 znacznie rzadziej atakuje dzieci, jednak badania wielokrotnie wykazały, że są one tak samo podatne jak dorośli, chociaż przebieg COVID-19 jest u nich w większości bezobjawowy [
4 ,
5 ,
6 ]. Statystyki pokazują, że dzieci stanowią około 2–13% wszystkich pacjentów z COVID-19 w poszczególnych krajach, ale liczba ta może być znacznym niedoszacowaniem ze względu na małą liczbę testów wśród najmłodszych [
4,
5 ,
6 ,
7 ,
8 ]. Jednak w najcięższych przypadkach u dzieci rozwija się także ostra niewydolność oddechowa, która charakteryzuje się zmniejszonym stosunkiem ciśnienia parcjalnego tlenu do frakcji tlenu wdychanego oraz zmniejszonym wysyceniem krwi tlenem [
9 ]. Jednak znacznie większym problemem w najmłodszej populacji są powikłania po COVID-19, głównie obejmujące pediatryczny wielonarządowy zespół zapalny (PIMS, MIS-C) [
9 ,
10 ,
11]. Cechą charakterystyczną PIMS jest uogólniony wieloukładowy stan zapalny ze współistniejącą gorączką, zmianami skórnymi i błon śluzowych oraz objawami ze strony układu sercowo-płucnego i żołądkowo-jelitowego, które pojawiają się kilka tygodni po zakażeniu [
9 ,
11 ]. PIMS może również prowadzić do rozwoju powikłań, takich jak wstrząs, tętniaki tętnic wieńcowych, ostre zapalenie mięśnia sercowego, co często potwierdzają nieprawidłowości echokardiograficzne [
12 ]. Do tej pory nie opracowano metody, która jednoznacznie wykazałaby poprawę parametrów życiowych pacjentów z COVID-19. Czasami środki wspomagające, takie jak tlenoterapia kaniulami lub maskami donosowymi, wentylacja mechaniczna i nieinwazyjna czy pozaustrojowe utlenowanie krwi nie poprawiają utlenowania pacjenta [
13 ].
2. Tlenoterapia hiperbaryczna u dzieci
2.1. Zatrucie tlenkiem węgla
W jednym badaniu retrospektywnie oceniono 74 dzieci (w wieku 1,0–17,8 lat) narażonych na CO. Były one hospitalizowane na Uniwersytecie Eskişehir Osmangazi na oddziale pediatrycznym w okresie od 1 czerwca 2003 do 1 czerwca 2005. U wszystkich pacjentów wykonano badania krwi i badania dodatkowe zaraz po przyjęciu. Analizę krwi przeprowadzono za pomocą analizatora parametrów krytycznych (radiometru). Ponieważ wszyscy pacjenci byli niepalącymi, podwyższone poziomy karboksyhemoglobiny (COHb) zdefiniowano jako powyżej 2%. Wszyscy pacjenci otrzymali normobaryczną tlenoterapię (NBOT). Tlen podawano przez maskę z szybkością 10 l/min, aż stężenie COHb spadło poniżej 2%. Ponadto 38 z 74 pacjentów poddano również terapii HBO, dla której wskazaniami były obecne objawy neurologiczne przy przyjęciu (napady padaczkowe, śpiączka, omdlenia) lub dalsze zmiany neurologiczne po terapii NBO (bóle głowy, zaburzenia widzenia, ataksja) i stężenie COHb powyżej 20%. Terapię tlenem hiperbarycznym rozpoczęto w ciągu 24 godzin po ekspozycji na CO w komorze wielomiejscowej (Bara-Med®, Model HTC 4/2/6, Environmental Tectonics Corporation, Southampton, Pensylwania, USA). Każda sesja w komorze trwała około 140 min, w tym 20 min kompresji, 100 min przy 2,4 ATA z dwiema 5-minutowymi przerwami co 30 min i 20 min dekompresji. U pacjentów poddanych terapii HBO czas powrotu COHb poniżej 2% wynosił od 4 do 52 godzin. Początkowe poziomy COHb były istotnie wyższe u pacjentów z nieprawidłowymi objawami neurologicznymi. W kolejnych miesiącach (6,1–12,5 miesiąca) obserwowano 57 pacjentów. U jednego z nich po wypisaniu ze szpitala wystąpiły zaburzenia widzenia, a siedem miesięcy później pojawiły się u niego objawy padaczki. Zaburzenia ustąpiły w ciągu roku, ale podczas rezonansu magnetycznego wykryto pewne nieprawidłowości. U pozostałych pacjentów nie stwierdzono powikłań. Badacze sugerują, że stosowanie terapii HBO jest bezpieczne dla dzieci. Może być również skuteczny w przypadku opóźnionych powikłań neurologicznych [24 ].
2.2. Martwicze zakażenia tkanek miękkich
Korzyści z zastosowania tlenoterapii hiperbarycznej w leczeniu głębokich infekcji tkanek miękkich, w tym leczenia dzieci, zostały potwierdzone w Centrum Leczenia Oparzeń w Siemianowicach Śląskich w latach 2002-2006. Czterdziestu trzech pacjentów w wieku od 10 miesięcy do 86 lat leczonych w komorze, w tym 18 pacjentów z zakażeniami tkanek miękkich (trudno gojące się rany), 14 pacjentów z pourazową martwicą tkanek miękkich, 2 pacjentów z zespołem zmiażdżenia rąk, kończyn dolnych i stóp, 7 pacjentów z gazami zgorzel, jeden pacjent z zakażeniem beztlenowcem po nefrektomii i jeden pacjent z martwicą tkanek miękkich kikuta po amputacji. Dokonano analizy materiału klinicznego na podstawie postawionych rozpoznań, a otrzymane wyniki przeanalizowano i porównano z grupą pacjentów leczonych w tym samym okresie iz tego samego powodu, ale bez HBO. W grupie pacjentów z głębokim zakażeniem tkanek miękkich, zespołem zmiażdżenia pourazowego i zgorzelą gazową zastosowanie HBO pozwoliło na szybsze ustąpienie zakażenia. W przypadku zgorzeli gazowej ujemny wynik bakteriologiczny (preparat bezpośredni) uzyskano średnio po ośmiu zabiegach (4 dni). Stwierdzono, że jako leczenie wspomagające w leczeniu zakażeń mieszaną florą tlenową i beztlenową tkanek miękkich, takich jak zgorzel gazowa, HBO umożliwia szybszą kontrolę szybko rozwijającej się infekcji. Wspomagana chirurgicznym wycięciem martwiczych fragmentów powięzi, skóry i tkanki podskórnej, drenażem i sterowaną antybiotykoterapią, ułatwia oczyszczenie rany do punktu, w którym ubytki można naprawić za pomocą przeszczepów lub płatów skórnych. Przyczynia się również w wielu przypadkach do zmniejszenia rozległości amputacji chorej kończyny [
23 ]. Kolejny przegląd doświadczeń z leczeniem hiperbarycznym tlenem (HBO) pacjentów pediatrycznych został opublikowany przez Izraelski Instytut Medyczny Marynarki Wojennej. W latach 1980 i 1997 139 pacjentów pediatrycznych w wieku od dwóch miesięcy do 18 lat (średnia wieku: 7,7 lat) otrzymało w Instytucie leczenie HBO. W tej grupie pacjentów 13 dzieci (9,2%) było leczonych po zmiażdżeniu, niedokrwieniu pourazowym lub zespole uderzeniowym, u czterech (2,8%) martwicy mięśni wywołanej przez Clostridium, a u jednego (0,7%) martwiczego zapalenia powięzi. Wynik oceniano na podstawie powikłań neurologicznych, śmiertelności oraz stopnia utraty tkanek miękkich i amputacji kończyn.
2.3. Martwica kości
Skuteczność terapii HBO została również potwierdzona w retrospektywnym badaniu przeprowadzonym w latach 1988-2001 w Klinice Onkologii, Hematologii i Immunologii Dziecięcej Uniwersytetu Heinricha Heinego w Düsseldorfie dotyczącym leczenia martwicy kości (ON) u dzieci z chorobami nowotworowymi. Dziewiętnastu z 27 pacjentów z ostrą białaczką limfoblastyczną (ALL) w wieku od 7 miesięcy do 16 lat było leczonych HBO, średnio 45 zabiegów. U dzieci w wieku poniżej 10 lat odnotowano zmniejszenie częstości ON i konwersję aseptycznej martwicy kości do obrzęku kości [
25 ].
2.4. Oparzenia termiczne
Efekty leczenia oparzeń HBO opisał w 1978 roku Grossman, który przeprowadził badanie na grupie 381 pacjentów. Wiek pacjentów włączonych do badania wahał się od 9 miesięcy do 80 lat. Zastosowana terapia HBO polegała na podawaniu czystego tlenu pod ciśnieniem od 2,5 do 3 ATA w następujący sposób: oparzenia o powierzchni większej niż 50% całkowitej powierzchni ciała (TBS): 90 min przy 2,5 ATA 3 razy dziennie przez 7 dni; oparzenia o powierzchni od 20% do 50% TBS: 90 min przy 2,5 ATA dwa razy dziennie przez 7 dni; i dzieci: 45 min przy 2 ATA dwa razy dziennie przez 7 dni [
29]. Grossman wykazał, że terapia HBO skraca czas hospitalizacji w porównaniu ze statystykami opublikowanymi przez American Burn Association nawet o ok. 55% w przypadku oparzeń mniejszych niż 30% całkowitej powierzchni ciała, co skutkowało niższymi wskaźnikami powikłań i śmiertelności oraz zmniejszeniem zapotrzebowania na płyny o co najmniej 30% [
29 ]. Korzyści z zastosowania tlenoterapii hiperbarycznej w leczeniu oparzeń zostały również potwierdzone przez Centrum Leczenia Oparzeń w Siemianowicach Śląskich w latach 2002-2006. Leczeniem w komorze objęto 78 pacjentów z oparzeniami termicznymi w wieku od 10 miesięcy do 86 lat. Na podstawie postawionych rozpoznań dokonano analizy materiału klinicznego, a otrzymane wyniki przeanalizowano i porównano z grupą pacjentów leczonych w tym samym okresie, z tego samego powodu i bez HBO [
23 ].]. Od 14 czerwca 2002 do 26 maja 2006 w ETC Bara-Med odbywały się sesje hiperbaryczne w komorach jednomiejscowych. Ciśnienie wahało się od 2 do 2,5 ATA, a czas trwania sesji wynosił od 55 do 122 min. W okresie od 29 maja 2006 do 27 lipca 2006 sesje hiperbaryczne odbywały się w komorze wielomiejscowej oraz okresowo w komorach jednomiejscowych. Stosowano jednomiejscowe komory ETC Bara-Med i komorę wielomiejscową Haux Starmed 2500 (dwa przedziały po osiem miejsc w każdym) przy 2,5 ATA, z czasem trwania sesji od 70 do 90 min [
23]. W grupie pacjentów z oparzeniami leczonych bez HBO średni czas hospitalizacji był o 5 dni dłuższy w porównaniu z pacjentami leczonymi HBO. Średni czas przygotowania ran oparzeniowych do przeszczepu skóry był o 8 dni krótszy w porównaniu z grupą, w której nie stosowano tlenu hiperbarycznego. W grupie pacjentów z oparzeniami twarzy, głowy i szyi tlenoterapia hiperbaryczna skróciła czas trwania obrzęku średnio o 23 godziny [
23 ].
2.5. Przeszczepy skóry
W badaniu oceniano zastosowanie HBOT u dzieci po przeszczepie tkanki związanym ze spodziectwem. W jednym badaniu oceniano stan po przeszczepie chłopców ze spodziectwem poddawanych etapowej naprawie autoprzeszczepu tubularnego (STAG). Pacjentów otrzymujących wstępne leczenie HBO porównano z pacjentami otrzymującymi standardowy zabieg chirurgiczny bez HBO. Protokół HBOT składał się z jednej sesji dziennie, pięć dni w tygodniu przez cztery tygodnie przed operacją oraz 10 dodatkowych sesji bezpośrednio po pierwszym etapie operacji. Każda sesja HBOT składała się z 90 min ekspozycji na 100% tlen przy 2 ATA, z pięciominutowymi przerwami co 20 min, kiedy zamiast tlenu podawano powietrze atmosferyczne. Siedmiu chłopców otrzymało HBOT, a 14 chłopców było w grupie kontrolnej. Wszyscy pacjenci z grupy HBOT zgłosili akceptację przeszczepu. W grupie kontrolnej, 57% pacjentów przeszło operację bez powikłań i mogło przejść drugi etap operacji, natomiast 43% miało skurcz przeszczepu. Z wyjątkiem jednego pacjenta (który miał klaustrofobię wchodząc do komory), podczas HBOT nie wystąpiły żadne istotne skutki uboczne. W badaniu stwierdzono, że HBOT może być bezpiecznie stosowany w leczeniu spodziectwa u dzieci i ograniczania powikłań pooperacyjnych [18 ].
2.6. COVID-19
Tlenoterapia hiperbaryczna jest jedną z najwcześniej opracowanych technologii medycznych, która jest nieprzerwanie stosowana do dziś. Jego historia sięga prawie 350 lat, co czyni go stosunkowo dobrze zbadaną metodą, popularną w leczeniu wielu schorzeń [ 30 ]. Na X European Consensus Conference on Hyperbaric Medicine w Lille w dniach 15–16 kwietnia 2016 r. stosowanie HBOT zostało zakwalifikowane jako zalecenie w leczeniu określonych stanów u pacjentów pediatrycznych: zatrucie tlenkiem węgla – zalecenie stopnia I, siła wiarygodności B; martwicze zakażenia tkanek miękkich — zalecenie stopnia I, poziom wiarygodności C; martwica kości — zalecenie stopnia II, poziom wiarygodności B; oparzenia termiczne — zalecenie stopnia II, poziom wiarygodności C; przeszczepy skóry i płatów skórnych — zalecenie II stopnia, poziom wiarygodności C [ 16]. Niedawno doniesiono również, że HBOT ma pozytywny wpływ na dorosłych pacjentów z COVID-19. Doświadczają widocznego wzrostu ciśnienia pęcherzykowego, co skutkuje wzrostem szybkości dyfuzji tlenu w porównaniu ze standardowymi metodami [ 31 ]. Niestety w piśmiennictwie nie znaleziono bezpośrednich odniesień do zastosowania HBOT w leczeniu pacjentów pediatrycznych z COVID-19 i jego powikłaniami. Znajomość ogólnych efektów tlenoterapii hiperbarycznej, w tym łagodzenia ogólnego stanu zapalnego poprzez zmniejszenie ekspresji receptorów TLR2 i TLR4 oraz polaryzację makrofagów wydzielających cytokiny (a tym samym zapobieganie ostrej niewydolności oddechowej), zmniejszenie zmęczenia i poprawę zdolności poznawczych, zmniejszenie obrzęku tkanek i poprawę dotlenienie tkanek i działanie przeciwdrobnoustrojowe [14 , 32 , 33 ] można spodziewać się, że jej efekt będzie pozytywny również w leczeniu dzieci z wieloukładowym zespołem zapalnym u dzieci (PIMS, MIS-C) powstałym jako powikłanie COVID-19 oraz w leczeniu innych powikłania, takie jak zespół ostrej niewydolności oddechowej u dzieci (PARDS). Zarówno występowanie MIS-C, jak i PARDS prawdopodobnie jest inicjowane przez wydzielanie dużych ilości cytokin prozapalnych i prowadzi do dysfunkcji wielonarządowych [ 9 ].]. Dlatego można spekulować, że hiperbaryczna terapia tlenowa mogłaby być potencjalnie stosowana w leczeniu pacjentów pediatrycznych z COVID-19, aby zapobiegać rozwojowi ostrej niewydolności oddechowej u dzieci i pediatrycznego wieloukładowego zespołu zapalnego. Jednak, aby lepiej zrozumieć skuteczność stosowania tlenu hiperbarycznego w leczeniu innych schorzeń i odkryć nowe możliwości, jakie daje ta forma leczenia, potrzebne są dalsze badania, zwłaszcza dotyczące wpływu terapii na leczenie pacjentów pediatrycznych z COVID-19 i na tych, którzy zmagają się z jego powikłaniami.
This entry is adapted from the peer-reviewed paper 10.3390/ijerph192215213