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Uma visão geral da Oxigenoterapia Hiperbárica: aplicações, mecanismos e oportunidades (parte I)

Atualizado: Jan 13

Um estudo na Espanha foi elaborado para discutir em detalhes a relevância fisiológica do oxigênio e as bases terapêuticas da Oxigenoterapia Hiperbárica (OHB), coletando as indicações atuais e os mecanismos subjacentes. Além disso, áreas potenciais de pesquisa também foram examinadas, incluindo doenças inflamatórias e sistêmicas, COVID-19 e câncer. Finalmente, os efeitos adversos e contraindicações associados a esta terapia e futuras direções de pesquisa serão considerados. Em geral, encorajamos pesquisas adicionais neste campo para estender os possíveis usos deste procedimento. A inclusão de OHB em pesquisas clínicas futuras pode ser um suporte adicional no manejo clínico de múltiplas patologias.


A Oxigenoterapia Hiperbárica (OHB) consiste no uso de oxigênio puro sob pressão elevada (em geral, 2-3 atmosferas), levando a níveis aumentados de oxigênio no sangue (hiperoxemia) e nos tecidos (hiperóxia). O aumento da biodisponibilidade de pressão e oxigênio pode estar relacionado a uma infinidade de aplicações, principalmente em regiões hipóxicas, exercendo também propriedades antimicrobianas, imunomoduladoras e angiogênicas, entre outras.


Introdução


A Oxigenoterapia Hiperbárica (OHB) é uma abordagem terapêutica baseada na exposição a concentrações puras de oxigênio (O2) em uma pressão atmosférica aumentada. De acordo com a Undersea and Hyperbaric Medical Society (UHMS), essa pressão pode ser igual ou superior a 1,4 atmosferas (atm). No entanto, todas as indicações aprovadas pelo UHMS atuais exigem que os pacientes respirem quase 100% de oxigênio enquanto encerrados em uma câmara pressurizada a um mínimo de 2 ATA.


O primeiro uso documentado da terapia médica hiperbárica foi em 1662 por Henshaw, um médico britânico que colocava os pacientes em um recipiente com ar pressurizado. Curiosamente, ela foi conduzida antes da formulação da Lei Boyle-Mariotte, que descreveu a relação entre a pressão e o volume de um gás, e antes da descoberta do O2 por John Priestly mais de 100 anos depois. Posteriormente, a via da OHB na assistência médica foi retardada pela observação de possíveis efeitos adversos derivados do O2 em concentrações de 100% por Lavoisier e Seguin em 1789. Anos depois, em 1872 Paul Bert, considerado o “pai da fisiologia hiperbárica”, descreveu a base fisiológica do ar pressurizado no corpo humano, definindo também os efeitos neurotóxicos do O2 no corpo humano, consequentemente denominado efeito Paul Bert, seguido da descrição da toxicidade pulmonar do O2 por Lorrain Smith. Simultaneamente, um crescente interesse no uso de OHB no tratamento de diferentes afecções foi relatado, incluindo tratamento para mergulhadores que sofreram de doença descompressiva durante a Segunda Guerra Mundial. Desde então, uma infinidade de estudos foi iniciada, com centenas de instalações baseadas em OHB sendo estabelecidas no início do século 21.


Atualmente, existem 14 indicações aprovadas para OHB, incluindo uma ampla variedade de complicações como embolia aérea, anemia grave, certas doenças infecciosas ou perda auditiva sensorial idiopática. Além disso, na última Conferência de Consenso Europeu sobre Medicina Hiperbárica destacou o uso de OHB como método de tratamento primário para certas condições de acordo com seu grau moderado a alto de evidência (por exemplo, após envenenamento por monóxido de carbono (CO)), ou como um potencial adjuvante a considerar em outras condições com uma quantidade moderada de evidências científicas (por exemplo, pé diabético).


Neste trabalho iremos revisar em detalhes a base de O2 como um agente terapêutico e os princípios da medicina hiperbárica em relação às aplicações mais relevantes relacionadas à OHB, e potenciais implicações para diferentes abordagens, incluindo COVID-19.


Papel fisiológico do oxigênio no organismo


O2 é um nutriente frequentemente desconsiderado devido ao seu acesso particular dentro do corpo humano, através dos pulmões em vez do trato gastrointestinal, típico de todos os outros nutrientes. O O2 é a chave para as células humanas realizarem a chamada respiração aeróbica, que ocorre na mitocôndria. Aqui, o O2 atua como um aceptor de elétrons, levando finalmente à síntese de ATP em um processo conhecido como fosforilação oxidativa. Do ponto de vista evolutivo, a captação de O2 deu origem às células eucarióticas, surgindo como resultado de uma relação endossimbiótica entre células procarióticas (arqueias e eubactérias) capazes de utilizar este nutriente. Este fato representava uma vantagem adaptativa em relação às células incapazes de utilizá-lo, organismos complexos coevoluíam com o O2, tornando-se um nutriente essencial para nossas células.


De forma simples, o O2 é introduzido em nosso corpo por dois processos distintos: ventilação, em que os gases são transportados do meio ambiente para a árvore brônquica e difusão, onde se atinge um equilíbrio na distribuição de O2 entre o espaço alvéolo e o sangue. Dado que a pressão parcial de O2 (PO2) aqui é baixa e rica em dióxido de carbono (CO2), ocorre a troca gasosa. Simultaneamente, a diferença de pressão e volume na parede torácica e nos pulmões são essenciais para permitir o fluxo de oxigênio, uma vez que a pressão atmosférica não varia em nada. Uma vez na corrente sanguínea, O2 está principalmente ligado à hemoglobina (Hb) nos eritrócitos e, em certa medida, na forma dissolvida, sendo sistemicamente distribuído. Então, a troca de oxigênio é produzida entre os vasos microcirculatórios - não apenas capilares, mas também arteríolas e vênulas - e o resto dos tecidos, devido à pressão parcial diferente de O2 e a saturação de oxigênio da Hb (SO2), que também é dependente de outras variáveis ​​como temperatura, PCO2 e pH, entre outras.


Se, entretanto, houver falta de oxigênio no tecido, pode parecer uma condição designada como hipóxia. Isso pode ser devido ao baixo O2 conteúdo no sangue (hipoxemia), que pode ser uma consequência de uma interrupção no fluxo sanguíneo para os pulmões (perfusão), fluxo de ar para os alvéolos (ventilação) ou problemas na difusão do gás na barreira hemato-alveolar. Além disso, o baixo suprimento sanguíneo (isquemia) ou dificuldades na entrega de O2 também podem ser responsáveis ​​pela hipóxia tecidual.


O oxigênio tem sido proposto como um potencial agente terapêutico para pacientes submetidos a diferentes condições agudas ou crônicas. Como almejar a hipóxia celular é uma abordagem promissora, mas ainda emergente, o manejo clínico da hipóxia é direcionado para modular a hipoxemia global e o fornecimento de oxigênio nos tecidos. Nesse contexto, a OHB surge como um suporte extraordinário no manejo da hipóxia e de outros fenômenos relacionados à hipóxia, aumentando os níveis de oxigênio no sangue e nos tecidos.


Princípios da Oxigenoterapia Hiperbárica.

Base Terapêutica


A OHB consiste no fornecimento de oxigênio puro sob pressão aumentada. Este procedimento é realizado em uma câmara monoplaca ou multiplace se houver apenas um ou vários pacientes submetidos a este procedimento, respectivamente. No primeiro caso, as câmaras são geralmente comprimidas com O2, enquanto no segundo, as pessoas respiram oxigênio individualmente por meio de máscara facial, capuz ou tubo endotraqueal. No caso de pacientes gravemente enfermos, parece que as câmaras multiplace permitem um melhor monitoramento das funções vitais em comparação às câmaras monoplace, embora o uso destas últimas também seja seguro e bem tolerado pelos pacientes. Dependendo do protocolo, a duração estimada da sessão varia de 1,5 a 2 he pode ser realizada de uma a três vezes ao dia, sendo administrada entre 20 a 60 doses terapêuticas dependendo da condição. Frequentemente, esse método utiliza entre 2 a 3 atms de pressão.


No entanto, também foram obtidos resultados promissores em alguns estudos de <2 atms (1,5 atms) para certas condições, embora de acordo com todas as indicações atualmente aprovadas UHMS seja necessária uma câmara pressurizada a um mínimo de 2 ATA. Apesar de alguns protocolos aceitarem o uso de 6 atms (ou seja, tratamento de embolia gasosa), poucos benefícios são geralmente relatados com> 3 atms, pois pode estar associado a uma infinidade de efeitos adversos. Além disso, não é possível respirar O 2 puro em pressões superiores a 2,8 atm e, nesses casos, é acompanhado de outros gases como hélio, nitrogênio ou ozônio. A alternativa, a Oxigenoterapia Normobárica (NBOT), utiliza oxigênio a 1 atm de pressão.


As bases terapêuticas da oxigenação hiperbárica são consequência de três fatores principais: Ao respirar 100% de O2 , cria-se um gradiente positivo, favorecendo a difusão dos pulmões hiperoxigenados para os tecidos hipóxicos; devido à alta pressão, a concentração de O2 no sangue aumenta de acordo com a Lei de Henry (a quantidade de gás dissolvido dentro de um líquido é diretamente proporcional à sua pressão parcial) e diminui o tamanho das bolhas de gás no sangue seguindo a Lei de Boyle-Mariotte e a Lei de Henry. Em outras palavras, a criação de um ambiente hiperbárico com oxigênio puro permite um incremento significativo do suprimento de oxigênio ao sangue (Hiperoxemia) e aos tecidos (Hiperoxia) mesmo sem a contribuição da Hb. Assim, a OHB fornece vários efeitos no organismo e pode ser usada para corrigir a hipóxia tecidual, hipoxemia crônica e para auxiliar no manejo clínico de diferentes processos patológicos, incluindo cicatrização de feridas, necrose ou lesões de reperfusão.


Indicações aprovadas para OHB


Devido às múltiplas características da OHB, as possíveis aplicações desse procedimento são inúmeras. Por exemplo, a OHB pode ser usada como um tratamento urgente para patologias agudas, mas também como um suporte adicional para doenças crônicas. Atualmente, existem 14 indicações aprovadas para OHB que são elas: embolia de ar ou gás, lesão aguda por queimadura térmica, envenenamento por monóxido de carbono, envenenamento por monóxido de carbono complicado por envenenamento por cianeto, oclusão da artéria central da retina, Miosite clostridiana e mionecrose (gangrena gasosa), enxertos e retalhos comprometidos, lesão por esmagamento, síndrome do compartimento e outras isquemia traumática aguda, doença descompressiva, lesão por radiação retardada (tecido mole e necrose óssea), melhoria da cicatrização em feridas problemáticas selecionadas, perda auditiva neurossensorial súbita idiopática, abscesso intracraniano, infecções necrosantes de tecidos moles, osteomielite refratária e anemia severa.


A maioria desses usos pode ser agrupada de acordo com três efeitos principais (a) na aceleração da cicatrização de feridas e aumento da angiogênese (b) exercendo efeitos antimicrobianos e (c) como uma emergência médica.


OHB e cicatrização de feridas: o aprimoramento da angiogênese


Na prática clínica, foi observado como a OHB pode acelerar a cicatrização de feridas. Como as feridas precisam de oxigênio para regenerar os tecidos adequadamente, uma exposição a 100% de oxigênio acelera esse processo. A aplicação neste campo é bastante extensa, compreendendo feridas infectadas por micróbios (por exemplo, mionecrose de Clostridium e gangrena de Fournier), feridas traumáticas, queimaduras térmicas, enxertos de pele, feridas induzidas por radiação, úlceras diabéticas e por insuficiência vascular.


No campo do diabetes, existe uma complicação crítica chamada “úlcera do pé diabético”, uma ferida aberta na planta do pé que afeta 15% dos pacientes. A OHB tem sido especialmente considerada por essa lesão, estando implicada em muitos parâmetros inflamatórios e de reparo tecidual. Diferentes revisões sistemáticas apoiam o uso adjuvante de OHB sistêmica, mas não tópica, na cicatrização de úlceras do pé diabético. No entanto, os resultados dos estudos são bastante heterogêneos, e ainda é necessário definir qual grupo de pacientes pode se beneficiar mais com essa intervenção. Por exemplo, pacientes com úlceras de pé diabético e doença arterial obstrutiva periférica podem não melhorar a cicatrização de feridas. Outro estudo recente demonstrou que o uso de OHB pode estar associado à melhora da sobrevida em seis anos em pacientes com pés diabéticos. Mais estudos e amostras maiores são necessários para identificar os candidatos mais adequados para OHB.


Além disso, a OHB pode ser um excelente adjuvante na resolução de lesões cirúrgicas, e é fundamental, pois pode fornecer melhores resultados se for administrada mais cedo. Quando as feridas não seguem os tratamentos convencionais de cicatrização, uma ajuda extra pode ser encontrada na OHB.


OHB e infecções: a atividade antimicrobiana


O uso de OHB como um adjuvante antimicrobiano é particularmente útil no contexto de cicatrização, agora que as infecções microbianas são a causa mais importante de feridas que não cicatrizam: a meta-análise afirma que a prevalência de biofilmes bacterianos em feridas crônicas é de 78,2%. A OHB é considerada uma estratégia não convencional para feridas que não cicatrizam, consistindo em uma modificação dos parâmetros biofísicos no microambiente da ferida, quebrando os biofilmes bacterianos. A OHB regula positivamente HIF que induz a expressão de óxido nítrico sintases (NOS) e peptídeos de eliminação de vírus (defensinas e catelicidinas, como o peptídeo antimicrobiano relacionado à catelina) com consequente neutrófilo e fagocitose de monócitos dos micróbios.


As aplicações mais importantes da atividade antimicrobiana da OHB são em infecções necrotizantes dos tecidos moles (NSTIs), incluindo fasceíte necrosante, gangrena de Fournier e gangrena gasosa. Existe uma infecção calamitosa dos tecidos moles que implica uma grande variedade de bactérias gram-positivas, gram-negativas, aeróbias e anaeróbias. Acontece em condições de trauma ou lesões menores que se tornam mais complicadas, normalmente, devido a problemas sistêmicos como diabetes ou disfunções vasculares.


OHB em Emergências Médicas


Além das aplicações discutidas anteriormente, existem outras condições nas quais a OHB pode ser considerada. Alguns deles são concebidos como emergências médicas, em que o uso de OHB é uma indicação urgente para esses pacientes. Esses são os casos de algumas infecções mencionadas acima, doença descompressiva, embolia gasosa ou aérea, insuficiências arteriais agudas, como oclusão arterial retiniana central (CRAO), lesão por esmagamento, síndrome compartimental e isquemia traumática aguda, juntamente com envenenamento por CO / cianeto. Nesse contexto, o papel central da OHB é derivado da resposta rápida e eficaz dos tecidos sob certas condições que podem ser graves e até mesmo fatais.


A doença descompressiva é uma condição que ocorre devido à formação de bolhas causadas por uma redução na pressão ambiente que introduziu gases dissolvidos nos acidentes corporais. Por sua vez, essas bolhas conduzem à ruptura mecânica dos tecidos, oclusão do fluxo sanguíneo, disfunção endotelial, ativação plaquetária e vazamento capilar.


Embolia aérea. Além da DCI, a formação de bolhas de grande embolia arterial durante as operações são ocorrências incomuns, mas também ruinosas e com risco de vida. Para a formação de bolhas de gás nas veias por biópsia pulmonar, cateterismo arterial, circulação extracorpórea, OHB é estritamente necessário, pois não há alternativas melhores no momento. Ele fornece oxigenação do tecido, promovendo a reabsorção de gás e, portanto, reduz as lesões isquêmicas.


CRAO é uma complicação oftalmológica causada por uma oclusão permanente da artéria retiniana central, principalmente devido a um êmbolo em sua parte mais estreita que está tipicamente associada a uma perda repentina e maciça de visão no olho afetado. O prognóstico para a recuperação visual é pobre, uma vez que o tecido retinal não é tolerante à hipóxia e apresenta a maior taxa de consumo de oxigênio no corpo com 13 mL / 100 g por min. Como resultado, OHB é uma indicação robusta para pacientes com CRAO e muitos estudos relataram resultados encorajadores de seu uso, no mínimo em oito sessões, com algumas vantagens apresentadas em comparação a outras linhas de tratamento, como ser um método não invasivo com baixa efeitos adversos.


Outra indicação aprovada para OHB é a lesão por esmagamento e a isquemia aguda ocorreu como resultado de um trauma. As apresentações desses danos variam de contusões leves a danos que ameaçam os membros, envolvendo vários tecidos, da pele aos músculos e ossos. Uma consequência grave do trauma é a síndrome do compartimento muscular esquelético (SMCS), uma condição que afeta músculos e nervos. Posteriormente ao trauma, o tecido afetado sofrerá hipóxia, edema e isquemia. Aqui, a eficácia da angiogênese também foi comprovada como sendo potencializada por OHB em modelos animais para membros isquêmicos quando combinada com o transplante de células mononucleares derivadas da medula óssea.


O envenenamento por CO é um problema que ocorre quando aparelhos domésticos que usam gás ou carvão produzem CO devido a uma combustão incompleta. A inalação desse gás pode ser letal e causar problemas de longo prazo, particularmente déficits cognitivos e cerebrais, apresentados em até 40% dos pacientes e aproximadamente uma em cada três pessoas desenvolve disfunção cardíaca, como arritmia, disfunção sistólica do ventrículo esquerdo e infarto do miocárdio. Para resolver esses problemas, a OHB foi aplicada sendo associada à redução de sequelas neurológicas e quando aplicada nas primeiras 24 horas pode reduzir o risco de sequelas cognitivas meses depois de forma mais eficiente. Anemias graves e perda auditiva neurossensorial súbita idiopática, apesar de não serem consideradas emergências médicas, o uso de OHB também é indicado para essas condições.


Finalmente, a OHB pode melhorar significativamente os sintomas e a qualidade de vida dos pacientes afetados por necrose da cabeça femoral (recomendação ECHM tipo II de nível de evidência B), bem como o NSTI, gangrena gasosa e toxina alfa OHB urgente neutralizada anteriormente.


Leia a segunda, e última, parte aqui.


Artigo original em inglês na integra aqui.

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