Hyperbare Sauerstoffbehandlung bei langer Coronavirus-Krankheit-19: Ein Fallbericht Deutschland

Hintergrund

Die Coronavirus-Krankheit 2019 (COVID-19)-Pandemie hat zu einer wachsenden Zahl von Personen geführt, die nach der Genesung von der akuten Erkrankung eine Vielzahl lang anhaltender Symptome verspüren, die mit mehreren Begriffen bezeichnet werden, darunter „Post-COVID-Zustände“ und „langanhaltend“. COVID." Die fünf häufigsten nach COVID erkannten Symptome sind Müdigkeit (58 %), Kopfschmerzen (44 %), kognitive Beeinträchtigung (27 %), Haarausfall (25 %) und Atemnot (24 %) [1]. Zwei wichtige biologische Folgeerscheinungen von COVID-19 spielen eine Rolle bei der Pathogenese von Long-COVID. Zunächst handelt es sich um einen Hyperkoagulabilitätszustand, der durch ein erhöhtes Risiko eines Verschlusses kleiner und großer Gefäße gekennzeichnet ist [2]. Die zweite ist eine unkontrollierte, andauernde Entzündungsreaktion [3]. Mikroinfarkte und Neuroinfarkte sind wichtige Ursachen für Gehirnhypoxie und können für den chronischen unaufhörlichen neurokognitiven Rückgang bei Patienten mit langer COVID-4-Erkrankung verantwortlich sein [5]. Eine der Möglichkeiten, Hypoxie umzukehren, Neuroinflammation zu reduzieren und Neuroplastizität zu induzieren, ist die hyperbare Sauerstofftherapie (HBOT) [XNUMX].

In diesem Artikel präsentieren wir den ersten Fallbericht einer zuvor gesunden, sportlichen Person, die an einem langjährigen Post-COVID-Syndrom litt und erfolgreich mit HBOT behandelt wurde.

Falldarstellung

Ein 55-jähriger, zuvor gesunder kaukasischer Mann, der an anhaltenden, anhaltenden Symptomen von Long-COVID litt, kam zur Untersuchung in unsere Klinik. Das klinische Erscheinungsbild umfasste Gedächtnisprobleme, eine Verschlechterung der Multitasking-Fähigkeiten, Müdigkeit, niedrige Energie, Atemlosigkeit und verminderte körperliche Beweglichkeit, die alle nach einer drei Monate zuvor diagnostizierten akuten SARS-CoV-2-Infektion auftraten. Am 3. Januar 21 entwickelte er zunächst hochgradiges Fieber ohne Brustschmerzen, Husten oder Kurzatmigkeit. Am 2021. Januar 30 wurde er wegen Dehydrierung ins Krankenhaus eingeliefert und durch die Reverse-Transkriptions-Polymerase-Kettenreaktion mit COVID-2021 diagnostiziert ( RT-PCR). Während des Krankenhausaufenthalts entwickelte er aufgrund einer Pneumonitis ein akutes respiratorisches Syndrom und benötigte eine Woche lang eine unterstützende Behandlung mit hochdosiertem Sauerstoff. Er wurde am 19. Februar 1 aus dem Krankenhaus entlassen. Bei der Entlassung war er mit normalem Sauerstoff stabil und bei der körperlichen Untersuchung wurden keine neurologischen Mängel festgestellt. Darüber hinaus entwickelte er sechs Wochen nach der Diagnose von COVID-16 eine Lungenembolie und wurde mit Rivaroxaban behandelt. Vor der SARS-CoV-2021-Infektion war er ein gesunder, leistungsfähiger und sportlicher Mensch.

Die in unserer Klinik 3 Monate nach der akuten Infektion durchgeführte Basisuntersuchung umfasste eine Magnetresonanztomographie (MRT) des Gehirns mit Perfusions- und Diffusionstensor-Bildgebung (DTI), eine computergestützte neurokognitive Beurteilung, einen kardiopulmonalen Belastungstest (CPET) und Lungenfunktionstests .

Zu Studienbeginn klagte der Patient über Kurzatmigkeit bei sportlicher Betätigung sowie über Gedächtnis- und Multitasking-Schwierigkeiten, die nach seiner COVID-19-Erkrankung auftraten.

Die körperliche und neurologische Untersuchung war normal. Die MRT-Untersuchung des Gehirns zeigte eine verringerte Perfusion, die mit dem kognitiven Rückgang korrelierte, wie unten beschrieben. Er wurde zur hyperbaren Sauerstofftherapie (HBOT) überwiesen, die 60 Sitzungen an 5 Tagen pro Woche umfasste. Jede Sitzung beinhaltete eine 90-minütige Exposition gegenüber 100 % Sauerstoff bei 2 Atmosphären absolut mit 5-minütigen Luftpausen alle 20 Minuten.

Der Patient begann seine erste HBOT am 19. April 2021 und beendete sie am 15. Juli 2021 ohne nennenswerte Nebenwirkungen. Nach den ersten fünf Sitzungen berichtete er, dass sich seine Atmung zu verbessern begann und dass er nach dem Training keine Muskelschmerzen mehr hatte. Nach 15 Sitzungen bemerkte er weniger Müdigkeit und eine Verbesserung seines zuvor niedrigen Energieniveaus. Nach 20 Sitzungen stellte er fest, dass seine Atmungs- und Trainingskapazität wieder die Leistungsfähigkeit vor der SARS-CoV-2-Infektion erreicht hatte, und er konnte wieder auf Bergpfaden laufen. Darüber hinaus stellte er fest, dass sein Gedächtnis und seine Multitasking-Fähigkeit wieder das Niveau vor COVID-19 erreichten.

Das Ausgangs-MRT des Gehirns vor der HBOT zeigte zwei kleine Herde von Signalveränderungen in der rechten und linken Parietalregion, was auf eine frühe Erkrankung der kleinen Gefäße hindeutet. Darüber hinaus kam es zu einer globalen Abnahme der Hirndurchblutung. Wie in Abb. 1 und Tabelle 1 detailliert beschrieben, ergab die Neubewertung nach der HBOT (durchgeführt 4 Wochen nach der letzten HBOT, um mögliche Zwischeneffekte zu vermeiden) einen signifikanten Anstieg der Gehirnperfusion. In den Tabellen 2 und 3 sind die durch MRT-DTI nachgewiesenen Verbesserungen der Gehirnmikrostruktur dargestellt.

Die neurokognitive Beurteilung erfolgte mit der vollständigen computergestützten Testbatterie von NeuroTrax, um verschiedene Aspekte der Gehirnfunktion, wie Gedächtnis, Geschwindigkeit der Informationsverarbeitung, Aufmerksamkeit und exekutive Funktion, vor und nach der HBOT zu messen. Die neurokognitiven Tests nach HBOT zeigten eine signifikante Verbesserung des globalen Gedächtnisses, wobei der dominanteste Effekt auf das nonverbale Gedächtnis, die exekutiven Funktionen, die Aufmerksamkeit, die Geschwindigkeit der Informationsverarbeitung, die kognitive Flexibilität und das Multitasking fiel. Tabelle 4 fasst die Prä- und Post-HBOT-Scores in den verschiedenen kognitiven Bereichen zusammen.

Die körperliche Leistungsfähigkeit wurde durch einen maximalen kardiopulmonalen Belastungstest (CPET) bewertet, der auf einem COSMED-Laufband unter Verwendung des Boston-5-Protokolls durchgeführt wurde. Tabelle 5 zeigt die vor und nach der HBOT bewerteten physiologischen Parameter. Wie ausführlich beschrieben, kam es nach der HBOT zu einem Anstieg des VO34max um 2 % von 3083 auf 4130 ml pro Minute. Die forcierte Vitalkapazität (FVC) verbesserte sich um 44 % von 4.76 auf 6.87 l, das forcierte Exspirationsvolumen (FEV) um 23 % von 3.87 auf 4.76 l und die Peak-Fow-Messung (PEF) um 20.2 % von 10.17 auf 12.22 l pro Sekunde .

Nachdem der Patient am Ende seiner post-HBOT-Untersuchung umfassende Informationen erhalten hatte, unterzeichnete er eine Einverständniserklärung zur Veröffentlichung seiner medizinischen Informationen.

Abb.. 1Magnetresonanztomographie der Gehirnperfusion vor und nach hyperbarer Sauerstofftherapie. Die obere Reihe stellt die Gehirnperfusion 3 Monate nach der akuten Infektion vor der hyperbaren Sauerstofftherapie dar. Die untere Reihe stellt die Perfusions-Magnetresonanztomographie dar, die nach Abschluss des hyperbaren Sauerstofftherapieprotokolls durchgeführt wurde.

Tabelle 1Veränderungen des Blutflusses im Gehirn vor und nach einer hyperbaren Sauerstofftherapie

Diskussion und Schlussfolgerungen

Hier berichten wir über den ersten Fall eines Patienten mit Long-COVID mit kognitiven und kardiorespiratorischen Symptomen, der erfolgreich durch HBOT behandelt wurde. Nach der Behandlung zeigte er deutliche Verbesserungen der Gehirnperfusion, der Mikrostruktur der weißen Substanz des Gehirns sowie der kognitiven und kardiopulmonalen Funktion. Dieser Fallbericht zeigt, dass HBOT einen potenziellen Nutzen für die Behandlung von Patienten mit Long-COVID hat, die unter einem anhaltenden kognitiven und körperlichen Funktionsverlust leiden.

Hypoxie spielt eine wichtige Rolle in der Pathophysiologie von Long-COVID. Eine systemische Hypoxie kann aus einer Lungenschädigung resultieren, und eine organbedingte Hypoxie kann sich aufgrund einer Gefäßschädigung entwickeln. Anhaltende Lungenfunktion

Tabelle 2Magnetresonanztomographie-Diffusionstensor-Bildgebung: Veränderungen der fraktionierten Anisotropie vor und nach hyperbarer Sauerstofftherapie

Die fraktionierte Anisotropie (FA) ist ein Maß zur Bewertung der Integrität, Richtung und Ordnung der Fasern der weißen Substanz. Ein höherer FA-Wert weist auf eine bessere Faserorganisation hin. DTI-Diffusionstensor-Bildgebung

Tabelle 3Magnetresonanztomographie-Diffusionstensor-Bildgebung bedeuten Diffusionsänderungen vor und nach hyperbarer Sauerstofftherapie

Die mittlere Difusivität (MD) ist ein Maß zur Bewertung der Faserdichte der weißen Substanz. Ein niedrigerer MD-Wert weist auf eine höhere Dichte hin. DTI-Diffusionstensor-Bildgebung.

Tabelle 4Kognitive Scores vor und nach hyperbarer Sauerstofftherapie

Tabelle 5Physiologische Parameter vor und nach hyperbarer Sauerstofftherapie

VO2max maximale Sauerstoffverbrauchsrate während des Trainings, ml/min Milliliter pro Minute, VO2max/kg maximale Sauerstoffverbrauchsrate während des Trainings pro Kilogramm, ml/min/kg Milliliter pro Minute pro Kilogramm, MET-Stoffwechseläquivalent der Aufgabe, Herzschläge pro Minute in Schlägen pro Minute , VO2/HR Rate des pro Herzfrequenz verbrauchten Sauerstoffs, FVC forcierte Vitalkapazität, L Liter, FEV1 forciertes Exspirationsvolumen, PEF-Peak-Fow-Messung, L/s Liter pro Sekunde.

Beeinträchtigungen wurden bei Patienten beobachtet, die während einer akuten SARS-CoV-2-Infektion zusätzlichen Sauerstoff benötigten, selbst 6 und 12 Monate nach der akuten Infektion [6]. Da die Funktionalität und Regenerationsfähigkeit des Gehirns empfindlich auf einen Rückgang der Sauerstoffversorgung reagiert [7], korrelieren langfristige kognitive Defizite mit der Menge an Sauerstoff, die zur Überwindung der Atembeschwerden benötigt wird [1]. Im Hinblick auf organbedingte Ischämie induzierte COVID-19 Endothelschäden und Hyperkoagulation, was das Risiko einer Gefäßdysfunktion erhöht, die für die hohe Prävalenz von Myokardinfarkten, ischämischen Schlaganfällen und Lungenembolien verantwortlich ist [8]. Im vorliegenden Fall benötigte der Patient während der akuten Erkrankung eine Woche lang eine unterstützende Behandlung mit High-Fow-Sauerstoff, was bedeutet, dass er an einer systemischen Hypoxie gelitten hatte, mit der daraus resultierenden Gefahr einer langfristigen kognitiven Beeinträchtigung aufgrund einer anoxischen Hirnschädigung. Darüber hinaus entwickelte er 1 Wochen nach der akuten Infektion eine Lungenembolie, die repräsentativ für die endotheliale Dysfunktion mit zusätzlicher Belastung durch systemische Hypoxie ist. Darüber hinaus hatte er, wie durch die Hirnperfusions-MRT nachgewiesen wurde, mikrovaskuläre Perfusionsdefekte, die mit seinem neurokognitiven Rückgang korrelierten.

HBOT beinhaltet die Inhalation von 100 % Sauerstoff bei Drücken von mehr als 1 Atmosphäre absolut (ATA), wodurch die Menge des im Körpergewebe gelösten Sauerstoffs erhöht wird. Obwohl viele der positiven Auswirkungen von HBOT durch eine Verbesserung der Sauerstoffversorgung des Gewebes erklärt werden können, weiß man heute, dass die kombinierte Wirkung von Hyperoxie und Überdruck sowohl sauerstoff- als auch druckempfindliche Gene auslöst, was zur Induktion von Regeneration führt Prozesse einschließlich Stammzellproliferation und -mobilisierung mit antiapoptotischen und antiinflammatorischen Faktoren, Angiogenese und Neurogenese [9–12]. HBOT kann auch Jahre nach dem akuten Insult Neuroplastizität induzieren und die kognitive Funktion verbessern [13]. Im vorgestellten Fall von Long-COVID verbesserte HBOT den zerebralen Blutfluss zu den schlecht durchbluteten Hirnregionen (ein Hinweis auf die Angiogenese des Gehirns) und verbesserte die Integrität der Mikrostruktur des Gehirns (ein Hinweis auf die Neurogenese). Die Korrelation zwischen den signifikanten Verbesserungen, die bei der Bildgebung des Gehirns nachgewiesen wurden, und den neurokognitiven Verbesserungen deutet darauf hin, dass die meisten positiven Auswirkungen von HBOT tatsächlich mit seiner Fähigkeit zusammenhängen, Neuroplastizität der dysfunktionalen Regionen des Gehirns zu induzieren.

Es wurde gezeigt, dass HBOT positive Auswirkungen auf die Mitochondrienfunktion hat, ein entscheidendes Element einer ordnungsgemäßen Muskelfunktion [12]. HBOT kann auch die Anzahl proliferierender und differenzierender Satellitenzellen sowie die Anzahl regenerierter Muskelfasern erhöhen und die Muskelkraft fördern [14]. Es wurde gezeigt, dass das neu intermittierend wiederholte HBOT-Protokoll das Potenzial hat, die Lungenfunktion in Bezug auf den maximalen exspiratorischen Fluss (PEF) und die Kraftvitalkapazität (FVC) zu verbessern [15]. Bei dem vorgestellten Patienten wurde die Leistungsfähigkeit des Herz-Lungen-Systems mithilfe eines kardiopulmonalen Belastungstests (CPET) und Lungenfunktionstests bewertet. HBOT führte zu einer signifikanten Verbesserung der maximalen Sauerstoffverbrauchskapazität um 34 %, einer Verbesserung der maximalen METs um 34.4 % und einer Erhöhung der Laktatschwelle um 16.9 %. Bezüglich der Lungenfunktion verbesserte sich der FVC um 44.3 % und der PEF um 20.2 %. Diese messbaren Verbesserungen korrelierten mit der Fähigkeit des Patienten, seine frühere hohe sportliche Leistung wiederzuerlangen.

In diesem gemeldeten Fall wurde die HBOT mehr als 3 Monate nach der akuten SARS-CoV-2-Infektion eingeleitet. Auch wenn die Symptome bis zum Beginn der HBOT anhielten und eine deutliche Besserung erst nach Beginn der HBOT einsetzte, ist es möglich, dass zumindest ein Teil der klinischen Besserung ohne HBOT eingetreten wäre. Die abrupte signifikante Verbesserung mit vollständiger Genesung nach der chronischen Natur der Symptome, unser Verständnis der physiologischen Auswirkungen von HBOT und die an diesem Patienten durchgeführten objektiven Messungen stützen jedoch den Zusammenhang zwischen der Behandlung und den beobachteten Verbesserungen. Da es sich lediglich um einen Fallbericht handelt, sind weitere prospektive klinische Studien erforderlich, um ein besseres Verständnis der potenziellen positiven Auswirkungen von HBOOT für Patienten mit Long-COVID zu erlangen.

Zusammenfassend stellt dieser Artikel den ersten Fallbericht dar, der zeigt, dass langes COVID mit HBOT behandelt werden kann. Die wohltuende Wirkung von HBOT wirft zusätzliches Licht auf die Pathophysiologie dieses Syndroms. Da es sich um einen Einzelfallbericht handelt, sind weitere prospektive randomisierte Kontrollstudien zum Einsatz der hyperbaren Sauerstofftherapie bei der Behandlung von Long-COVID erforderlich.

Abkürzungen

HBOT: Hyperbare Sauerstofftherapie; MRT: Magnetresonanztomographie; DTI: Diffusionstensor-Bildgebung; VO2 max: Maximale Menge an Sauerstoff, die während des Trainings verbraucht wird; CPET: Kardiopulmonaler Belastungstest; HR: Herzfrequenz; BPM: Herzschläge pro Minute; FVC: Forcierte Vitalkapazität; FEV1: Forciertes Exspirationsvolumen; PEF: Spitzenflussmessung.

Danksagung

Unzutreffend.

Autorenbeiträge

AMB, ES, SE und SK analysierten und interpretierten die Patientendaten hinsichtlich MRT, Perfusion und DTI. AMB und SE analysierten und interpretierten die Patientendaten hinsichtlich der Herz-Lungen- und Lungenfunktionstests. Alle Autoren haben das endgültige Manuskript gelesen und genehmigt.

Autorenbeiträge

AMB, ES, SE und SK analysierten und interpretierten die Patientendaten hinsichtlich MRT, Perfusion und DTI. AMB und SE analysierten und interpretierten die Patientendaten hinsichtlich der Herz-Lungen- und Lungenfunktionstests. Alle Autoren haben das endgültige Manuskript gelesen und genehmigt.

Verfügbarkeit von Daten und Materialien

Alle während dieser Studie generierten oder analysierten Daten sind in diesem veröffentlichten Artikel enthalten.

Erklärungen

Ethikgenehmigung und Zustimmung zur Teilnahme

Unzutreffend.

Zustimmung zur Veröffentlichung

Für die Veröffentlichung dieses Fallberichts und aller begleitenden Bilder wurde vom Patienten eine schriftliche Einverständniserklärung eingeholt. Eine Kopie der schriftlichen Einwilligung steht dem Chefredakteur dieser Zeitschrift zur Einsichtnahme zur Verfügung.

Konkurrierende Interessen

AMB, ZW, SK, MG und UQ arbeiten für AVIV-Kliniken. ES arbeitet für AVIV Scientifc LTD. SE ist Mitbegründer und Anteilseigner von AVIV Scientifc LTD.

Eingegangen: 11. Oktober 2021, angenommen: 21. Januar 2022, online veröffentlicht: 15. Februar 2022

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Hinweis des Herausgebers

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