Hiperbarično liječenje kisikom za dugu bolest Coronavirus-19: Prikaz slučaja Hrvatska

pozadina

Pandemija koronavirusne bolesti 2019 (COVID-19) rezultirala je rastućom populacijom pojedinaca koji nakon oporavka od akutne bolesti doživljavaju širok raspon dugotrajnih simptoma, koji se nazivaju nekoliko izraza, uključujući "stanja nakon COVID-a" i "dugo COVID." Pet najčešćih simptoma prepoznatih nakon COVID-a su umor (58%), glavobolja (44%), kognitivno oštećenje (27%), gubitak kose (25%) i dispneja (24%) [1]. Dvije glavne biološke posljedice COVID-19 igraju ulogu u patogenezi dugotrajnog COVID-a. Prvo je stanje hiperkoagulacije karakterizirano povećanim rizikom od okluzije malih i velikih žila [2]. Drugi je nekontrolirani kontinuirani inflamatorni odgovor [3]. Mikroinfarkti i neuroupale važni su uzroci moždane hipoksije i mogu biti odgovorni za kronično neprekidno neurokognitivno opadanje kod pacijenata s dugim COVID-om [4]. Jedna od opcija za poništavanje hipoksije, smanjenje neuroupale i induciranje neuroplastičnosti je hiperbarična terapija kisikom (HBOT) [5].

U ovom članku predstavljamo prvi prikaz slučaja prethodno zdrave, atletske osobe koja je patila od dugotrajnog post-COVID sindroma uspješno liječenog HBOT-om.

Prikaz slučaja

55-godišnji prethodno zdravi muškarac bijele rase koji je patio od dugotrajnih i neprestanih simptoma dugotrajne bolesti COVID-2 posjetio je našu kliniku radi procjene. Klinička prezentacija uključivala je probleme s pamćenjem, pogoršanje sposobnosti obavljanja više zadataka, umor, nedostatak energije, nedostatak zraka i smanjenu fizičku snagu, što je sve počelo nakon akutne infekcije SARS-CoV-3 dijagnosticirane 21 mjeseca prije. U početku je 2021. siječnja 30. dobio visoku temperaturu bez bolova u prsima, kašlja ili nedostatka zraka. Primljen je u bolnicu zbog dehidracije 2021. siječnja 19. i dijagnosticiran mu je COVID-1 lančanom reakcijom polimeraze reverznom transkripcijom ( RT-PCR). Tijekom boravka u bolnici razvio je akutni respiratorni sindrom zbog pneumonitisa i zahtijevao je potporno liječenje s visokim protokom kisika tijekom 16 tjedna. Otpušten je iz bolnice 2021. veljače 6. Pri otpustu je bio stabilan s normalnim kisikom i fizičkim pregledom nisu primijećeni nikakvi neurološki nedostaci. Osim toga, 19 tjedana nakon što mu je dijagnosticiran COVID-2, dobio je plućnu emboliju i liječen je rivaroksabanom. Prije infekcije SARS-CoV-XNUMX bio je zdrava, vrlo funkcionalna i atletska osoba.

Osnovna procjena obavljena na našoj klinici, 3 mjeseca nakon akutne infekcije, uključivala je magnetsku rezonanciju mozga (MRI) s perfuzijskim i difuzijskim tenzorskim oslikavanjem (DTI), kompjutoriziranu neurokognitivnu procjenu, kardiopulmonalni test opterećenja (CPET) i testove plućne funkcije .

Pacijent se na početku žalio na otežano disanje tijekom vježbanja, kao i na poteškoće s pamćenjem i obavljanjem više zadataka koji su započeli nakon njegove bolesti COVID-19.

Fizikalni i neurološki pregled je bio uredan. MRI procjena mozga pokazala je smanjenu perfuziju koja je bila u korelaciji s kognitivnim padom, kao što je dolje navedeno. Upućen je na hiperbaričnu terapiju kisikom (HBOT) koja je uključivala 60 sesija, 5 dana u tjednu. Svaka sesija uključivala je izlaganje 90 minuta 100% kisika pri 2 atmosfere apsolutne atmosfere s 5-minutnim pauzama na zraku svakih 20 minuta.

Pacijent je započeo svoju prvu HBOT 19. travnja 2021. i završio 15. srpnja 2021. bez ikakvih značajnih nuspojava. Nakon prvih pet seansi, izvijestio je da mu se disanje počelo poboljšavati i da više nije imao bolove u mišićima nakon vježbanja. Nakon 15 seansi, primijetio je manje umora i poboljšanje svoje prijašnje niske energije. Nakon 20 sesija primijetio je da mu se kapacitet disanja i vježbanja vratio na kapacitet prije infekcije SARS-CoV-2, vraćajući se trčanju planinskim stazama. Osim toga, primijetio je da su se njegovo pamćenje i sposobnost obavljanja više zadataka vratili na razinu prije COVID-19.

Osnovna MRI mozga, prije HBOT-a, pokazala je dva mala žarišta promjena signala u desnoj i lijevoj parijetalnoj regiji što ukazuje na ranu bolest malih krvnih žila. Uz to, došlo je do globalnog smanjenja moždane perfuzije. Kao što je detaljno prikazano na slici 1 i tablici 1, ponovna procjena nakon HBOT-a (učinjena 4 tjedna nakon zadnjeg HBOT-a kako bi se izbjegao bilo kakav potencijalni posredni učinak) otkrila je značajno povećanje moždane perfuzije. Tablice 2 i 3 prikazuju poboljšanja u mikrostrukturi mozga prikazana MRI-DTI.

Neurokognitivna procjena učinjena je korištenjem pune kompjutorizirane baterije NeuroTrax za mjerenje različitih aspekata moždanih funkcija, poput pamćenja, brzine obrade informacija, pažnje i izvršnih funkcija, učinjenih prije i nakon HBOT-a. Neurokognitivno testiranje nakon HBOT-a pokazalo je značajno poboljšanje globalnog pamćenja s najdominantnijim učinkom na neverbalnu memoriju, izvršne funkcije, pažnju, brzinu obrade informacija, kognitivnu fleksibilnost i multitasking. Tablica 4 sažima rezultate prije i poslije HBOT-a u različitim kognitivnim domenama.

Tjelesni kapacitet procijenjen je testom maksimalnog kardiopulmonalnog opterećenja (CPET) provedenim na traci za trčanje COSMED korištenjem Bostonskog 5 protokola. Tablica 5 predstavlja fiziološke procijenjene parametre prije i poslije HBOT-a. Kao što je detaljno navedeno, došlo je do povećanja VO34 max od 2% s 3083 na 4130 ml po minuti nakon HBOT-a. Forsirani vitalni kapacitet (FVC) poboljšan je za 44% s 4.76 na 6.87 L, forsirani ekspiracijski volumen (FEV) za 23% s 3.87 na 4.76 L, a mjerenje vršnog protoka (PEF) za 20.2% s 10.17 na 12.22 L po sekundi .

Nakon što je primio sve informacije na kraju svoje evaluacije nakon HBOT-a, pacijent je potpisao informirani pristanak koji dopušta objavu njegovih medicinskih podataka.

Slika 1Perfuzijska magnetska rezonancija mozga prije i poslije hiperbarične terapije kisikom. Gornji red predstavlja perfuziju mozga 3 mjeseca nakon akutne infekcije, prije hiperbarične terapije kisikom. Donji red predstavlja perfuzijsku magnetsku rezonanciju učinjenu nakon završetka protokola hiperbarične terapije kisikom.

Tablica 1Promjene moždanog krvotoka prije i nakon hiperbarične terapije kisikom

Rasprava i zaključci

Ovdje izvješćujemo o prvom slučaju pacijenta s dugim COVID-om s kognitivnim i kardiorespiratornim simptomima koji je uspješno liječen HBOT-om. Nakon liječenja, pokazao je značajna poboljšanja u perfuziji mozga, mikrostrukturi bijele tvari mozga te kognitivnoj i kardiopulmonalnoj funkciji. Ovo izvješće o slučaju pokazuje da HBOT ima potencijalnu primjenu u liječenju pacijenata s dugom bolešću COVID-a koji pate od stalnog kognitivnog i tjelesnog funkcionalnog pada.

Hipoksija igra važnu ulogu u patofiziologiji dugotrajnog COVID-a. Sustavna hipoksija može biti posljedica oštećenja pluća, a hipoksija povezana s organima može se razviti zbog vaskularnog oštećenja. Trajna funkcija pluća

Tablica 2Promjene frakcijske anizotropije magnetske rezonancije – difuzijske tenzorske slike prije i nakon hiperbarične terapije kisikom

Frakcijska anizotropija (FA) je mjera koja se koristi za procjenu cjelovitosti, usmjerenosti i reda bijele tvari. Veća vrijednost FA ukazuje na bolju organizaciju fbera. DTI difuzijski tenzorski prikaz

Tablica 3Magnetska rezonancija – difuzijski tenzorski prikaz srednjih promjena difuzivnosti prije i nakon hiperbarične terapije kisikom

Prosječna difuzivnost (MD) je mjera koja se koristi za procjenu gustoće vlakana bijele tvari. Niža vrijednost MD označava veću gustoću. DTI difuzijski tenzorski prikaz.

Tablica 4Kognitivni rezultati prije i poslije hiperbarične terapije kisikom

Tablica 5Fiziološki parametri prije i poslije hiperbarične terapije kisikom

VO2max maksimalna brzina potrošenog kisika tijekom vježbanja, ml/min mililitara po minuti, VO2max/kg maksimalna brzina potrošenog kisika tijekom vježbanja po kilogramu, ml/min/Kg mililitara po minuti po kilogramu, MET metabolički ekvivalent zadatka, otkucaji srca u minuti , VO2/HR stopa potrošene kisika po otkucajima srca, FVC forsirani vitalni kapacitet, L litara, FEV1 forsirani ekspiracijski volumen, PEF mjerenje vršnog protoka, L/s litara u sekundi.

oštećenje je primijećeno kod pacijenata kojima je bio potreban dodatni kisik tijekom akutne infekcije SARS-CoV-2 čak i 6 i 12 mjeseci nakon akutne infekcije [6]. Budući da su funkcionalnost i regenerativni kapacitet mozga osjetljivi na bilo kakav pad opskrbe kisikom [7], dugoročni kognitivni nedostaci koreliraju s količinom kisika potrebnom za prevladavanje respiratornih poteškoća [1]. Što se tiče ishemije povezane s organima, COVID-19 inducira oštećenje endotela i hiperkoagulaciju, što povećava rizik od vaskularne disfunkcije odgovorne za visoku prevalenciju infarkta miokarda, ishemijskih moždanih udara i plućne embolije [8]. U prikazanom slučaju, pacijentu je bilo potrebno potporno liječenje s visokim protokom kisika tijekom 1 tjedna tijekom akutne bolesti, što znači da je patio od sustavne hipoksije s posljedičnim rizikom od dugotrajnog kognitivnog oštećenja zbog anoksičnog oštećenja mozga. Štoviše, 6 tjedana nakon akutne infekcije razvio je plućnu emboliju, reprezentativnu za endotelnu disfunkciju uz dodatnu izloženost sustavnoj hipoksiji. Osim toga, kao što je pokazao MRI perfuzije mozga, imao je mikrovaskularne poremećaje perfuzije koji su bili u korelaciji s njegovim neurokognitivnim padom.

HBOT uključuje udisanje 100% kisika pri tlaku koji prelazi 1 apsolutnu atmosferu (ATA), čime se povećava količina kisika otopljenog u tjelesnim tkivima. Iako se mnogi od korisnih učinaka HBOT-a mogu objasniti poboljšanjem oksigenacije tkiva, sada se razumije da kombinirano djelovanje hiperoksije i hiperbaričnog tlaka pokreće gene osjetljive na kisik i tlak, što rezultira indukcijom regenerativnog procesi uključujući proliferaciju i mobilizaciju matičnih stanica s antiapoptotičkim i protuupalnim čimbenicima, angiogenezu i neurogenezu [9-12]. HBOT može potaknuti neuroplastičnost i poboljšati kognitivnu funkciju čak i godinama nakon akutne ozljede [13]. U prikazanom slučaju dugotrajne bolesti COVID-XNUMX, HBOT je poboljšao protok cerebralne krvi u područja mozga s lošom perfuzijom (indikativno za angiogenezu mozga) i poboljšao integritet mikrostrukture mozga (indikativno za neurogenezu). Korelacija između značajnih poboljšanja prikazanih na slikama mozga i neurokognitivnih poboljšanja ukazuje da je većina korisnih učinaka HBOT-a doista povezana s njegovom sposobnošću induciranja neuroplastičnosti disfunkcionalnih regija mozga.

Dokazano je da HBOT ima blagotvorne učinke na funkciju mitohondrija, ključni element odgovarajuće funkcije mišića [12]. HBOT također može povećati broj proliferirajućih i diferencirajućih satelitskih stanica, kao i broj regeneriranih mišićnih vlakana, te promovirati snagu mišića [14]. Pokazalo se da novi HBOT protokol s isprekidanim ponavljanjem ima potencijal poboljšati funkciju pluća s obzirom na vršni ekspiracijski protok (PEF) i vitalni kapacitet snage (FVC) [15]. U prikazanog bolesnika radni kapacitet kardiopulmonalnog sustava procijenjen je pomoću kardiopulmonalnog testa opterećenja (CPET) i testova plućne funkcije. HBOT je izazvao značajno poboljšanje od 34% u maksimalnom kapacitetu potrošnje kisika, poboljšanje od 34.4% u maksimalnim MET-ovima i povećanje od 16.9% u mliječnom pragu. Što se tiče funkcije pluća, FVC je poboljšan za 44.3%, a PEF za 20.2%. Ta su mjerljiva poboljšanja bila u korelaciji s pacijentovom sposobnošću da povrati prijašnju visoku sportsku izvedbu.

U ovom prijavljenom slučaju, HBOT je započet više od 3 mjeseca nakon akutne infekcije SARS-CoV-2. Iako su simptomi postojali sve do početka HBOT-a i značajno poboljšanje počelo je tek nakon početka HBOT-a, moguće je da je do barem dijela kliničkog poboljšanja moglo doći i bez HBOT-a. Međutim, naglo značajno poboljšanje s potpunim oporavkom nakon kronične prirode simptoma, naše razumijevanje fizioloških učinaka HBOT-a i objektivna mjerenja učinjena na ovom pacijentu podržavaju odnos između liječenja i uočenih poboljšanja. Budući da je ovo samo prikaz slučaja, potrebna su daljnja prospektivna klinička ispitivanja kako bi se bolje razumjeli potencijalni korisni učinci HBOOT-a za pacijente s dugim COVID-om.

Ukratko, ovaj članak predstavlja prvo izvješće o slučaju koje pokazuje da se dugi COVID može liječiti HBOT-om. Povoljan učinak HBOT-a baca dodatno svjetlo na patofiziologiju ovog sindroma. Budući da je ovo izvješće o jednom slučaju, potrebne su daljnje prospektivne randomizirane kontrolne studije za upotrebu hiperbarične terapije kisikom u liječenju dugotrajnog COVID-a.

Kratice

HBOT: Hiperbarična terapija kisikom; MRI: Magnetska rezonancija; DTI: Diffusion tensor imaging; VO2 max: Maksimalna stopa potrošene kisika tijekom vježbanja; CPET: test kardiopulmonalnog opterećenja; HR: Otkucaji srca; Bpm: Otkucaji srca u minuti; FVC: Forsirani vitalni kapacitet; FEV1: forsirani ekspiracijski volumen; PEF: Mjerenje vršne struje.

Zahvale

Nije primjenjivo.

Doprinosi autora

AMB, ES, SE i SK analizirali su i interpretirali podatke o pacijentu koji se odnose na MRI, perfuziju i DTI. AMB i SE analizirali su i interpretirali podatke pacijenata u vezi s testovima kardiopulmonalne i plućne funkcije. Svi su autori pročitali i odobrili završni rukopis.

Doprinosi autora

AMB, ES, SE i SK analizirali su i interpretirali podatke o pacijentu koji se odnose na MRI, perfuziju i DTI. AMB i SE analizirali su i interpretirali podatke pacijenata u vezi s testovima kardiopulmonalne i plućne funkcije. Svi su autori pročitali i odobrili završni rukopis.

Dostupnost podataka i materijala

Svi podaci generirani ili analizirani tijekom ove studije uključeni su u ovaj objavljeni članak.

izjave

Etičko odobrenje i pristanak za sudjelovanje

Nije primjenjivo.

Pristanak za objavu

Od pacijenta je dobiven pismeni informirani pristanak za objavu ovog izvješća o slučaju i svih popratnih slika. Primjerak pisanog pristanka dostupan je na uvid glavnom uredniku ovog časopisa.

Suprotstavljenih interesa

AMB, ZW, SK, MG i UQ rade za klinike AVIV. ES radi za AVIV Scientifc LTD. SE je suosnivač i dioničar tvrtke AVIV Scientifc LTD.

Primljeno: 11. listopada 2021. Prihvaćeno: 21. siječnja 2022., Objavljeno na internetu: 15. veljače 2022.

Reference

Lopez-Leon S, et al. Više od 50 dugoročnih učinaka COVID-19: sustavni pregled i meta-analiza. Sci Rep. 2021;11(1):16144.

LeviM, et al. Abnormalnosti koagulacije i tromboza u bolesnika s COVID-19. Lancet Haematol. 2020;7(6):e438–40.

MahmudpourM, et al. Oluja citokina COVID-19: gnjev infamacije. Citokin. 2020; 133: 155151.

LiB, et al. Interakcije mozak-imunološki sustav u perinatalnoj hipoksično-ishemijskoj ozljedi mozga. Prog Neurobiol. 2017;159:50-68.

ShapiraR, et al. Terapija hiperbaričnim kisikom poboljšava patofiziologiju mišjeg modela 3xTg-AD ublažavanjem neuroupale. Neurobiolsko starenje. 2018;62:105-19.

HuangL, et al. Jednogodišnji ishodi kod preživjelih bolnica s COVID-1: longitudinalna kohortna studija. Lanceta. 19;2021(398):10302–747.

HadannyA, Efrati S. Kisik—ograničavajući faktor za oporavak mozga. Crit Care. 2015;19:307.

Katsoularis, et al. Rizik od akutnog infarkta miokarda i ishemijskog moždanog udara nakon COVID-19 u Švedskoj: samokontrolirana serija slučajeva i podudarna kohortna studija. Lanceta. 2021;398(10300):599-607.

Pena-VillalobosI, et al. Hiperbarični kisik povećava proliferaciju matičnih stanica, angiogenezu i sposobnost zacjeljivanja rana WJ-MSC u dijabetičkih miševa. Front Physiol. 2018;9:995.

CabigasBP, et al. Hiperoksična i hiperbarična kardioprotekcija: uloga sintaze dušikovog oksida 3. Cardiovasc Res. 2006;72(1):143–51.

GregorevicP, Lynch GS, Williams DA. Hiperbarični kisik modulira aktivnost antioksidativnog enzima u skeletnim mišićima štakora. Eur J Appl Physiol. 2001;86(1):24–7.

ZhouZ, et al. Zaštita mitohondrijske funkcije i poboljšanje kognitivnog oporavka kod štakora liječenih hiperbaričnim kisikom nakon bočne perkusione ozljede tekućine. J Neurosurg. 2007;106(4):687–94.

HadannyA, et al. Hiperbarična terapija kisikom poboljšava neurokognitivne funkcije bolesnika nakon moždanog udara - retrospektivna analiza. Restor Neurol Neurosci. 2020;38(1):93–107.

HorieM, et al. Poboljšanje diferencijacije satelitskih stanica i funkcionalni oporavak u ozlijeđenom skeletnom mišiću hiperbaričnim liječenjem kisikom. J Appl Physiol. 2014;116(2):149–55.

HadannyA, et al. Učinci hiperbarične terapije kisikom na plućne funkcije: prospektivna kohortna studija. BMC Pulm Med. 2019;19(1):148.

Napomena izdavača

Springer Nature ostaje neutralan u pogledu tvrdnji o nadležnosti u objavljenim kartama i institucionalnim vezama.