Гипербарическая оксигенотерапия при длительной коронавирусной болезни-19: отчет о случае Россия

проверка данных

Пандемия коронавирусной болезни 2019 года (COVID-19) привела к увеличению числа людей, у которых после выздоровления от острого заболевания наблюдается широкий спектр долговременных симптомов, называемых несколькими терминами, включая «состояния после COVID-58» и «длительные состояния». COVID-44." Пять наиболее частых симптомов, выявленных после COVID, — это усталость (27%), головная боль (25%), когнитивные нарушения (24%), выпадение волос (1%) и одышка (19%) [2]. Два основных биологических последствия COVID-3 играют роль в патогенезе длительного COVID. Первым является состояние гиперкоагуляции, характеризующееся повышенным риском окклюзии мелких и крупных сосудов [4]. Во-вторых, это неконтролируемая непрерывная воспалительная реакция [5]. Микроинфаркты и нейровоспаление являются важными причинами гипоксии головного мозга и могут быть ответственны за хроническое непрекращающееся снижение нейрокогнитивных функций у пациентов с длительным течением COVID [XNUMX]. Одним из вариантов обращения гипоксии, уменьшения нейровоспаления и индукции нейропластичности является гипербарическая оксигенация (ГБО) [XNUMX].

В этой статье мы представляем первый отчет о случае ранее здорового, спортивного человека, который страдал от длительного пост-COVID-синдрома и успешно лечился с помощью ГБО.

Клинический случай

В нашу клинику для обследования обратился 55-летний ранее здоровый мужчина европеоидной расы, страдающий от стойких неослабевающих симптомов длительного заболевания COVID. Клинические проявления включали проблемы с памятью, ухудшение способности к многозадачности, утомляемость, упадок энергии, одышку и снижение физической работоспособности, которые начались после острой инфекции SARS-CoV-2, диагностированной 3 месяца назад. 21 января 2021 года у него первоначально развилась высокая температура без боли в груди, кашля и одышки. 30 января 2021 года он был госпитализирован из-за обезвоживания, и с помощью полимеразной цепной реакции с обратной транскрипцией ему был поставлен диагноз COVID-19 ( ОТ-ПЦР). Во время пребывания в больнице у него развился острый респираторный синдром из-за пневмонита, и ему потребовалось поддерживающее лечение высоким потоком кислорода в течение 1 недели. Он был выписан из больницы 16 февраля 2021 года. При выписке его состояние было стабильным, кислород был в норме, при физическом осмотре не было отмечено никаких неврологических нарушений. Кроме того, через 6 недель после того, как ему поставили диагноз COVID-19, у него развилась тромбоэмболия легочной артерии, и его лечили ривароксабаном. До заражения SARS-CoV-2 он был здоровым, высокофункциональным и спортивным человеком.

Исходное обследование, проведенное в нашей клинике через 3 месяца после острой инфекции, включало магнитно-резонансную томографию головного мозга (МРТ) с перфузионно-диффузионной тензорной визуализацией (DTI), компьютеризированную нейрокогнитивную оценку, кардиопульмональный нагрузочный тест (CPET) и функциональные тесты легких. .

Исходно пациент жаловался на одышку при физической нагрузке, а также на трудности с памятью и многозадачностью, которые начались после его болезни COVID-19.

Физикальное и неврологическое обследование было нормальным. Оценка МРТ головного мозга продемонстрировала снижение перфузии, которое коррелировало со снижением когнитивных функций, как подробно описано ниже. Его направили на гипербарическую оксигенотерапию (ГБО), которая включала 60 сеансов 5 дней в неделю. Каждый сеанс включал 90-минутное воздействие 100% кислорода при абсолютном давлении 2 атмосферы с 5-минутными перерывами на воздухе каждые 20 минут.

Пациент начал свою первую ГБО 19 апреля 2021 г. и завершил ее 15 июля 2021 г. без каких-либо значительных побочных эффектов. После первых пяти сеансов он сообщил, что его дыхание начало улучшаться и что после упражнений у него больше не было болей в мышцах. После 15 сеансов он отметил уменьшение усталости и улучшение прежнего низкого уровня энергии. После 20 сеансов он заметил, что его способность к дыханию и физической нагрузке вернулась к состоянию до заражения SARS-CoV-2, и он вернулся к бегу по горным тропам. Кроме того, он отметил, что его память и способность к многозадачности вернулись к уровню, который был до COVID-19.

Исходная МРТ головного мозга перед проведением ГБО показала два небольших очага изменения сигнала в правой и левой теменных областях, что указывает на раннее заболевание мелких сосудов. Кроме того, наблюдалось глобальное снижение перфузии головного мозга. Как подробно показано на рис. 1 и в таблице 1, повторная оценка после ГБО (проведенная через 4 недели после последней ГБО, чтобы избежать любого потенциального промежуточного эффекта) выявила значительное увеличение перфузии головного мозга. В таблицах 2 и 3 представлены улучшения микроструктуры мозга по данным МРТ-ДТИ.

Нейрокогнитивная оценка проводилась с использованием полной компьютеризированной серии тестов NeuroTrax для измерения различных аспектов функций мозга, таких как память, скорость обработки информации, внимание и исполнительные функции, до и после HBOT. Нейрокогнитивное тестирование после HBOT показало значительное улучшение глобальной памяти, причем наиболее доминирующее влияние оказало на невербальную память, исполнительные функции, внимание, скорость обработки информации, когнитивную гибкость и многозадачность. В Таблице 4 суммированы баллы до и после HBOT в различных когнитивных областях.

Физическую работоспособность оценивали с помощью теста максимальной сердечно-легочной нагрузки (CPET), проводимого на беговой дорожке COSMED по протоколу Boston 5. В Таблице 5 представлены физиологические параметры оценки до и после ГБО. Как подробно описано, после ГБО произошло увеличение максимального VO34 на 2% с 3083 до 4130 мл в минуту. Форсированная жизненная емкость легких (ФЖЕЛ) улучшилась на 44% с 4.76 до 6.87 л, объем форсированного выдоха (ОФВ) на 23% с 3.87 до 4.76 л, а пиковая скорость потока (ПСВ) на 20.2% с 10.17 до 12.22 л в секунду. .

После получения полной информации в конце обследования после ГБО пациент подписал информированное согласие, разрешающее публикацию его медицинской информации.

Рис 1Перфузионная магнитно-резонансная томография головного мозга до и после гипербарической оксигенотерапии. Верхний ряд представляет перфузию головного мозга через 3 месяца после острой инфекции, до гипербарической оксигенации. Нижний ряд представляет собой перфузионную магнитно-резонансную томографию, выполненную после завершения протокола гипербарической оксигенотерапии.

Таблица 1Изменения мозгового кровотока до и после гипербарической оксигенации

Обсуждение и выводы

Здесь мы сообщаем о первом случае пациента с длительным течением COVID с когнитивными и кардиореспираторными симптомами, успешно вылеченного с помощью ГБО. После лечения у него наблюдались значительные улучшения перфузии головного мозга, микроструктуры белого вещества мозга, а также когнитивных и сердечно-легочных функций. Этот отчет о случае показывает, что HBOT потенциально может быть использован для лечения пациентов с длительным течением COVID, которые страдают от непрекращающегося снижения когнитивных и физических функций.

Гипоксия играет важную роль в патофизиологии длительного COVID. Системная гипоксия может возникнуть в результате поражения легких, а органная гипоксия может развиться из-за повреждения сосудов. Сохраняющаяся функция легких

Таблица 2Магнитно-резонансная томография – диффузионно-тензорная визуализация: изменения фракционной анизотропии до и после гипербарической оксигенотерапии

Фракционная анизотропия (FA) — это мера, используемая для оценки целостности, направленности и порядка волокон белого вещества. Более высокое значение FA указывает на лучшую организацию волокон. Диффузионно-тензорная визуализация DTI

Таблица 3Магнитно-резонансная томография – диффузионно-тензорная визуализация означает изменения диффузионной способности до и после гипербарической оксигенотерапии.

Средняя диффузионная способность (MD) — это показатель, используемый для оценки плотности волокон белого вещества. Более низкое значение MD указывает на более высокую плотность. Диффузионно-тензорная визуализация DTI.

Таблица 4Когнитивные показатели до и после гипербарической оксигенотерапии

Таблица 5Физиологические параметры до и после гипербарической оксигенотерапии

VO2max максимальная скорость потребления кислорода во время тренировки, мл/мин миллилитр в минуту, VO2max/кг максимальная скорость потребления кислорода во время тренировки на килограмм, мл/мин/кг миллилитры в минуту на килограмм, МЕТ метаболический эквивалент задачи, ударов в минуту сердцебиение в минуту , VO2/HR, скорость потребления кислорода на частоту сердечных сокращений, FVC форсированная жизненная емкость легких, л литры, FEV1 объем форсированного выдоха, измерение пиковой скорости PEF, л/с литров в секунду.

ухудшение наблюдалось у пациентов, которым требовался дополнительный кислород во время острой инфекции SARS-CoV-2, даже через 6 и 12 месяцев после острой инфекции [6]. Поскольку функциональность и регенеративная способность мозга чувствительны к любому снижению поступления кислорода [7], долгосрочные когнитивные дефициты коррелируют с количеством кислорода, необходимого для преодоления нарушений дыхания [1]. Что касается органосвязанной ишемии, COVID-19 вызывает повреждение эндотелия и гиперкоагуляцию, что увеличивает риск сосудистой дисфункции, ответственной за высокую распространенность инфаркта миокарда, ишемических инсультов и легочной эмболии [8]. В представленном случае пациенту требовалось поддерживающее лечение высоким потоком кислорода в течение 1 недели во время острого заболевания, что означает, что он страдал от системной гипоксии с последующим риском долгосрочных когнитивных нарушений из-за аноксического повреждения головного мозга. Более того, через 6 недель после острой инфекции у него развилась легочная эмболия, характерная для эндотелиальной дисфункции с дополнительным воздействием системной гипоксии. Кроме того, как показала МРТ перфузии головного мозга, у него были микрососудистые дефекты перфузии, которые коррелировали с его нейрокогнитивным снижением.

ГБО предполагает вдыхание 100% кислорода при давлении, превышающем 1 абсолютную атмосферу (АТА), тем самым увеличивая количество кислорода, растворенного в тканях организма. Несмотря на то, что многие из положительных эффектов ГБО можно объяснить улучшением оксигенации тканей, теперь понятно, что комбинированное действие гипероксии и гипербарического давления запускает гены, чувствительные как к кислороду, так и к давлению, что приводит к индукции регенеративных процессов. процессы, включая пролиферацию и мобилизацию стволовых клеток с помощью антиапоптотических и противовоспалительных факторов, ангиогенез и нейрогенез [9–12]. ГБО может индуцировать нейропластичность и улучшать когнитивные функции даже спустя годы после острого инсульта [13]. В случае длительного COVID-XNUMX ГБО улучшил церебральный приток крови к участкам мозга с нарушенной перфузией (свидетельствует об ангиогенезе головного мозга) и улучшил целостность микроструктуры головного мозга (свидетельствует о нейрогенезе). Корреляция между значительными улучшениями, продемонстрированными при визуализации мозга, и нейрокогнитивными улучшениями указывает на то, что большинство положительных эффектов ГБО действительно связаны с его способностью вызывать нейропластичность дисфункциональных областей мозга.

Было продемонстрировано, что ГБО оказывает благотворное влияние на функцию митохондрий, важнейший элемент правильной мышечной функции [12]. ГБО может также увеличивать количество пролиферирующих и дифференцирующихся сателлитных клеток, а также количество регенерированных мышечных волокон и способствовать повышению мышечной силы [14]. Было продемонстрировано, что новый протокол прерывистой повторной ГБО потенциально может улучшить функцию легких в отношении пиковой скорости выдоха (ПСВ) и жизненной емкости легких (ФЖЕЛ) [15]. У представленного пациента работоспособность сердечно-легочной системы оценивалась с помощью сердечно-легочной нагрузочной пробы (CPET) и функциональных тестов легких. ГБО вызвал значительное улучшение на 34% максимальной способности потребления кислорода, улучшение на 34.4% максимальных МЕТ и увеличение лактатного порога на 16.9%. Что касается функции легких, ФЖЕЛ улучшилась на 44.3%, а ПСВ — на 20.2%. Эти измеримые улучшения коррелировали со способностью пациента восстановить свои прежние высокие спортивные результаты.

В этом зарегистрированном случае ГБО была начата более чем через 3 месяца после острой инфекции SARS-CoV-2. Несмотря на то, что симптомы сохранялись до начала ГБО, а значительное улучшение началось только после начала ГБО, вполне возможно, что, по крайней мере, некоторое клиническое улучшение могло произойти без ГБО. Однако внезапное значительное улучшение с полным выздоровлением после хронического характера симптомов, наше понимание физиологических эффектов ГБО и объективные измерения, проведенные у этого пациента, подтверждают связь между лечением и наблюдаемыми улучшениями. Поскольку это всего лишь отчет о случае, необходимы дальнейшие проспективные клинические исследования, чтобы лучше понять потенциальные положительные эффекты HBOOT для пациентов с длительным течением COVID.

Таким образом, эта статья представляет собой первый отчет о случае, показывающий, что затяжной COVID можно лечить с помощью ГБО. Благотворный эффект ГБО проливает дополнительный свет на патофизиологию этого синдрома. Поскольку это сообщение об одном случае, необходимы дальнейшие проспективные рандомизированные контрольные исследования для использования гипербарической кислородной терапии при лечении длительного COVID.

Сокращения

ГБО: гипербарическая кислородная терапия; МРТ: Магнитно-резонансная томография; DTI: диффузионно-тензорная визуализация; VO2 max: максимальная скорость потребления кислорода во время тренировки; CPET: кардиопульмональный нагрузочный тест; ЧСС: частота сердечных сокращений; Bpm: Число ударов сердца в минуту; ФЖЕЛ: форсированная жизненная емкость; ОФВ1: объем форсированного выдоха; PEF: Измерение пикового расхода.

Благодарности

Непригодный.

Вклад авторов

AMB, ES, SE и SK проанализировали и интерпретировали данные пациентов, касающиеся МРТ, перфузии и DTI. AMB и SE проанализировали и интерпретировали данные пациентов, касающиеся сердечно-легочных и легочных функциональных тестов. Все авторы прочитали и одобрили окончательную рукопись.

Вклад авторов

AMB, ES, SE и SK проанализировали и интерпретировали данные пациентов, касающиеся МРТ, перфузии и DTI. AMB и SE проанализировали и интерпретировали данные пациентов, касающиеся сердечно-легочных и легочных функциональных тестов. Все авторы прочитали и одобрили окончательную рукопись.

Доступность данных и материалов

Все данные, полученные или проанализированные в ходе этого исследования, включены в эту опубликованную статью.

Объявления

Утверждение этики и согласие на участие

Непригодный.

Согласие на публикацию

От пациента было получено письменное информированное согласие на публикацию этого отчета о случае и всех сопроводительных изображений. Копия письменного согласия доступна для ознакомления главному редактору журнала.

Конфликт интересов

AMB, ZW, SK, MG и UQ работают в клиниках AVIV. ES работает в компании AVIV Scientific LTD. SE является соучредителем и акционером AVIV Scientifc LTD.

Поступила: 11 октября 2021 г. Принята: 21 января 2022 г. Опубликовано в Интернете: 15 февраля 2022 г.

Рекомендации

Лопес-Леон С. и др. Более 50 долгосрочных последствий COVID-19: систематический обзор и метаанализ. Sci Rep. 2021;11(1):16144.

ЛевиМ и др. Нарушения свертываемости крови и тромбозы у пациентов с COVID-19. Ланцет Гематол. 2020;7(6):e438–40.

МахмудпурМ и др. Цитокиновый шторм COVID-19: гнев воспаления. Цитокин. 2020;133:155151.

ЛиБ и др. Мозгово-иммунные взаимодействия при перинатальном гипоксически-ишемическом поражении головного мозга. Прога Нейробиол. 2017;159:50–68.

Шапира Р. и др. Гипербарическая кислородная терапия улучшает патофизиологию мышиной модели 3xTg-AD за счет ослабления нейровоспаления. Нейробиол Старение. 2018;62:105–19.

ХуанЛ и др. Результаты через 1 год у пациентов, выживших в больнице с COVID-19: продольное когортное исследование. Ланцет. 2021;398(10302):747–58.

Хаданни А., Эфрати С. Кислород — ограничивающий фактор для восстановления мозга. Критический уход. 2015;19:307.

Кацуларис И и др. Риск острого инфаркта миокарда и ишемического инсульта после COVID-19 в Швеции: серия самоконтролируемых случаев и соответствующее когортное исследование. Ланцет. 2021;398(10300):599–607.

Пена-Виллалобоси и др. Гипербарический кислород увеличивает пролиферацию стволовых клеток, ангиогенез и способность к заживлению ран WJ-MSC у мышей с диабетом. Фронт Физиол. 2018;9:995.

КабигасБП и др. Гипероксическая и гипербарическая кардиопротекция: роль синтазы оксида азота 3. Cardiovasc Res. 2006;72(1):143–51.

Грегоревич П., Линч Г.С., Уильямс Д.А. Гипербарический кислород модулирует активность антиоксидантных ферментов в скелетных мышцах крыс. Eur J Appl Physiol. 2001;86(1):24–7.

ЧжоуЦ и др. Защита митохондриальной функции и улучшение когнитивного восстановления у крыс, получавших гипербарический кислород после бокового удара жидкостью. Дж. Нейрохирургия. 2007;106(4):687–94.

ХаданниА и др. Гипербарическая кислородная терапия улучшает нейрокогнитивные функции пациентов, перенесших инсульт – ретроспективный анализ. Восстановление Нейрол Неврологии. 2020;38(1):93–107.

ХориМ и др. Усиление дифференцировки сателлитных клеток и функционального восстановления поврежденных скелетных мышц при помощи гипербарической оксигенации. J Appl Physiol. 2014;116(2):149–55.

ХаданниА и др. Влияние гипербарической оксигенотерапии на функции легких: проспективное когортное исследование. БМК Пульм Мед. 2019;19(1):148.

Примечание издателя

Springer Nature остается нейтральной в отношении юрисдикционных претензий в опубликованных картах и ​​институциональных принадлежностях.