Нейродегенеративные заболевания(НДЗ) характеризуются прогрессирующей или стойкой потерей определённых уязвимых популяций нейронов в головном или спинном мозге. Классификация НДЗ может основываться на различных критериях, включая анатомическое распределение нейродегенерации (например, экстрапирамидные расстройства, лобно-височная дегенерация или спиноцеребеллярные атаксии), первичные молекулярные аномалии (например, амилоид-β, прионы, тау или α-синуклеин) или основные клинические проявления (например, болезнь Паркинсона, боковой амиотрофический склероз и деменция). Несмотря на эти различия в классификации и симптоматике, такие заболевания, как болезнь Паркинсона (БП), боковой амиотрофический склероз (БАС) и болезнь Альцгеймера (БА), имеют общие базовые процессы, приводящие к нейрональной дисфункции и, в конечном итоге, гибели клеток.
По оценкам Всемирной организации здравоохранения, миллионы людей во всем мире страдают от нейродегенеративных заболеваний (НЗ), и к 2040 году эти заболевания станут второй по значимости причиной смерти в развитых странах. Несмотря на наличие различных методов лечения для облегчения и контроля симптомов, связанных с конкретными заболеваниями, эффективные методы замедления или полного излечения этих состояний остаются труднодостижимыми. Недавние исследования указывают на сдвиг в подходах к лечению – от симптоматического лечения к использованию механизмов клеточной защиты для предотвращения дальнейшего ухудшения состояния. Многочисленные данные свидетельствуют о том, что окислительный стресс и воспаление играют ключевую роль в нейродегенерации, позиционируя эти механизмы как критически важные мишени для клеточной защиты. В последние годы фундаментальные и клинические исследования раскрыли потенциал гипербарической оксигенации (ГБО) в лечении нейродегенеративных заболеваний.
Понимание гипербарической оксигенации (ГБО)
ГБО обычно предполагает повышение давления до уровня выше 1 абсолютной атмосферы (АТА) — давления на уровне моря — в течение 90–120 минут, что часто требует нескольких сеансов в зависимости от конкретного заболевания. Повышенное давление воздуха улучшает доставку кислорода к клеткам, что, в свою очередь, стимулирует пролиферацию стволовых клеток и усиливает процессы заживления, опосредованные определёнными факторами роста.
Первоначально применение ГБКТ было основано на законе Бойля-Марриотта, который постулирует зависимое от давления уменьшение количества пузырьков газа, а также преимущества высокого уровня кислорода в тканях. Известно, что гипероксическое состояние, создаваемое ГБКТ, положительно влияет на ряд патологий, включая некротические ткани, лучевые поражения, травмы, ожоги, синдром сдавления и газовую гангрену, среди прочих, перечисленных Обществом подводной и гипербарической медицины. В частности, ГБКТ также показала эффективность в качестве вспомогательного средства при различных моделях воспалительных и инфекционных заболеваний, таких как колит и сепсис. Учитывая его противовоспалительные и окислительные механизмы, ГБКТ обладает значительным потенциалом в качестве метода лечения нейродегенеративных заболеваний.
Доклинические исследования гипербарической оксигенации при нейродегенеративных заболеваниях: данные, полученные на модели мышей 3×Tg
Одно из примечательных исследованийВ исследовании особое внимание уделялось модели болезни Альцгеймера (БА) на мышах с 3-кратным трансгликемическим гликозидом (ТГ), которая продемонстрировала терапевтический потенциал ГБКТ в уменьшении когнитивных нарушений. В исследовании участвовали 17-месячные самцы мышей с 3-кратным трансгликемическим гликозидом (ТГ) и 14-месячные самцы мышей линии C57BL/6, выступавшие в качестве контрольной группы. Исследование показало, что ГБКТ не только улучшает когнитивные функции, но и значительно снижает воспаление, количество бляшек и фосфорилирование тау-белка — критически важный процесс, связанный с патологией БА.
Защитный эффект ГБКТ был обусловлен уменьшением нейровоспаления. Об этом свидетельствовало снижение пролиферации микроглии, астроглиоза и секреции провоспалительных цитокинов. Эти результаты подчеркивают двойную роль ГБКТ: улучшение когнитивных функций и одновременное смягчение нейровоспалительных процессов, связанных с болезнью Альцгеймера.
В другой доклинической модели мышей, которым вводили 1-метил-4-фенил-1,2,3,6-тетрагидропиридин (MPTP), оценивали защитное действие ГБКТ на нейрональную функцию и двигательные способности. Результаты показали, что ГБКТ способствовал повышению двигательной активности и силы хвата у этих мышей, что коррелировало с усилением сигналов митохондриального биогенеза, в частности, посредством активации SIRT-1, PGC-1α и TFAM. Это подчёркивает важную роль митохондриальной функции в нейропротекторном эффекте ГБКТ.
Механизмы действия ГБКТ при нейродегенеративных заболеваниях
Основополагающий принцип применения ГБКТ при нейродегенеративных заболеваниях основан на взаимосвязи между снижением поступления кислорода и предрасположенностью к нейродегенеративным изменениям. Фактор, индуцируемый гипоксией-1 (HIF-1), играет центральную роль в качестве фактора транскрипции, обеспечивающего адаптацию клеток к низкому содержанию кислорода, и участвует в развитии различных нейродегенеративных заболеваний, включая болезнь Альцгеймера (БА), болезнь Паркинсона (ПД), болезнь Хантингтона и боковой амиотрофический склероз (БАС), что делает его важной мишенью для лекарственных препаратов.
Поскольку возраст является существенным фактором риска развития множества нейродегенеративных заболеваний, изучение влияния ГБКТ на нейробиологию старения имеет жизненно важное значение. Исследования показали, что ГБКТ может улучшить когнитивные нарушения, связанные с возрастом, у здоровых пожилых людей.Кроме того, у пожилых пациентов со значительными нарушениями памяти наблюдались улучшения когнитивных функций и увеличение мозгового кровотока после воздействия ГБКТ.
1. Влияние ГБКТ на воспаление и окислительный стресс
ГБКТ продемонстрировала способность уменьшать нейровоспаление у пациентов с тяжёлой дисфункцией головного мозга. Она обладает способностью снижать уровень провоспалительных цитокинов (таких как ИЛ-1β, ИЛ-12, ФНОα и ИФНγ) и одновременно повышать уровень противовоспалительных цитокинов (например, ИЛ-10). Некоторые исследователи предполагают, что активные формы кислорода (АФК), генерируемые ГБКТ, опосредуют ряд положительных эффектов терапии. Следовательно, помимо зависящего от давления эффекта уменьшения пузырьков и достижения высокой сатурации тканей кислородом, положительные результаты, связанные с ГБКТ, частично обусловлены физиологической ролью продуцируемых АФК.
2. Влияние ГБКТ на апоптоз и нейропротекцию
Исследования показали, что ГБКТ может снижать фосфорилирование митоген-активируемой протеинкиназы p38 (МАРК) в гиппокампе, что в свою очередь улучшает когнитивные функции и уменьшает повреждение гиппокампа. Было обнаружено, что как сама ГБКТ, так и в сочетании с экстрактом гинкго билоба снижают экспрессию Bax и активность каспазы-9/3, что приводит к снижению скорости апоптоза у грызунов, вызванного aβ25-35. Более того, другое исследование показало, что прекондиционирование ГБКТ индуцирует толерантность к церебральной ишемии, механизмами которой являются повышение экспрессии SIRT1, а также повышение уровня Bcl-2 и снижение активности каспазы-3, что подтверждает нейропротекторные и антиапоптотические свойства ГБКТ.
3. Влияние ГБО на кровообращение иНейрогенез
Воздействие ГБКТ на пациентов было связано с многочисленными эффектами на сосудистую систему черепа, включая повышение проницаемости гематоэнцефалического барьера, стимуляцию ангиогенеза и уменьшение отёка. Помимо увеличения поступления кислорода в ткани, ГБКТспособствует образованию сосудовпутем активации факторов транскрипции, таких как фактор роста эндотелия сосудов, и путем стимуляции пролиферации нейральных стволовых клеток.
4. Эпигенетические эффекты ГБО
Исследования показали, что воздействие гипербарического кислорода на эндотелиальные клетки микрососудов человека (HMEC-1) существенно регулирует 8101 ген, включая как повышенную, так и пониженную экспрессию, что подчеркивает увеличение экспрессии генов, связанных с путями антиоксидантного ответа.
Заключение
Применение ГБ-терапии со временем достигло значительных успехов, доказав свою доступность, надежность и безопасность в клинической практике. Несмотря на то, что ГБ-терапия изучалась в качестве несанкционированного метода лечения нейродегенеративных заболеваний (НДЗ), и был проведен ряд исследований, сохраняется острая необходимость в проведении тщательных исследований для стандартизации практики ГБ-терапии при этих состояниях. Дальнейшие исследования необходимы для определения оптимальной частоты процедур и оценки степени положительного эффекта для пациентов.
Подводя итог, можно сказать, что взаимодействие гипербарической оксигенации и нейродегенеративных заболеваний открывает многообещающие возможности в области терапии, требующие дальнейшего изучения и проверки в клинических условиях.
Время публикации: 16 мая 2025 г.