Terapia de Oxígeno Hiperbárico en Neurología

La falta de oxígeno no solo daña las células neuronales, sino que afecta a la angiogénesis en el tejido lesionado y las conexiones sinápticas. En condiciones normales, el oxígeno debe liberarse de los eritrocitos, atravesar la barrera hematoencefálica y llegar a las mitocondrias gliales. En la Terapia de Oxígeno Hiperbárico (TOHB) el transporte de oxígeno es independiente del transporte mediante estas células, ya que la concentración de oxígeno disuelto aumenta y, por lo tanto, la llegada a las organelas es más eficiente.

Al contrario de lo que se piensa, el tratamiento no necesariamente debe comenzar de inmediato cuando sucede el accidente cerebrovascular, sino que podría empezar en la etapa regenerativa o en la degenerativa. Los niveles elevados de oxígeno brindan la energía necesaria para la regeneración celular.

En un estudio prospectivo, 74 pacientes que habían sufrido ACV entre 6 y 36 meses previos fueron tratados con 40 sesiones de cámara hiperbárica. La actividad cerebral fue evaluada por imágenes (SPECT); mientras que las funciones neurológicas fueron evaluadas por NIHSS, ADL y calidad de vida. Los resultados indicaron que la TOHB puede conducir a significativas mejoras en la recuperación de pacientes que hayan sufrido ACV, incluso en etapas tardías. Se observaron mejoras clínicas que implican reactivación de la neuro plasticidad incluso en períodos muy posteriores al accidente¹.

Además de las secuelas cognitivas, la TOHB puede aplicarse para aumentar el flujo y volumen sanguíneo cerebral, ya que se demostró que la neuro plasticidad puede ser inducida mediante la estimulación de la angiogénesis². Esto se debe a que la hipoperfusión detectada es un factor limitante en la regeneración celular. Con la Terapia Hiperbárica se aumenta el nivel de oxigenación, que brinda la energía necesaria para los fenómenos de reparación.

Es por esto que al generar hiperoxia se maximiza el proceso regenerativo en neuronas y células de la glia. Así, brindar oxígeno como tratamiento de soporte puede catalizar la plasticidad cerebral, aumentar la neurogénesis y sinaptogénesis. Además, aumentar la perfusión se correlaciona con mejoras en las funciones cognitivas en cuanto a la capacidad espacial visual, velocidad de procesamiento de información y función motora.

Otros efectos que se obtienen son mejoras en la función mitocondrial y en el metabolismo celular, reducción de la apoptosis, alivio del estrés oxidativo, aumento de los niveles de neurotrofinas y óxido nítrico, además de una regulación positiva de los agentes neuronales²

El mecanismo por el cual se restaura la actividad neuronal es complejo. La acción combinada de hiperoxia e hiperbaria actúa sobre los tejidos y la expresión de ciertos genes. La TOHB puede estimular la angiogénesis, inducir la regeneración axonal, estimular el crecimiento axonal, promover la integridad de la barrera hematoencefálica y reducir el edema y reacciones inflamatorias en el tejido cerebral.

En una situación que genera hipoxia e injuria celular, como un ACV o traumatismo o Parálisis Cerebral, las condiciones generan despolarización de la membrana mitocondrial y la inducción de MPTP, lo que reduce la eficiencia en la producción de energía, elevando los niveles de EROS. Por lo tanto, la oxigenación hiperbárica puede revertir esta anormalidad³.

La TOHB también puede limitar la deformidad de los eritrocitos. Disminuyendo la deformidad, se puede disminuir la injuria neuronal posterior. También, al estimular la angiogénesis y perfusión tisular, la TOHB mantiene niveles constantes de moléculas energéticas como glucosa, piruvato, lactato, debido a que podría aumentar la absorción neuroquímica y aumentar su almacenamiento en células gliales. Un estudio por Zhang et. Al sugiere que al regular los niveles de estos metabolitos se podría disminuir la zona de infarto⁴

Como se explica en ese ensayo, varios estudios sugieren que, al tratar la inflamación, se protege al cerebro del daño. Luego del ACV, la infiltración de leucocitos aumenta el daño tisular. La Terapia disminuye los niveles de TNF alfa, IL 1 e IL 6, secretados por monocitos. La TOHB inhibe la adherencia de los leucocitos a los capilares cerebrales.y la infiltración de neutrófilos. Otro factor inflamatorio que se expresa en la inflamación cerebral es la COX-2, luego de estímulos como la hipoxia e isquemia.

Otro de los factores neuro protectores de la TOHB es la inhibición de la apoptosis neuronal. Se sabe que disminuye la expresión de CASPASA-3, aboliendo la fragmentación del ADN y preservando la integridad celular. Aunque el mecanismo responsable del efecto anti apoptótico no es claro, se proponen algunas explicaciones.

El primer mecanismo implica el aumento de los niveles de oxígeno en las zonas con flujo sanguíneo disminuido. El segundo explica que, al reducir la hipoxia-isquemia, la TOHB reduce también los eventos patológicos que resultan de la hipoxia: edema cerebral, aumento de la permeabilidad de la barrera hematoencefálica, trastorno del metabolismo e inflamación. Según el tercer y último mecanismo, la TOHB podría afectar la expresión génica de aquellos que son sensibles a los niveles de oxígeno. Se observó que TOHB disminuye el nivel de HIF-1 y otros genes relacionados con la hipoxia⁴.

En una serie de estudios, Bullock et. Al demostraron que la hiperoxia mantiene el potencial de membrana mitocondrial y aumenta la producción de ATP. También se redujo significativamente la actividad de caspasa 9 y caspasa 3, pero no de la caspasa 8. Debido a estas diferencias, se propone que el efecto neuro protector de la TOHB es mediado por la acción sobre las mitocondrias y la preservación del potencial transmembrana⁵

La acción de la TOHB es multifactorial, por eso se plantea como un tratamiento más efectivo ante el manejo de neuro protectores específicos. Esta terapia mejora el metabolismo neuronal, disminuye la apoptosis, modera el daño de los radicales oxidativos y la respuesta inflamatoria, por lo que es muy efectivo para reducir las secuelas Post-ACV y acelerar los tiempos de rehabilitación neurológica.

Fuentes

1. Efrati S, Fishlev G, Bechor Y, Volkov O, Bergan J, et al. (2013) Hyperbaric Oxygen Induces Late Neuroplasticity in Post Stroke Patients - Randomized, Prospective Trial. PLoS ONE 8(1): e53716.
2. Tal S., Hadanny A., Berkovitz N., Sasson, E., Ben-Jacob, E., & Efrati, S. (2015). Hyperbaric oxygen may induce angiogenesis in patients suffering from prolonged post-concussion syndrome due to traumatic brain injury. Restorative neurology and neuroscience, 33(6), 943–951
3. Efrati S, Ben-Jacob E, (2014) How and why hyperbaric oxygen therapy can bring new hope for children suffering from cerebral palsy - An editorial perspective. Undersea Hyperbaric Medicine, 41(2):71-6
4. Zhang J, Takkin Lo, Mychaskiwd G, Colohan A. (2005) Mechanisms of hyperbaric oxygen and neuroprotection in stroke. Pathophysiology 12, 65–80
5. Yang L, Hei MY, Dai JJ, Hu N, Xiang XY. (2016) Effect of hyperbaric oxygenation on mitochondrial function of neuronal cells in the cortex of neonatal rats after hypoxic-ischemic brain damage. Braz J Med Biol Res;49(5): e5187.