Impacto de la Terapia de Oxígeno Hiperbárico en la Salud Pulmonar
Un estudio revela el riesgo de daño pulmonar por exposición prolongada a altas concentraciones de oxígeno.
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Tabla de contenidos
La Terapia de Oxígeno Hiperbárico (HBO) es un tratamiento médico que consiste en respirar oxígeno puro en una cámara donde la presión del aire está aumentada. Esta terapia se usa para tratar varios problemas de salud como la enfermadad de descompresión, heridas diabéticas, daño pulmonar por radiación, accidentes cerebrovasculares, intoxicación por monóxido de carbono y problemas cardíacos. El objetivo principal es llevar más oxígeno a los tejidos del cuerpo, lo que puede ayudar en la sanación.
Cómo Funciona la Terapia HBO
Durante la terapia HBO, los pacientes se colocan en una cámara especial donde se aumenta la presión del aire. Mientras están en la cámara, respiran oxígeno al 100%. El aumento de presión ayuda a que más oxígeno se disuelva en la sangre, permitiendo que más de él llegue a los tejidos del cuerpo. Este oxígeno extra puede apoyar la recuperación, pero también puede ser dañino si se usa durante mucho tiempo o a una presión demasiado alta.
Riesgos de Niveles Altos de Oxígeno
Demasiado oxígeno puede llevar a toxicidad, lo que significa que puede dañar las células del cuerpo. Niveles altos de oxígeno pueden crear radicales libres, que son moléculas dañinas que pueden afectar las células y tejidos. Esto puede llevar a una condición llamada lesión pulmonar aguda, que puede dificultar la respiración y hasta ser potencialmente mortal.
Complicaciones de la Terapia HBO
Uno de los problemas más comunes que pueden surgir de la terapia HBO es la lesión pulmonar aguda (ALI). Incluso a presión normal, respirar altos niveles de oxígeno durante mucho tiempo puede causar daño pulmonar. Si la presión se aumenta, este riesgo crece. Estudios muestran que la lesión pulmonar puede comenzar a suceder incluso sin convulsiones, y puede verse diferente según cuánto tiempo una persona esté expuesta al oxígeno.
El Estudio de HBO y Daño Pulmonar
Este estudio se centró en cómo diferentes duraciones de exposición a HBO afectan la salud pulmonar. Los investigadores colocaron ratones en un entorno de oxígeno de alta presión para rastrear los cambios en sus pulmones a lo largo del tiempo. Expusieron a los ratones a altos niveles de oxígeno durante diferentes longitudes de tiempo-2, 4, 6 y 8 horas-y luego buscaron signos de lesión, Inflamación y otros cambios en la función pulmonar.
Configuración del Estudio
Los ratones utilizados en este estudio eran machos jóvenes. Fueron mantenidos en jaulas durante una semana antes de los experimentos para ayudarles a adaptarse. Todas las pruebas fueron aprobadas para asegurar un tratamiento ético de los animales.
En la primera parte del estudio, los ratones fueron divididos en grupos y colocados en una cámara hiperbárica. La cámara fue revisada cuidadosamente para mantener el aire limpio y monitorear los niveles de oxígeno. Después de estar expuestos a altos niveles de oxígeno durante diferentes períodos, los ratones fueron devueltos lentamente a la presión normal. Algunos ratones fueron expuestos al aire como grupo de control.
Examinando la Salud Pulmonar
Después de la exposición, los investigadores utilizaron varios métodos para observar los pulmones de los ratones. Usaron técnicas de tinción para identificar daños celulares y buscaron signos de filtración de sangre e inflamación en los pulmones. También verificaron la presencia de ciertas proteínas relacionadas con la inflamación y el daño celular.
Efectos del Tiempo de Exposición
Los resultados mostraron que después de 4 horas de exposición, algunos cambios en los pulmones comenzaron a aparecer. A las 6 horas, se observó un daño más significativo, incluyendo inflamación y sangrado en los pulmones. El daño empeoró con tiempos de exposición más largos. Los ratones expuestos a oxígeno alto durante 8 horas mostraron las lesiones más severas.
Un aumento en la filtración de un colorante en los pulmones indicó que los Vasos Sanguíneos estaban dañados. Los pulmones mostraron signos de inflamación y muerte celular también. El estudio midió estos efectos para entender cuánto tiempo de exposición a oxígeno alto podría ser dañino.
Recuperación Después de la Exposición a HBO
Los investigadores también observaron qué pasaba con los pulmones después de que los ratones fueron sacados del entorno de oxígeno. Examinaron a los ratones en intervalos de 0, 12 y 24 horas después de salir. Los resultados mostraron que algunos problemas pulmonares persistieron incluso después de regresar al aire normal. La inflamación alcanzó su nivel máximo alrededor de 12 horas después de que terminó la exposición al oxígeno, pero comenzó a mejorar a las 24 horas.
El Rol de la Inflamación y la Muerte Celular
El estudio encontró que varias señales inflamatorias aumentaron en los pulmones de los ratones después de que experimentaron la terapia HBO. Estas señales indican que los pulmones estaban bajo estrés y tratando de responder a la lesión. Curiosamente, aunque había daño e inflamación claros en los tejidos pulmonares, no había muchos signos de muerte celular programada (apoptosis), que es algo que normalmente se espera en el daño por oxígeno alto.
Resumen de Hallazgos
En general, los resultados sugieren que los pulmones comienzan a sufrir daño después de solo 4 horas de exposición a alta presión y oxígeno. El daño a los vasos sanguíneos en los pulmones apareció primero y fue serio a las 6 horas. Las respuestas inflamatorias alcanzaron su punto máximo a las 12 horas después de que terminó la exposición al oxígeno, pero comenzaron a mejorar a las 24 horas.
Este estudio sugiere que las células de los vasos sanguíneos de los pulmones son especialmente sensibles a los niveles altos de oxígeno y se dañan rápido. Incluso después de que termina la exposición inmediata, los pulmones tardan más en recuperarse por completo.
Conclusión
Esta investigación arroja luz sobre cómo la terapia HBO puede afectar la salud pulmonar. Los hallazgos proporcionan información útil sobre el tiempo y los tipos de daño que pueden ocurrir por la exposición a altos niveles de oxígeno. Entender estos efectos es crucial para mejorar los protocolos de tratamiento y asegurar un uso más seguro de la terapia HBO.
Título: Hyperbaric Oxygen-Induced acute lung injury: A Mouse Model Study on Pathogenesis and Recovery Dynamics
Resumen: Hyperbaric oxygen (HBO) therapy is extensively used to treat a number of ailments. Although oxygen is crucial for survival, too much oxygen can be harmful. Excessive oxygen inhalation in a short period of time can lead to injury, and the lung is one of the main target organs. Lung injury induced by hyperbaric oxygen is notably more severe than that caused by normobaric oxygen, yet systematic research on such injury and its regression is scarce. In this study, mice were exposed to 2 atmospheres absolute (ATA), [>=] 95% oxygen for 2, 4, 6, 8 hours. Changes in lung histopathology, inflammation and expression of chemokines, vascular endothelial permeability, 8-OHdG and apoptotic cells were detected before and after the exposure. These parameters were also measured immediately, 12 hours, and 24 hours following 6 hours of exposure to 2 ATA of [>=]95% oxygen. The study indicates that lung damage from HBO is histologically characterized by bronchiolar and alveolar dilation, atelectasis, inflammatory cell infiltration, and hemorrhage. At 2 ATA with over 95% oxygen for 4 hours, there is a significant increase in pulmonary vascular permeability, as evidenced by elevated Evans blue scores (p = 0.02). After 6 hours of HBO exposure, there is a significant rise in pulmonary tissue pathology scores, 8-OHdG levels, and inflammatory and chemotactic factors (such as IL-6, CCL2, CCL3, CXCL5, and CXCL10), along with intercellular adhesion molecule 1 (ICAM1), vascular cell adhesion molecule 1(VCAM1). Moreover, it was observed that these markers continued to progress even after leaving the hyperoxic environment, peaking at 12 hours and starting to recover after 24 hours, suggesting that the peak of inflammatory lung damage occurs within 12 hours post-exposure, with recovery beginning at 24 hours. However, the content of Evans Blue, reflecting vascular endothelial damage, and ICAM1, VCAM1 remain significantly elevated 24 hours after leaving the hyperoxic environment, indicating that the pulmonary vasculature endothelium is the most sensitive to damage and the slowest to recover in HBO-induced lung injury. These findings provide evidence for the prevention and treatment of acute lung injury complications caused by HBO. NEW & NOTEWORTHYThis study systematically observed the development and outcome changes of ALI induced by HBO. In lung injuries caused by high partial pressure of oxygen, the pulmonary vascular endothelial cells are the first to be damaged and the slowest to recover. A 6-hour exposure to 2 ATA, [>=]95% oxygen of hyperbaric oxygen primarily causes oxidative DNA damage and inflammatory responses without significant apoptosis. The lung injury progresses even after leaving the high-oxygen setting, with inflammation peaking at 12 hours post-exposure and beginning to subside after 24 hours.
Autores: Xiaochen Bao, S. Wang, Z. Li, G. Xu
Última actualización: 2024-02-25 00:00:00
Idioma: English
Fuente URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.02.23.581279
Fuente PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.02.23.581279.full.pdf
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