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Impact de la thérapie hyperbare à l'oxygène sur la santé pulmonaire

Une étude révèle un risque de dommages aux poumons à cause d'une exposition prolongée à de fortes doses d'oxygène.

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Table des matières

La thérapie à l'oxygène hyperbare (HBO) est un traitement médical qui consiste à respirer de l'oxygène pur dans une chambre où la pression de l'air est augmentée. Cette thérapie est utilisée pour traiter plusieurs problèmes de santé comme le mal de décompression, les blessures diabétiques, les dommages pulmonaires dus à la radiothérapie, les AVC, l'intoxication au monoxyde de carbone et les problèmes cardiaques. Le but principal est de fournir plus d'oxygène aux tissus du corps, ce qui peut aider à la guérison.

Comment ça marche

Pendant la thérapie HBO, les patients sont placés dans une chambre spéciale où la pression de l'air est augmentée. Dans la chambre, ils respirent 100% d'oxygène. L'augmentation de la pression aide à dissoudre plus d'oxygène dans le sang, permettant à une plus grande quantité d'atteindre les tissus du corps. Cet oxygène supplémentaire peut soutenir la récupération, mais peut aussi être nocif s'il est utilisé trop longtemps ou à une pression trop élevée.

Risques de niveaux élevés d'oxygène

Trop d'oxygène peut provoquer une toxicité, ce qui signifie que ça peut nuire aux cellules du corps. Des niveaux élevés d'oxygène peuvent créer des radicaux libres, qui sont des molécules nuisibles pouvant endommager les cellules et les tissus. Cela peut entraîner une affection appelée lésion pulmonaire aiguë, rendant la respiration difficile et pouvant même mettre la vie en danger.

Complications de la thérapie HBO

Un des problèmes les plus courants qui peuvent survenir avec la thérapie HBO est la lésion pulmonaire aiguë (ALI). Même à pression normale, respirer de fortes doses d'oxygène longtemps peut causer des dommages aux poumons. Si la pression est augmentée, ce risque augmente. Des études montrent que des Lésions pulmonaires peuvent commencer même sans crises, et cela peut varier selon la durée d'exposition à l'oxygène.

Étude sur HBO et dommages pulmonaires

Cette étude s'est concentrée sur comment différentes durées d'exposition à HBO affectent la santé pulmonaire. Les chercheurs ont placé des souris dans un environnement à pression élevée d'oxygène pour suivre les changements dans leurs poumons au fil du temps. Ils ont exposé les souris à des niveaux élevés d'oxygène pendant différentes durées-2, 4, 6 et 8 heures-et ont ensuite recherché des signes de lésions, d'Inflammation et d'autres changements dans la fonction pulmonaire.

Mise en place de l'étude

Les souris utilisées dans cette étude étaient de jeunes mâles. Elles ont été gardées dans des cages pendant une semaine avant les expériences pour les aider à s'adapter. Tous les tests ont été approuvés pour garantir un traitement éthique des animaux.

Dans la première partie de l'étude, les souris ont été réparties en groupes et placées dans une chambre hyperbare. La chambre a été soigneusement vérifiée pour garder l'air propre et surveiller les niveaux d'oxygène. Après avoir été exposées à un oxygène élevé pendant différentes durées, les souris ont été lentement ramenées à la pression normale. Certaines souris ont été exposées à de l'air comme groupe de contrôle.

Examen de la santé pulmonaire

Après l'exposition, les chercheurs ont utilisé plusieurs méthodes pour examiner les poumons des souris. Ils ont utilisé des techniques de coloration pour identifier des dommages cellulaires et ont recherché des signes de fuite sanguine et d'inflammation dans les poumons. Ils ont également vérifié la présence de certaines protéines liées à l'inflammation et aux dommages cellulaires.

Effets de la durée d'exposition

Les résultats ont montré qu'après 4 heures d'exposition, certains changements pulmonaires ont commencé à apparaître. Après 6 heures, des dommages plus importants ont été observés, y compris l'inflammation et des saignements dans les poumons. Les dommages ont empiré avec des durées d'exposition plus longues. Les souris exposées à un oxygène élevé pendant 8 heures ont montré les blessures les plus sévères.

Une augmentation de la fuite d'un colorant dans les poumons a indiqué que les Vaisseaux sanguins étaient endommagés. Les poumons ont montré des signes d'inflammation et de mort cellulaire aussi. L'étude a mesuré ces effets pour comprendre combien de temps l'exposition à un oxygène élevé pouvait être nuisible.

Récupération après exposition à HBO

Les chercheurs ont également observé ce qui se passait dans les poumons après que les souris aient été retirées de l'environnement à oxygène. Ils ont examiné les souris à des intervalles de 0, 12 et 24 heures après leur sortie. Les résultats ont montré que certains problèmes pulmonaires persistaient même après être revenus à l'air normal. L'inflammation a atteint son maximum environ 12 heures après la fin de l'exposition, mais a commencé à s'améliorer après 24 heures.

Rôle de l'inflammation et de la mort cellulaire

L'étude a révélé que divers signaux inflammatoires étaient augmentés dans les poumons des souris après avoir subi une thérapie HBO. Ces signaux indiquent que les poumons étaient sous stress et essayaient de réagir à la blessure. Étonnamment, même s'il y avait des dommages clairs et de l'inflammation dans les tissus pulmonaires, il n'y avait pas beaucoup de signes de mort cellulaire programmée (apoptose), ce qui est souvent attendu en cas de dommages dus à un oxygène élevé.

Résumé des résultats

Dans l'ensemble, les résultats suggèrent que les poumons commencent à subir des dommages après seulement 4 heures d'exposition à une pression élevée et à de l'oxygène. Les dommages aux vaisseaux sanguins des poumons sont apparus en premier et étaient sérieux après 6 heures. Les réponses inflammatoires ont atteint leur pic 12 heures après la fin de l'exposition à l'oxygène, mais ont commencé à s'améliorer après 24 heures.

Cette étude suggère que les cellules des vaisseaux sanguins des poumons sont particulièrement sensibles aux niveaux élevés d'oxygène et se détériorent rapidement. Même après que l'exposition immédiate se termine, les poumons mettent plus de temps à récupérer complètement.

Conclusion

Cette recherche éclaire comment la thérapie HBO peut affecter la santé pulmonaire. Les résultats fournissent des informations utiles sur le moment et les types de dommages qui peuvent survenir à cause d'une exposition élevée à l'oxygène. Comprendre ces effets est crucial pour améliorer les protocoles de traitement et garantir une utilisation plus sûre de la thérapie HBO.

Source originale

Titre: Hyperbaric Oxygen-Induced acute lung injury: A Mouse Model Study on Pathogenesis and Recovery Dynamics

Résumé: 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.

Auteurs: Xiaochen Bao, S. Wang, Z. Li, G. Xu

Dernière mise à jour: 2024-02-25 00:00:00

Langue: English

Source URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.02.23.581279

Source PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.02.23.581279.full.pdf

Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Changements: Ce résumé a été créé avec l'aide de l'IA et peut contenir des inexactitudes. Pour obtenir des informations précises, veuillez vous référer aux documents sources originaux dont les liens figurent ici.

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