Гипербарическая оксигенация в терапии пациентов с COVID-19

Цель исследования: изучение эффективности гипербарической оксигенотерапии и ее влияния на показатели окислительного стресса и апоптоза у пациентов с новой коронавирусной инфекцией COVID-19.

Материалы и методы. Обследовали 90 пациентов с диагнозом новая коронавирусная инфекция, вызванная вирусом SARS-CoV-2. Курсы гипербарической оксигенотерапии проводили у 57 человек (38 в тяжелом состоянии (КТ 3-4), 19 в состоянии средней тяжести (КТ 1-2)). Процедуры осуществляли при режиме 1,4-1,6 АТА в течение 40 минут, всего провели 247 сеансов. Влияние гипербарической оксигенации (ГБО) оценивали на основании измерения уровня насыщения гемоглобина кислородом, выраженности окислительного стресса и апоптоза лимфоцитов крови.

Результаты. У всех обследованных пациентов на фоне проведения курса ГБО отметили положительную динамику в виде уменьшения одышки и улучшения общего самочувствия. Уровень насыщения гемоглобина кислородом после окончания курса ГБО составлял 95,0±1,6% (до проведения курса — 91,3±5,9%), что позволило перевести практически всех пациентов на спонтанное дыхание без необходимости дальнейшей оксигенотерапии. Проведение ГБО не вызывало снижения общей антиоксидантной активности, однако приводило к снижению концентрации малонового диальдегида с 4,34±0,52 мкмоль/л до 3,98±0,48 мкмоль/л и величины потенциала при разомкнутой цепи платинового электрода с -22,78±24,58 мВ до -37,69±17,4 мВ. Кроме того, положительное влияние ГБО выражалось в нормализации процессов апоптоза клеток крови.

Заключение. ГБО у пациентов с новой коронавирусной инфекцией, вызванной вирусом SARS-CoV-2, является эффективным методом и оказывает мультифакторное действие, приводящее как к улучшению субъективных показателей состояния обследованных пациентов, так и к повышению насыщения гемоглобина кислородом, снижению интенсивности процессов перекисного окисления липидов, активации антиоксидантной системы организма, восстановлению баланса про- и антиоксидантов, нормализации процессов апоптоза.

1. Guan W., Ni Z., Hu Yu, Liang W., Ou C., He J., Liu L., Shan H., Lei C., Hui D.S.C., Du B., Li L., Zeng G., Yuen K.-Y., Chen R., Tang C., Wang T., Chen P., Xiang J., Li S., Wang Jin-lin, Liang Z., Peng Y., Wei L., Liu Y., Hu Ya-hua, Peng P., Wang Jian-ming, Liu J., Chen Z., Li G., Zheng Z., Qiu S., Luo J., Ye C., Zhu S., Zhong N. Clinical characteristics of coronavirus disease 2019 in China. N. Engl. J. Med. 2020; 382 (18): 1708-1720. DOI: 10.1056/NEJMoa2002032. PMID: 32109013

2. Joly B.S., Siguret V., Veyradier A. Understanding pathophysiology of hemostasis disorders in critically ill patients with COVID-19. Intensive Care Med. 2020. DOI: 10.1007/s00134-020-06088-1. PMID: 32415314

3. Bikdeli B., Madhavan M.V, Jimenez D., Chuich T., Dreyfus I., Driggin E., Der Nigoghossian C., Ageno W., Madjid M., Guo Y., Tang L.V., Hu Y., Giri J., Cushman M., Quterte I., Dimakakos E.P., Gibson C.M., Lippi G., Favaloro E.J., Fareed J., Caprini J.A., Tafur A.J., Burton J.R., Francese D.P., Wang E.Y., Falanga A., McLintock C., Hunt B.J., Spyropoulos A.C., Barnes G.D., Eikelboom J.W., Weinberg I., Schulman S., Carrier M., Piazza G., Beckman J.A., Steg P.G., Stone G.W., Rosenkranz S., Goldhaber S.Z., Parikh S.A., Monreal M., Krumholz H.M., Konstantinides S.V., Weitz J.I., Lip G.Y.H. COVID-19 and thrombotic or thromboembolic disease: implications for prevention, antithrombotic therapy, and follow-up. J. Am. Coll. Cardiol. 2020; 75 (23): 2950-2973. DOI: 10.1016/j.jacc.2020.04.031. PMID: 32311448

4. Zhang W., Zhao Y., Zhang F., Wang Q., Li T., Liu Z., Wang J., Qin Y., Zhang X., Yan X., Zeng X., Zhang S. The use of anti-inflammatory drugsin the treatment of people with severe coronavirus disease 2019 (COVID-19): The Perspectives of clinical immunologists from China. Clin Immunol. 2020; 214: 108393. DOI: 10.1016/j.clim.2020.108393. PMID: 32222466

5. Tu W.J., Cao J., Yu L., Hu X., Lui Q. Clinicolaboratory study of 25 fatal cases of COVID-19 in Wuhan. Intensive Care Med. 2020; 46 (6): 1117-1120. DOI: 10.1007/s00134-020-06023-4. PMID: 32253448

6. Klok F.A., Kruip M.J.H.A., van der Meer N.J.M., Arbous M.S., Gommers D.A.M.P.J., Kant K.M., Kaptein F.H.J., van Paassen J., Stals M.A.M., Huisman M.V., Endeman H. Incidence of thrombotic complications in critically ill ICU patients with COVID-19. Thromb Res. 2020; 191: 145-147. DOI: 10.1016/j.thromres.2020.04.013. PMID: 32291094

7. Helms J., Tacquard C., Severac F., Leonard-Lorant I., Ohana M., XaDe-labranche X., Merdji H., Clere-Jehl R., Schenck M., Gandet F.F., Fafi-Kremer S., Castelain V, Schneider F., Grunebaum L., Angltes-Cano E., Sattler L., Mertes P.M., Meziani F. High risk of thrombosis in patients in severe SARS-CoV-2 infection: a multicenter prospective cohort study. Intensive Care Med. 2020; 46 (6): 1089-1098. DOI: 10.1007/s00134-020-06062-x. PMID: 32367170

8. Lodigiani C., Iapichino G., Carenzo L., Cecconi M., Ferrazzi P., Sebastian T,KucherN., StudtJ.D., Sacco C.,AlexiaB., SandriM.T.,BarcoS. Venous and arterial thromboembolic complications in COVID-19 patients admitted to an academic hospital in Milan, Italy. Thromb Res. 2020; 191: 9-14. DOI: 10.1016/j.thromres.2020.04.024. PMID: 32353746

9. Savilov P. On the possibilities of hyperbaric oxygen therapy in the treatment of SARS-CoV-2 infected patients. Znanstvena misel journal. 2020; 42 (2): 55-60. ISSN 3124-1123

10. Harch P.G. Hyperbaric oxygen treatment of novel coronavirus (COVID-19) respiratory failure. Med. Gas Res. 2020; 10 (2): 61-62. DOI: 10.4103/2045-9912.282177. PMID: 32541128

11. Гринцова А.А., Ладария Е.Г., Боева И.А., Дмитриенко В.В., Денисенко А.Ф. Применение гипербарической оксигенации в комплексной терапии пациентов с профессиональным ХОЗЛ. Университетская клиника. 2015; 11 (2): 52-54.

12. Mathieu D. (ed.) Handbook of Hyperbaric Medicine. Dordrecht: Springer; 2006: 816. DOI: 10.1007/1-4020-4448-8. ISBN 978-1-40204448-9

13. Higuchi T., Oto T., Millar I.L., Levvey B.J., Williams T.J., Snell G.I. Preliminary Report of the Safety and Efficacy of Hyperbaric Oxygen Therapy for Specific Complications of Lung Transplantation. J. Heart Lung. Transplant. 2006; 25 (11): 1302-1309. DOI: 10.1016/j.healun.2006.08.006. PMID: 17097493

14. Шабунин А.В., Митрохин А.А., Воднева М.М., Готье С.В., Попцов В.Н., Головинский С.В., Цирульникова О.М., Спирина Е.А., Ахаладзе Д.Г., Нечаев Н.Б., Латыпов Р.А. Гипербарическая оксигенация при трансплантации органов (клинический опыт на примере трансплантации легких). Вестник трансплантологии и искусственных органов. 2016; 18 (S): 71. DOI: 10.15825/1995-1191-2016-0

15. Qi Z., Gao C.J., Wang Y.B., Ma X.M., Zhao L., Liu F.J., Liu X.H., Sun X.J., Wang X.J. Effects of hyperbaric oxygen preconditioning on ischemiareperfusion inflammation and skin flap survival. Chin Med J (Engl). 2013; 126 (20): 3904-3909. DOI: 10.3760/cma.j.issn.0366-6999.20121165. PMID: 24157154

16. Muralidharan V., Christophi C. Hyperbaric oxygen therapy and liver transplantation. HPB (Oxford). 2007; 9 (3): 174-182. DOI: 10.1080/13651820601175926. PMID: 18333218

17. Memar M.Y., Yekani M. Alizadeh N., Baghi H.B. Hyperbaric oxygen therapy: Antimicrobial mechanisms and clinical application for in-fections. Biomed Pharmacother 2019; 109: 440-447. DOI: 10.1016/j.biopha.2018.10.142. PMID: 30399579

18. Benko R., MiklosZ., Agoston VA., Ihonvien K., Repas C., Csepanyi-Komi R., Kerek M., Beres N.J., Horvath E.M. Hyperbaric Oxygen Therapy Dampens Inflammatory Cytokine Production and Does Not Worsen the Cardiac Function and Oxidative State of Diabetic Rats. Antioxidants (Basel). 2019; 8 (12): 607. DOI: 10.3390/antiox8120607. PMID: 31801203

19. Rossignol D.A., Rossignol L.W., James S.J., Melnyk S., Mumper E. The effects of hyperbaric oxygen therapy on oxidative stress, inflammation, and symptoms in children with autism: an open-label pilot study. BMC Pediatr. 2007; 7: 36. DOI: 10.1186/1471-2431-7-36. PMID: 18005455

20. Francis A., Baynosa R.C. Hyperbaric Oxygen Therapy for the Compromised Graft or Flap. Adv. Wound Care (New Rochelle). 2017; 6 (1): 23-32. DOI: 10.1089/wound.2016.0707. PMID: 28116225

21. Sheikh A.Y., Gibson J.J., Rollins M.D., Hopf H.W., Hussain Z., Hunt T.K. Effect of hyperoxia on vascular endothelial growth factor levels in a wound model. Arch Surg. 2000; 135 (11): 1293-1297. DOI: 10.1001/archsurg.135.11.1293. PMID: 11074883

22. Mazariegos G.V., O’Toole K., Mieles L.A., Dvorchik I., Meza M., Brias-soulis G., Arzate J., Osorio G., Fung J.J., Reyes J. Hyperbaric Oxygen Therapy for Hepatic Artery Thrombosis After Liver Transplantation in Children. Liver Transpl. Surg. 1999; 5 (5): 429-436. DOI: 10.1002/lt.500050518. PMID: 10477845

23. Godman C.A., Joshi R., Giardina C., Perdrizet G., Hightower L.E. Hyperbaric oxygen treatment induces antioxidant gene expression. Ann. N. Y. Acad. Sci. 2010; 1197: 178-183. DOI: 10.1111/j.1749-6632.2009.05393.x. PMID: 20536847

24. Gurer A., Ozdogan M., Gomceli I., Demirag A., Gulbahar O., Arikok T., Kulacoglu H., Dundar K., Ozlem N. Hyperbaric oxygenation attenuates renal ischemia-reperfusion injury in rats. Transplant. Proc. 2006; 38 (10): 3337-3340. DOI: 1010.1016/j.transproceed.2006.10.184. PMID: 17175266

25. Ozden T.A., Uzun H., Bohloli M., Toklu A.S., Paksoy M., Simsek G., Durak H., Issever H., Ipek T. The Effects of Hyperbaric Oxygen Treatment on Oxidant and Antioxidants Levels During Liver Regeneration in Rats. Tohoku J. Exp. Med. 2004; 203 (4): 253-265. DOI: 10.1620/tjem.203.253. PMID: 15297730

26. Zhong X., Tao X., Tang Y., Chen R. The outcomes of hyperbaric oxygen therapy to retrieve hypoxemia of severe novel coronavirus pneumonia: first case report. Zhonghua Hanghai Yixue yu Gaoqiya Yixue Zazhi. 2020. DOI: 10.3760/cma.j.issn.1009-6906.2020.0001

27. Tug T., Karatas F., Terzi S.M., Ozdemir N. Comparison of Serum Malondialdehyde Levels Determined by Two Different Methods in Patients With COPD: HPLC or TBARS Methods. Lab Med. 2005; 36 (1): 41-44. DOI: 10.1309/WTEET9TJ2LUMB3C3

28. Khubutiya M.S., Evseev A.K., Kolesnikov V.A., Goldin M.M., Davydov A.D., Volkov A.G., Stepanov A.A. Measurements of platinum electrode potential in blood and blood plasma and serum. Russ. J. Electrochem. 2010; 46 (5): 537-541. DOI: 10.1134/S1023193510050071

29. COVID-19 Therapeutic Trial Synopsis https://www.who.int/blue-print/priority-diseases/key-action/COVID-19_Treatment_Trial_De-sign_Master_Protocol_synopsis_Final_18022020.pdf

30. Sies H. Oxidative stress: A concept in redox biology and medicine. Redox Biol. 2015; 4: 180-183. DOI: 10.1016/j.redox.2015.01.002. PMID: 25588755

31. Van den Brand J.M.A., Haagmans B.L., van Riel D. The pathology and pathogenesis of experimental severe acute respiratory syndrome and influenza in animal models. J. Comp. Pathol. 2014; 151 (1): 83-112. DOI: 10.1016/j.jcpa.2014.01.004. PMID: 24581932

32. Smith J.T., Willey N.J., Hancock J.T. Low dose ionizing radiation produces too few reactive oxygen species to directly affect antioxidant concentrations in cells. Biol. Lett. 2012; 8 (4): 594-597. DOI: 10.1098/rsbl.2012.0150. PMID: 22496076

33. Goldin Michael M., Khubutiya M.Sh., Evseev A.K., Goldin M.M., Pinchuk A.V., Pervakova E.I., Tarabrin Y.A., Hall P.J. Noninvasive diagnosis of dysfunctions in patients after organ transplantation by monitoring the redox potential of blood serum. Transplantation. 2015; 99 (6): 1288-1292. DOI: 10.1097/tp.0000000000000519. PMID: 25606793

34. Леонов А.Н. Гипероксия: Адаптация. Саногенез. — Воронеж: ВГМА, 2006. — 192 с. ISBN 5-91132-003-7

35. Савилов П.Н. Генетические механизмы гипероксического сано-генеза. Бюллетень гипербарической биологии и медицины. 2007; 15 (1-4): 3-56.

36. Сомова Л.М., Беседнова Н.Н., Плехова Н.Г. Апоптоз и инфекционные болезни. Инфекция и иммунитет. 2014; 4 (4): 303-318. DOI: 10.15789/2220-7619-2014-4-303-318

37. Azkur A.K., Akdis M., Azkur D., Sokolowska M., van de Veen W., Brdggen M.C., O’Mahony L., Gao Y., Nadeau K., Akdis C.A. Immune response to SARS-CoV-2 and mechanisms of immunopathological changes in COVID-19. Allergy. 2020; 75 (7): 1564-1581. DOI: 10.1111/all.14364. PMID: 32396996

38. Fathi N., Rezaei N. Lymphopenia in COVID-19: Therapeutic opportunities. Cell Biol. Int. 2020: 1-6. DOI: 10.1002/cbin.11403. PMID: 32458561

39. Giamarellos-Bourboulis E.J., Netea M.G., Rovina N., Akinosoglou K., Antoniadou A., Antonakos N., Damoraki G., Gkavogianni T., Adami M.E., Katsaounou P., Ntaganou M., Kyriakopoulou M., Dimopoulos G., Koutsodimitropoulos I., Velissaris D., Koufargyris P., Karageorgos A., Katrini K., Lekakis V., Lupse M., Kotsaki A., Renieris G., Theodoulou D., Panou V., Koukaki E., Koulouris N., Gogos C., Koutsoukou A. Complex Immune Dysregulation in COVID-19 Patients with Severe Respiratory Failure. Cell Host Microbe. 2020; 27 (6) 992-1000.e3. DOI: 10.1016/j.chom.2020.04.009. PMID: 32320677