Neurodegeneratieve ziektenNDD's (Noodlijdende Neuronen) worden gekenmerkt door het progressieve of aanhoudende verlies van specifieke kwetsbare neuronale populaties in de hersenen of het ruggenmerg. De classificatie van NDD's kan gebaseerd zijn op verschillende criteria, waaronder de anatomische verdeling van neurodegeneratie (zoals extrapiramidale stoornissen, frontotemporale degeneratie of spinocerebellaire ataxie), primaire moleculaire afwijkingen (zoals amyloïde-β, prionen, tau of α-synucleïne), of belangrijke klinische kenmerken (zoals de ziekte van Parkinson, amyotrofische laterale sclerose en dementie). Ondanks deze verschillen in classificatie en symptoompresentatie, delen aandoeningen zoals de ziekte van Parkinson (PD), amyotrofische laterale sclerose (ALS) en de ziekte van Alzheimer (AD) gemeenschappelijke onderliggende processen die leiden tot neuronale disfunctie en uiteindelijk celdood.
Met miljoenen mensen wereldwijd die lijden aan neurodegeneratieve ziekten, schat de Wereldgezondheidsorganisatie dat deze ziekten tegen 2040 de tweede belangrijkste doodsoorzaak in ontwikkelde landen zullen zijn. Hoewel er verschillende behandelingen beschikbaar zijn om de symptomen die gepaard gaan met specifieke ziekten te verlichten en te beheersen, blijven effectieve methoden om de progressie van deze aandoeningen te vertragen of te genezen ongrijpbaar. Recente studies wijzen op een verschuiving in behandelparadigma's van louter symptomatische behandeling naar het gebruik van celbeschermende mechanismen om verdere verslechtering te voorkomen. Uitgebreid bewijs suggereert dat oxidatieve stress en ontsteking een cruciale rol spelen bij neurodegeneratie, waardoor deze mechanismen als cruciale doelwitten voor cellulaire bescherming worden gepositioneerd. In de afgelopen jaren heeft fundamenteel en klinisch onderzoek het potentieel van hyperbare zuurstoftherapie (HBOT) voor de behandeling van neurodegeneratieve ziekten onthuld.
Inzicht in hyperbare zuurstoftherapie (HBOT)
HBOT houdt doorgaans in dat de druk gedurende 90-120 minuten wordt verhoogd tot boven 1 absolute atmosfeer (ATA) – de druk op zeeniveau – en dat vaak meerdere sessies vereist zijn, afhankelijk van de specifieke aandoening die behandeld wordt. De verhoogde luchtdruk verbetert de zuurstoftoevoer naar de cellen, wat op zijn beurt de proliferatie van stamcellen stimuleert en de genezingsprocessen die door bepaalde groeifactoren worden bemiddeld, bevordert.
Oorspronkelijk was de toepassing van HBOT gebaseerd op de wet van Boyle-Marriott, die de drukafhankelijke reductie van gasbellen veronderstelt, naast de voordelen van hoge zuurstofniveaus in weefsels. Er is een reeks pathologieën waarvan bekend is dat ze baat hebben bij de hyperoxische toestand die door HBOT wordt veroorzaakt, waaronder necrotisch weefsel, stralingsletsel, trauma, brandwonden, compartimentsyndroom en gasgangreen, onder andere vermeld door de Undersea and Hyperbaric Medical Society. HBOT heeft met name ook zijn effectiviteit bewezen als aanvullende behandeling bij verschillende modellen van ontstekings- of infectieziekten, zoals colitis en sepsis. Gezien de ontstekingsremmende en oxidatieve werking biedt HBOT een aanzienlijk potentieel als therapeutische benadering voor neurodegeneratieve aandoeningen.
Preklinische studies van hyperbare zuurstoftherapie bij neurodegeneratieve ziekten: inzichten uit het 3×Tg-muismodel
Een van de opmerkelijke studiesDe studie richtte zich op het 3×Tg-muismodel voor de ziekte van Alzheimer (AD), dat het therapeutische potentieel van HBOT bij het verminderen van cognitieve tekorten aantoonde. Het onderzoek betrof 17 maanden oude mannelijke 3×Tg-muizen vergeleken met 14 maanden oude mannelijke C57BL/6-muizen die als controlegroep dienden. De studie toonde aan dat HBOT niet alleen de cognitieve functie verbeterde, maar ook de ontsteking, plaquebelasting en Tau-fosforylering significant verminderde – een cruciaal proces dat geassocieerd wordt met AD-pathologie.
De beschermende effecten van HBOT werden toegeschreven aan een afname van neuro-inflammatie. Dit bleek uit de afname van microgliale proliferatie, astrogliose en de secretie van pro-inflammatoire cytokines. Deze bevindingen benadrukken de dubbele rol van HBOT bij het verbeteren van cognitieve prestaties en het tegelijkertijd verminderen van neuro-inflammatoire processen die geassocieerd worden met de ziekte van Alzheimer.
Een ander preklinisch model maakte gebruik van 1-methyl-4-fenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridine (MPTP)-muizen om de beschermende mechanismen van HBOT op neuronale functie en motoriek te evalueren. De resultaten gaven aan dat HBOT bijdroeg aan een verbeterde motorische activiteit en grijpkracht bij deze muizen, wat correleerde met een toename van mitochondriale biogenese-signalering, met name via de activering van SIRT-1, PGC-1α en TFAM. Dit onderstreept de belangrijke rol van mitochondriale functie in de neuroprotectieve effecten van HBOT.
De mechanismen van HBOT bij neurodegeneratieve ziekten
Het onderliggende principe van HBOT bij neurodegeneratieve aandoeningen ligt in de relatie tussen verminderde zuurstoftoevoer en de vatbaarheid voor neurodegeneratieve veranderingen. Hypoxia-induceerbare factor-1 (HIF-1) speelt een centrale rol als transcriptiefactor die cellulaire aanpassing aan een lage zuurstofspanning mogelijk maakt en is betrokken bij verschillende neurodegeneratieve aandoeningen, waaronder de ziekte van Alzheimer, de ziekte van Parkinson, de ziekte van Huntington en ALS, wat het een cruciaal doelwit voor medicijnen maakt.
Omdat leeftijd een belangrijke risicofactor is voor verschillende neurodegeneratieve aandoeningen, is het van groot belang om de impact van HBOT op de neurobiologie van het verouderingsproces te onderzoeken. Uit onderzoek is gebleken dat HBOT leeftijdsgebonden cognitieve tekorten bij gezonde ouderen kan verbeteren.Bovendien vertoonden oudere patiënten met aanzienlijke geheugenstoornissen cognitieve verbeteringen en een toegenomen cerebrale bloeddoorstroming na blootstelling aan HBOT.
1. Impact van HBOT op ontsteking en oxidatieve stress
HBOT heeft aangetoond neuro-inflammatie te kunnen verlichten bij patiënten met ernstige hersenstoornissen. Het bezit het vermogen om pro-inflammatoire cytokinen (zoals IL-1β, IL-12, TNFα en IFNγ) te downreguleren en tegelijkertijd anti-inflammatoire cytokinen (zoals IL-10) te upreguleren. Sommige onderzoekers veronderstellen dat reactieve zuurstofspecies (ROS) die door HBOT worden gegenereerd, verschillende gunstige effecten van de therapie mediëren. Naast de drukafhankelijke belverminderende werking en het bereiken van een hoge zuurstofsaturatie in weefsel, zijn de positieve resultaten van HBOT dus deels afhankelijk van de fysiologische rol van de geproduceerde ROS.
2. Effecten van HBOT op apoptose en neuroprotectie
Onderzoek heeft aangetoond dat HBOT de fosforylering van p38 mitogeen-geactiveerde proteïnekinase (MAPK) in de hippocampus kan verminderen, wat vervolgens de cognitie verbetert en de schade aan de hippocampus vermindert. Zowel HBOT alleen als in combinatie met Ginkgo biloba-extract blijken de expressie van Bax en de activiteit van caspase-9/3 te verlagen, wat resulteert in een lagere apoptosesnelheid in knaagdiermodellen geïnduceerd door aβ25-35. Bovendien toonde een andere studie aan dat HBOT-preconditionering tolerantie tegen cerebrale ischemie induceerde, met mechanismen die verband houden met verhoogde SIRT1-expressie, naast verhoogde B-cellymfoom 2 (Bcl-2)-niveaus en verlaagde actieve caspase-3, wat de neuroprotectieve en anti-apoptotische eigenschappen van HBOT onderstreept.
3. Invloed van HBOT op de bloedsomloop enNeurogenese
Blootstelling van proefpersonen aan HBOT is in verband gebracht met meerdere effecten op het craniale vaatstelsel, waaronder een verbeterde permeabiliteit van de bloed-hersenbarrière, het bevorderen van angiogenese en het verminderen van oedeem. Naast het verhogen van de zuurstoftoevoer naar weefsels, zorgt HBOT voor een betere zuurstofvoorziening.bevordert de vasculaire vormingdoor het activeren van transcriptiefactoren zoals vasculaire endotheliale groeifactor en door het stimuleren van de proliferatie van neurale stamcellen.
4. Epigenetische effecten van HBOT
Uit onderzoek is gebleken dat blootstelling van menselijke microvasculaire endotheelcellen (HMEC-1) aan hyperbare zuurstof een significante invloed heeft op de regulatie van 8.101 genen, waaronder zowel een verhoogde als verlaagde expressie. Dit wijst op een toename van de genexpressie die verband houdt met antioxidatieve responspaden.
Conclusie
Het gebruik van HBOT heeft in de loop der tijd aanzienlijke vooruitgang geboekt en de beschikbaarheid, betrouwbaarheid en veiligheid ervan in de klinische praktijk bewezen. Hoewel HBOT is onderzocht als off-label behandeling voor neurodegeneratieve aandoeningen en er onderzoek naar is gedaan, blijft er een dringende behoefte aan grondig onderzoek om de HBOT-praktijken bij de behandeling van deze aandoeningen te standaardiseren. Verder onderzoek is essentieel om de optimale behandelfrequenties te bepalen en de mate van gunstige effecten voor patiënten te beoordelen.
Samenvattend kan gesteld worden dat het raakvlak tussen hyperbare zuurstof en neurodegeneratieve ziekten een veelbelovende ontwikkeling vormt qua therapeutische mogelijkheden. Het is daarom belangrijk om dit verder te onderzoeken en te valideren in klinische settings.
Geplaatst op: 16 mei 2025