Вступ
Гіпербарична оксигенотерапія (ГБОТ) – це медичний метод лікування, при якому людина дихає майже 100% киснем всередині барокамери (зазвичай при тиску в 1,5–3 рази вищому за нормальний атмосферний). Це збільшує кількість розчиненого кисню в крові та тканинах (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). ГБОТ має затверджені застосування (наприклад, лікування отруєння чадним газом або загоєння ран) та експериментальні застосування при очних захворюваннях, але її вплив на глаукому (захворювання зорового нерва) не є добре вивченим. Глаукома включає прогресуючу втрату ретинальних гангліозних клітин (нервових клітин у задній частині ока) та їхніх аксонів, часто пов'язану з високим внутрішньоочним тиском або поганим кровотоком (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Теоретично, підвищення рівня кисню в сітківці та головці зорового нерва може допомогти клітинам вижити в умовах стресу, але надлишок кисню також може завдати шкоди. Ця стаття досліджує, як ГБОТ змінює рівень кисню в оці, кровотік та клітинний метаболізм, і що це може означати для глаукоми – зважуючи потенційні переваги та ризики.
ГБОТ та кисень в оці
Сітківка (нервовий шар, що вистилає задню частину ока) надзвичайно метаболічно активна і потребує багато кисню (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). За нормальних умов внутрішня сітківка (включаючи гангліозні клітини) отримує кисень з дрібних сітківкових артерій, тоді як зовнішня сітківка (фоторецептори) отримує його з хоріоїдеї (щільний шар кровоносних судин під сітківкою). Коли людина проходить ГБОТ, повітря, яким вона дихає, має дуже високий парціальний тиск кисню. Це різко збільшує кількість кисню, що переноситься кров'ю та розчиняється в рідинах ока (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Наприклад, ГБОТ може насичувати склоподібне тіло (всередині ока) і навіть замінювати азот киснем, так що рівень кисню в оці залишається підвищеним протягом годин (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). В одному огляді зазначається, що «було помічено, що рівень кисню в тканинах залишається високим до 4 годин після терапії» (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Фактично, око має надзвичайно великий запас кисню.
Для глаукоми вищий рівень кисню в головці зорового нерва та сітківці може впливати на виживання клітин. У багатому киснем середовищі клітини можуть виробляти більше енергії (АТФ) за допомогою своїх мітохондрій і чинити опір пошкодженню від низького вмісту кисню. На тваринних моделях було показано, що ГБОТ захищає пошкоджені нейрони сітківки від програмованої загибелі клітин (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Посилюючи дифузію кисню з хоріоїдеї в глибокі шари сітківки, ГБОТ може особливо допомогти регіонам, що страждають від поганого кровотоку (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Однак ці ідеї є теоретичними для глаукоми. Типова мета полягає в тому, що додатковий кисень може «врятувати» стресовані гангліозні клітини. При цьому кисень також реагує в тканинах: високий рівень кисню може генерувати активні форми кисню (АФК), які можуть пошкодити клітини, якщо їх надто багато. Таким чином, ГБОТ в оці є балансом – вона може полегшити гіпоксію, але також несе ризик окисного пошкодження (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov).
Біоенергетика гангліозних клітин сітківки та гіпероксія
Гангліозні клітини сітківки (ГКС) — це нейрони з високими енергетичними потребами. Вони покладаються на свої мітохондрії для здійснення окисного фосфорилювання (використання кисню для синтезу АТФ). При нормальному рівні кисню мітохондрії в ГКС генерують більшу частину необхідної клітинної енергії. Якщо кисню мало (гіпоксія), клітини повинні переключитися на менш ефективні процеси (гліколіз) і можуть страждати від нестачі енергії (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). При глаукомі одним з факторів, що призводять до пошкодження ГКС, вважається недостатнє постачання кисню (через високий внутрішньоочний тиск або судинну дисрегуляцію), що спричиняє хронічний стрес через низький вміст кисню (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Дослідження експериментальної глаукоми показують, що ГКС виявляють ознаки гіпоксії (низького вмісту кисню) та енергетичного дефіциту до їх загибелі (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov).
Дихання високим киснем під час ГБОТ може підвищити енергопостачання клітин: за наявності більшої кількості кисню мітохондрії можуть виробляти більше АТФ і підтримувати нормальний аксонний транспорт (процес, який ГКС використовують для переміщення матеріалів по своїх довгих волокнах). Допомагаючи ГКС задовольняти їхні енергетичні потреби, гіпероксія теоретично може уповільнити шляхи гліального стресу. Дійсно, повідомлялося, що ГБОТ покращує виживання гангліозних клітин сітківки в тваринних моделях пошкодження зорового нерва (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). На практиці, більше кисню може означати кращий клітинний метаболізм. Наприклад, додатковий кисень після гострої блокади сітківкових артерій відновлював кисневий метаболізм у дослідженнях на тваринах (pmc.ncbi.nlm.nih.gov).
Однак, є і зворотний бік. Мітохондрії також виробляють активні форми кисню як побічний продукт виробництва енергії. Надлишок кисню може збільшити утворення АФК (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Занадто багато АФК може пошкодити мітохондріальну ДНК та білки, що призведе до окисного стресу. При глаукомі окисне пошкодження вже підозрюється як таке, що шкодить як клітинам трабекулярної сітки (дренажної системи ока), так і ГКС (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Таким чином, ГБОТ, ймовірно, може посилити цей стрес у схильних до цього очей. Один огляд застерігає, що «ГБОТ піддає око підвищеній концентрації кисню та ризику окисного пошкодження», особливо якщо кисень досягає передньої частини ока (pmc.ncbi.nlm.nih.gov).
Підсумовуючи, з біоенергетичної точки зору ГБОТ може забезпечити ГКС більшою кількістю кисню для вироблення енергії (потенційна користь), але також може підвищити окисний стрес (потенційний ризик) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Кінцевий ефект, ймовірно, залежить від індивідуального балансу потреби в кисні та антиоксидантного захисту.
Вплив на кровотік та вазоконстрикцію
Основною реакцією кровоносних судин на високий рівень кисню є вазоконстрикція (звуження судин). Коли сітківкові артерії відчувають підвищений кисень, вони, як правило, звужуються. Це нормальний авторегуляторний механізм: якщо потрібно менше кровотоку (оскільки кисню достатньо), судини звужуються. Дослідження показали, що дихання чистим киснем призводить до зменшення кровотоку в сітківці (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Наприклад, один звіт виявив, що «в перші 10 хвилин після початку ГБОТ спостерігається значне зменшення кровотоку» в сітківковій циркуляції (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Невдовзі після закінчення ГБОТ судини повторно розширюються (часто через сплеск оксиду азоту), і кровотік повертається до норми (pmc.ncbi.nlm.nih.gov).
Як це може вплинути на глаукому? З одного боку, знижений кровотік може означати менше свіжої крові, що надходить до сітківки та зорового нерва (потенційне занепокоєння). З іншого боку, оскільки кров тепер насичена більшою кількістю кисню, загальна доставка кисню все одно може покращитися. Дійсно, дослідження на моделях ішемічної сітківки показують, що, незважаючи на вазоконстрикцію, доставка кисню (DO₂) і навіть метаболізм (MO₂) можуть відновитися під час гіпероксії (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Наприклад, у щурів із заблокованими сонними артеріями (що зменшує кровопостачання ока) короткочасний сплеск 100% кисню відновив внутрішній метаболізм сітківки майже до нормального рівня (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov).
Хоріоідея (товстий судинний шар під сітківкою) поводиться по-різному в умовах гіпероксії. На відміну від судин сітківки, хоріоідея не має сильної кисневої авторегуляції (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Високий рівень кисню не викликає сильного звуження судин хоріоідеї. Насправді, хоріоїдальна кров продовжує забезпечувати стабільний потік кисню. Під час ГБОТ додатковий кисень розчиняється в хоріоїдальній крові, підвищуючи рівень кисню, який може дифундувати в сітківку (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Практично, сітківка може отримувати більше кисню з хоріоідеї, коли судини сітківки звужуються. Одне дослідження зазначає, що збільшення кисню в недоперфузованих ділянках сітківки (завдяки дифузії з хоріоідеї) може покращити здоров'я сітківки, тоді як супутня вазоконстрикція сітківки допомагає запобігти витоку рідини та набрякам (pmc.ncbi.nlm.nih.gov).
Загалом, вазоконстрикторний ефект ГБОТ на око може зменшити кровотік, але одночасно доставити більше кисню на одиницю крові. Чистий вплив на пацієнтів з глаукомою не є повністю відомим. З одного боку, менший кровотік може бути проблематичним, якщо перфузія вже була на межі. З іншого боку, зменшений кровотік може зменшити набряк, а додатковий кисень може задовольнити метаболічні потреби. Ступінь перфузійного тиску також є ключовим: якщо внутрішньоочний тиск при глаукомі високий, навіть невелике зниження кровотоку може загрожувати ішемією. Ці фактори необхідно ретельно зважити.
Внутрішньоочний тиск та трансламінарний градієнт
Внутрішньоочний тиск (ВОТ) – це тиск рідини всередині ока. Оскільки ризик глаукоми тісно пов'язаний з ВОТ, закономірно виникає питання: чи змінює ГБОТ ВОТ? Людське дослідження виміряло ВОТ під час ГБОТ при 2,5 атмосферах. Результат: ВОТ трохи знизився під час лікування, а потім повернувся до норми (www.researchgate.net). В середньому тиск знизився приблизно на 2 мм рт. ст. у пацієнтів, які дихали 100% киснем при 2,5 АТА (www.researchgate.net). Ця зміна була статистично значущою, але невеликою. У здорових очах таке незначне зниження не має клінічного значення (www.researchgate.net). Про різкі стрибки тиску не повідомлялося. На практиці рутинна ГБОТ не відома тим, що підвищує ВОТ. Насправді, дихання киснем (навіть при нормальному тиску) має тенденцію знижувати ВОТ у багатьох дослідженнях. Таким чином, ГБОТ, ймовірно, не погіршить ВОТ; вона може навіть тимчасово його полегшити.
Крім ВОТ, пошкодження при глаукомі також залежить від трансламінарного градієнта тиску – різниці між ВОТ (що тисне на головку зорового нерва назовні) та тиском за оком (зазвичай тиск цереброспінальної рідини в мозку). Якщо цей градієнт високий, більша механічна напруга прикладається до тонкої lamina cribrosa, де волокна зорового нерва виходять з ока. Гіпербаричні умови можуть змінювати цей градієнт складним чином. Наприклад, підвищення навколишнього тиску (як при ГБОТ) має тенденцію підвищувати тиск в усьому тілі. Це може підвищити венозний та внутрішньочерепний тиск. У нещодавньому дослідженні здорових людей при 2,4 АТА за допомогою візуалізації спостерігалося потовщення шарів сітківки та хоріоідеї, що, ймовірно, відображає підвищений внутрішньочерепний венозний тиск та знижений відтік (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Якщо внутрішньочерепний або орбітальний венозний тиск підвищується під час ГБОТ, тиск за оком може зрости. Тим часом сам ВОТ трохи знизився (www.researchgate.net). Таким чином, трансламінарний градієнт (ВОТ мінус тиск у мозку) насправді може зменшитися. Теоретично, менша різниця тиску через lamina cribrosa може полегшити механічний стрес на волокна зорового нерва.
Однак картина є нюансованою. Підвищений венозний/мозковий тиск також може викликати венозний застій у задній частині ока, як це спостерігалося в дослідженні (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Решітчаста пластинка (lamina cribrosa) — це ситоподібна структура, що підтримує нервові волокна. Якщо зовнішній тиск підвищується (кров'яний або спинномозковий), це може деформувати пластинку інакше, ніж високий ВОТ. Ми маємо мало прямих даних про те, як ГБОТ впливає на біомеханіку пластинки. Ймовірно, що ГБОТ може певним чином полегшити напругу пластинки (завдяки зменшеному градієнту), але вона також може викликати інші стреси (наприклад, підвищений венозний тиск на головку нерва). Доки не будуть проведені дослідження, вплив на глаукоматозне пошкодження від цього механізму залишається спекулятивним.
Потенційні переваги та ризики
Підсумовуючи, ГБОТ може мати як плюси, так і мінуси для глаукоми:
-
Можливі переваги: ГБОТ може покращити постачання кисню до гангліозних клітин сітківки та головки зорового нерва, потенційно підтримуючи їхній метаболізм при порушенні кровотоку (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). При таких очних захворюваннях, як гостра ішемія сітківки, ГБОТ відновлювала зорову функцію при своєчасному застосуванні (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). За аналогією, більша кількість кисню може уповільнити нейродегенерацію при глаукомі, зменшуючи хронічний гіпоксичний стрес. Тимчасове зниження ВОТ, що спостерігається при ГБОТ (www.researchgate.net), також може дещо полегшити навантаження на зоровий нерв. У здорових добровольців ГБОТ викликала лише м'які, тимчасові зміни в структурі ока, що свідчить про її фізіологічну переносимість (www.researchgate.net) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov).
-
Потенційні ризики: Додатковий кисень супроводжується окисним стресом. Огляди попереджають, що високий рівень кисню в куті ока може пошкодити трабекулярну сітку (тканину, що відводить внутрішньоочну рідину) і сприяти пошкодженню (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). На практиці окисний стрес від ГБОТ може погіршити глаукому у схильних осіб (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Інші задокументовані очні побічні ефекти ГБОТ (хоча й рідкісні) включають оборотну короткозорість (міопію) та зміни кришталика. Наприклад, у пацієнтів часто розвивається тимчасове зміщення зору в бік міопії після кількох сеансів, а тривала ГБОТ пов'язана з утворенням катаракти (www.researchgate.net). Дослідження дайвінгу 2025 року також виявило, що гіпербаричний вплив може потовщувати хоріоідею та внутрішню сітківку (pmc.ncbi.nlm.nih.gov), натякаючи на можливі зміни рідини, які можуть вплинути на зір. Всі методи лікування глаукоми слід застосовувати з обережністю. Насправді, експерти рекомендують обережність, якщо пацієнт з глаукомою потребує ГБОТ з інших причин – моніторинг повинен бути суворим (pmc.ncbi.nlm.nih.gov).
Потрібен збалансований підхід. З одного боку, ГБОТ теоретично могла б допомогти, коригуючи дефіцит кисню в зоровому нерві. З іншого боку, вона могла б додати окисного пошкодження або судинного стресу. Наразі відсутні надійні клінічні докази того, що ГБОТ лікує глаукому; її використання було б не за призначенням та експериментальним (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov). Зважаючи на відсутність остаточних досліджень, будь-яка користь залишається гіпотезою. Важливо, що якщо ГБОТ взагалі розглядається, до неї слід підходити обережно у пацієнтів з глаукомою, з ретельним моніторингом очей.
Висновок
Гіпербарична оксигенотерапія значно підвищує рівень кисню в оці, що може стимулювати метаболізм тканин, але також викликати зміни кровоносних судин та окисний стрес. Ці ефекти мають чіткі теоретичні наслідки для глаукоми: краще насичення киснем може підтримувати вироблення енергії гангліозними клітинами, але захист від окисного пошкодження та зменшення кровотоку є вирішальним. Високий навколишній тиск також може змінювати тиск рідини через головку зорового нерва (трансламінарний градієнт), потенційно зменшуючи механічне навантаження, але, можливо, викликаючи венозний застій. Підсумовуючи, вплив ГБОТ на глаукому є біологічно правдоподібним, але невизначеним. Він представляє собою суміш гіпотетичних переваг (покращена оксигенація нервів, невелике зниження тиску) та ризиків (окисне пошкодження, порушення дренажу, судинне напруження). Доки дослідження не прояснять цей баланс, ГБОТ не може бути рекомендована для лікування глаукоми. Будь-яке її розгляд вимагатиме ретельного зважування факторів, специфічних для пацієнта, та пильного моніторингу.