L’ossigenoterapia iperbarica (HBOT) è un trattamento che prevede la somministrazione di ossigeno al 100% in un ambiente pressurizzato al di sopra di 1,0 ATA (pressione atmosferica). La Undersea and Hyperbaric Medical Society (UHMS) la definisce come almeno 1,4 ATA, e i suoi effetti sono dose-dipendenti.
Le camere utilizzate si dividono in due grandi categorie.
Camera monoposto (monoplace): progettata per una sola persona, l’intera camera viene pressurizzata con ossigeno al 100%.
Camera multiplato (multiplace): può ospitare due o più persone contemporaneamente. La camera stessa viene pressurizzata con aria compressa e i pazienti inalano ossigeno al 100% tramite maschera, cappuccio o tubo endotracheale.
L’UHMS approva l’HBOT per 14 malattie o condizioni. In ambito oftalmologico, la categoria pertinente è ‘insufficienza arteriosa’, che include CRAO e ulcere refrattarie. Le altre indicazioni approvate sono:
Embolia gassosa o aerea
Intossicazione da monossido di carbonio
Mionecrosi clostridiale
Lesione da schiacciamento / sindrome compartimentale
Lembi e innesti cutanei con scarsa guarigione
Malattia da decompressione
Lesioni da radiazioni
Sordità improvvisa
Ascesso intracranico
Infezione necrotizzante dei tessuti molli
Osteomielite refrattaria
Anemia grave
Ustione acuta
L’uso per patologie oculari diverse da quelle sopra elencate è off-label.
La storia dell’HBOT è lunga. Nel 1662 Henshaw progettò la prima camera pressurizzata chiamata «Domicilium». Junod nel 1834 e Pravaz nel 1837 la svilupparono, e nel 1879 Fontaine introdusse una sala operatoria pressurizzata. Nel 1921 Cunningham costruì la camera più grande del mondo, smantellata nel 1937. Negli anni ‘30 la Marina degli Stati Uniti adottò l’HBOT per il trattamento della malattia da decompressione, e Boerema ne dimostrò l’utilità in esperimenti animali. L’organizzazione predecessore dell’UHMS fu fondata nel 1967.
QPer quali malattie oculari viene utilizzata l'ossigenoterapia iperbarica?
A
L’unica indicazione oftalmologica ufficialmente approvata dall’UHMS è l’occlusione dell’arteria centrale della retina (CRAO). Il suo utilizzo è stato riportato anche nella retinopatia diabetica, nell’occlusione venosa retinica, nella neuropatia ottica, nella scleromalacia e nelle infezioni oculari, ma tutte queste sono indicazioni off-label e la qualità delle prove è limitata.
Gli effetti fisiologici dell’HBOT sono dovuti a un meccanismo complesso incentrato sull’aumento della quantità di ossigeno disciolto nel plasma sotto pressione.
Aumento dell'apporto di ossigeno
Saturazione dell’emoglobina : Anche in condizioni normali, l’emoglobina è quasi completamente satura e il legame aggiuntivo di ossigeno è limitato.
Aumento dell’ossigeno disciolto nel plasma : Sotto pressione elevata (legge di Henry), la quantità di ossigeno disciolto nel plasma aumenta notevolmente, migliorando l’apporto di ossigeno ai tessuti.
Riduzione delle bolle : Sotto pressione elevata, la dimensione delle bolle diminuisce, consentendo all’ossigeno di raggiungere più facilmente i piccoli vasi sanguigni.
Effetti su vasi e cellule
Vasocostrizione : L’aumento del livello di ossigeno riduce la produzione di NO, causando vasocostrizione. Tuttavia, a causa dello stato iperossico, l’apporto di ossigeno tissutale viene mantenuto. Dopo la fine dell’HBOT si verifica una rapida vasodilatazione.
Potenziamento della funzione leucocitaria : Lo stato iperossico migliora la capacità battericida ossidativa dei leucociti.
Azione antibatterica : Sopprime la produzione di tossina clostridica. Sono stati riportati anche effetti sinergici con fluorochinoloni, amfotericina B e antibiotici aminoglicosidici.
È stato anche suggerito che l’aumento degli ossidanti potrebbe agire come messaggeri cellulari e contribuire alla proliferazione dei fibroblasti e alla promozione della guarigione. Per i meccanismi dettagliati, vedere la sezione «6. Meccanismi d’azione dettagliati».
La logica dell’HBOT per l’ARCR è l’aumento dell’apporto di ossigeno alla retina ischemica. Durante l’HBOT, si verifica una vasocostrizione reversibile nel sistema vascolare oculare, ma l’aumento dell’ossigeno plasmatico nella coriocapillare consente alla retina interna di mantenere un’adeguata ossigenazione grazie all’apporto di ossigeno dal lato coroidale. Studi animali hanno dimostrato che anche in presenza di occlusione dell’arteria retinica, la retina è sufficientemente ossigenata sotto HBOT. Una circolazione coroidale intatta è un prerequisito per il successo dell’HBOT.
Le evidenze cliniche dell’HBOT per l’ARCR sono presentate di seguito.
Disegno dello studio
Numero di casi
Risultati principali
Retrospettivo (2001)
35 pazienti HBOT vs 37 controlli
Miglioramento visivo nell’82% del gruppo HBOT, 29,7% nei controlli
Studio clinico (2000)
Iniziato 1 giorno dopo l’insorgenza dei sintomi
Nessuna differenza significativa
Revisione Cochrane
Integrazione di più studi
Evidenza incerta, necessario RCT
Le serie di casi retrospettive suggeriscono che l’HBOT apporta un modesto beneficio nell’ARCR, ma la revisione Cochrane sottolinea l’incertezza delle prove e richiede l’esecuzione di RCT di alta qualità1). Come protocollo Eye stroke, sono in corso sforzi per ridurre il tempo prima dell’HBOT installando fotocamere del fondo e OCT al pronto soccorso1).
Fattori predittivi di prognosi nell’OCRA:
Tempo dall’esordio dei sintomi: L’inizio entro poche ore è ottimale. Si ritiene che il danno irreversibile inizi 1,5 ore dopo l’ischemia retinica.
Macchia rosso-ciliegia: Può essere più utile del tempo trascorso per predire la prognosi.
Modifiche dello spessore maculare e DRIL (disruzione degli strati retinici interni): Utilizzati per la valutazione prognostica.
Circolo collaterale dell’arteria cilioretinica: La presenza è un fattore predittivo positivo.
QQuando dovrebbe essere iniziata la HBOT per l'OCRA?
A
L’inizio entro poche ore dall’esordio dei sintomi è considerato ottimale. Si ritiene che il danno irreversibile inizi 1,5 ore dopo l’ischemia retinica, e uno studio clinico iniziato un giorno dopo l’esordio dei sintomi non ha mostrato efficacia significativa1). La presenza o assenza della macchia rosso-ciliegia può essere più utile del tempo per predire la prognosi.
Basato sull’ipotesi che l’iperossia riduca l’espressione di VEGF e migliori la rottura della barriera emato-retinica (BRB). In un caso di edema maculare diabetico, 14 sessioni di HBOT in un mese hanno migliorato l’acuità visiva (destro 20/125 → 20/63, sinistro 20/320 → 20/160). In due studi clinici, il 68% ha migliorato di almeno 2 linee, con un miglioramento medio di 3,5 linee. Uno studio di coorte prospettico ha anche riportato che la HBOT ha un effetto di assottigliamento maculare.
Neuropatia ottica da radiazioni : Esistono rapporti contrastanti: si segnala un miglioramento quando il trattamento inizia entro 72 ore dall’esordio, mentre in caso di ritardo non si ottiene miglioramento.
NAION (neuropatia ottica ischemica anteriore non arteritica) : Lo studio controllato di Arnold et al. non ha mostrato efficacia, ma esistono casi clinici promettenti. L’HBOT potrebbe esercitare un effetto neuroprotettivo downregolando i geni correlati all’apoptosi2).
QL'HBOT è efficace nella neuropatia ottica ischemica anteriore non arteritica?
A
Studi controllati non hanno mostrato efficacia e attualmente non è un trattamento standard. Tuttavia, esiste l’ipotesi che l’HBOT possa avere un effetto neuroprotettivo downregolando i geni correlati all’apoptosi, e ci sono casi clinici promettenti2). Le evidenze sono contrastanti e sono necessarie ulteriori ricerche.
Scleromalacia / necrosi : L’HBOT è promettente per la necrosi sclerale da radiazioni beta o MMC (mitomicina C), con segnalazioni di aumento del flusso sanguigno episclerale e dello spessore sclerale.
Infezioni oculari (mucormicosi) : Esercita attività antifungina diretta aumentando la produzione di radicali liberi e potenzia l’effetto dell’amfotericina B.
Edema corneale / ischemia del segmento anteriore : Segnalato l’uso per l’ischemia del segmento anteriore associata ad anemia falciforme.
Glaucoma : Ci sono segnalazioni di miglioramento del campo visivo senza variazione della pressione intraoculare e altre di riduzione della pressione intraoculare.
Retinite pigmentosa : Segnalati miglioramenti dell’edema maculare, dell’acuità visiva e della risposta elettroretinografica.
Altro : Segnalazioni di uso per chirurgia del foro maculare, ambliopia tossica, uveite, teleangectasia paracentrale (PAMM) (miglioramento dell’acuità visiva dopo 14 sedute di HBOT), ecc.
Crampi da ossigeno : Effetto sul sistema nervoso centrale dovuto a iperossia. Prevenzione limitando la durata della seduta.
Anomalie dell’orecchio medio : Barotrauma dell’orecchio medio per disfunzione della tuba di Eustachio. Si verifica durante la compressione e decompressione.
Rottura polmonare : Complicanza da iperdistensione polmonare durante decompressione rapida.
Claustrofobia : Più frequente in camera monoposto.
Disfunzione polmonare temporanea : Può verificarsi con sedute lunghe e frequenti.
Complicanze oftalmologiche
Miopia iperossica : La più frequente. Progredisce di circa 0,25 D a settimana, causando un cambiamento dell’acuità visiva di una o più linee nel 60% dei pazienti. Spesso si risolve 3-6 settimane dopo la fine del trattamento.
Formazione di cataratta : Ossidazione delle proteine del cristallino dovuta alla produzione di specie reattive dell’ossigeno (ROS). Richiede attenzione in caso di trattamento prolungato.
Blefarospasmo : Considerato il segno più comune di tossicità da ossigeno.
Aumento della pressione intraoculare (occhio con gas intraoculare) : Controindicazione assoluta. Provoca grave aumento della pressione intraoculare.
La miopia iperossica è la complicanza oftalmica più comune nei pazienti sottoposti a HBOT.
Parametro
Descrizione
Frequenza
Circa il 60% dei pazienti presenta un cambiamento di una o più linee.
Velocità di progressione
Circa 0,25 D a settimana
Entità della miopizzazione
0,5–5,5 D a 2,5 ATA (Lyne, 1978)
Periodo di recupero
Generalmente 3–6 settimane (fino a 6–12 mesi)
Eccezione
Non si verifica negli occhi pseudofachici
Differenza del dispositivo
Minore miopizzazione nel gruppo con maschera oronasale
A 2,4 ATA, la miopizzazione media dopo 30 sedute è riportata come 0,95 D. Come meccanismo si ipotizzano modifiche delle proteine strutturali del cristallino e della distribuzione dell’acqua (vedere sezione «6. Meccanismo d’azione dettagliato»).
QL'ossigenoterapia iperbarica può ridurre la vista?
A
Può verificarsi miopia iperossica, causando un cambiamento della vista di una o più linee in circa il 60% dei pazienti. Spesso si risolve 3-6 settimane dopo la fine del trattamento. Tuttavia, non si verifica miopizzazione negli occhi pseudofachici (con lente artificiale). Inoltre, con trattamenti prolungati può formarsi una cataratta, che è un cambiamento irreversibile.
Secondo la legge di Henry, all’aumentare della pressione aumenta la quantità di ossigeno disciolto nel plasma. In condizioni normali, l’ossigeno disciolto nel plasma è minimo e il trasporto di ossigeno ai tessuti dipende quasi interamente dall’emoglobina. Tuttavia, l’inalazione di ossigeno al 100% sotto alta pressione aumenta notevolmente l’ossigeno disciolto nel plasma, consentendo un apporto di ossigeno tissutale indipendente dall’emoglobina.
Relazione paradossale tra vasocostrizione e apporto di ossigeno
L’aumento del livello di ossigeno riduce la produzione di NO (ossido nitrico) e provoca vasocostrizione. Normalmente, la vasocostrizione significa una riduzione dell’apporto di ossigeno ai tessuti, ma in HBOT l’ossigeno disciolto nel plasma è notevolmente aumentato, quindi nonostante la vasocostrizione, l’ossigenazione tissutale viene mantenuta e potenziata. Dopo la fine dell’HBOT, si verifica una rapida vasodilatazione.
Nella CRAO, l’apporto di ossigeno alla retina interna attraverso l’arteria centrale della retina è interrotto. Sotto HBOT, l’ossigeno plasmatico nella coriocapillare aumenta, favorendo la diffusione dell’ossigeno dallo strato esterno a quello interno. Pertanto, se la circolazione coroidale è intatta, è possibile l’apporto di ossigeno a tutti gli strati della retina. Una circolazione coroidale intatta è considerata un prerequisito per il successo dell’HBOT.
Si ritiene che le modifiche delle proteine strutturali (cristalline) e della distribuzione dell’acqua nel cristallino siano la causa principale della miopia. L’ambiente iperossico ossida le proteine del cristallino, modificandone il potere refrattivo. Negli occhi pseudofachici (con lente artificiale), questo cambiamento non si verifica perché il cristallino è assente.
L’HBOT potrebbe esercitare un effetto neuroprotettivo down-regolando l’espressione dei geni correlati all’apoptosi2). Questo meccanismo costituisce la base teorica per la ricerca sulla sua applicazione nelle neuropatie ottiche (come la neuropatia ottica ischemica anteriore non arteritica).
7. Ricerche recenti e prospettive future (rapporti in fase di ricerca)
Attualmente, le evidenze per l’HBOT nella CRAO provengono principalmente da studi retrospettivi e serie di casi; la revisione Cochrane sottolinea questa incertezza e richiede l’esecuzione di RCT1). Con la diffusione del protocollo Eye stroke, si stanno accelerando gli esami con fundus camera e OCT al pronto soccorso e riducendo i tempi per l’inizio dell’HBOT1).
Estensione delle indicazioni alla retinopatia diabetica e all’RVO
Si stanno accumulando piccoli studi che mostrano l’efficacia dell’HBOT nella retinopatia diabetica e nell’occlusione venosa retinica (RVO). In particolare, i meccanismi di soppressione dell’espressione del VEGF e di protezione della barriera emato-retinica (BRB) stanno attirando l’attenzione, e ci si aspetta una ricerca sull’effetto combinato con le terapie anti-VEGF esistenti.
Progrediscono studi meccanicistici che mostrano come l’HBOT eserciti un effetto neuroprotettivo downregolando i geni correlati all’apoptosi2). Ci si aspetta un accumulo di evidenze, in particolare per la NA-AION (neuropatia ottica ischemica anteriore non arteritica).
American Academy of Ophthalmology Preferred Practice Pattern Retina/Vitreous Committee. Retinal and Ophthalmic Artery Occlusions Preferred Practice Pattern. Ophthalmology. 2024.
Salvetat ML, Pellegrini F, Spadea L, et al. Non-Arteritic Anterior Ischemic Optic Neuropathy (NA-AION): A Comprehensive Overview. Vision. 2023;7:72.
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