On the question of studying hyperoxic sanogenesis SARS-CoV-2-associated pneumonia

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

The article is devoted to the analysis of literature data on the use of hyperbaric oxygenation (HBO) in patients with COVID-19, complicated by the development of SARS-CoV-2-associated pneumonia to build a hypothesis about possible mechanisms of therapeutic action of hyperbaric oxygen (HBO2) in this pathology. The expediency of using «soft» (1.3–2.0 attacks, 40–60 min) HBO modes in SARS-CoV-2-associated pneumonia is substantiated. Several possible mechanisms of elimination of HBO2 violation of lung gas exchange function in SARS-CoV-2-associated pneumonia are considered. Firstly, hyperoxic stimulation of diaphragm contraction. Secondly, the inhibitory effect of HBO2 on the development of interstitial and alveolar edema in the lungs. Thirdly, elimination of HBO2 stimulating effect of thrombin and fibrinogen on contractility of pulmonary capillary endotheliocytes. Fourth, regulation of HBO2 metabolism of fibronectin, thromboplastin, von Willibrant factors, and platelet activation factor in the wall of pulmonary capillaries. As a result, its thrombogenic activity increases in this pathology.

About the authors

P. N. Savilov

Tambov Central District Hospital

Author for correspondence.
Email: p_savilov@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-0506-8939

Pokrovo-Prigorodnoye village

Russian Federation

References

  1. Guan W., Ni Z., Hu Yu., Liang W., Ou C., He J. Clinical characteristics of coronavirus disease 2019 in China // N. Engl. J. Med. 2020. Vol. 382, No. 18. Р. 1708–1720. PMID: 32109013 https://doi.org/10.1056/NEJMoa2002032.
  2. Глыбочко П.В., Фомин В.В., Моисеев С.В. Исходы у больных с тяжелым течением COVID-19, госпитализированных для респираторной поддержки в отделения реанимации и интенсивной терапии // Клиническая фармакология и терапия. 2020. № 3. С. 25–36. doi: 10.32756/0869-5490-2020-3-25-36. Glybochko P.V., Fomin V.V., Moiseev S.V. Iskhody u bol’nyh s tyazhelym techeniem COVID-19, gospitalizirovannyh dlya respiratornoj podderzhki v otdeleniya reanimacii i intensivnoj terapii // Klinicheskaya farmakologiya i terapiya. 2020. No. 3. S. 25–36.
  3. Joly B.S., Siguret V., Veyradier A. Understanding pathophysiology of hemostasis disorders in critically ill patients with COVID-19 // Intensive Care. 2020. Vol. 46, No. 8. P. 1603–1606. doi.org/10.1007/s00134-020-06088-1.
  4. Thibodeaux K., Speyrer Z., Raza A. Hyperbaric oxygen therapy in preventing mechanical ventilation in COVID-19 patients: a retrospective case series // Journal of Wound Care. 2020. Vol. 29, Suppl. 5a. P. S4–S8. https://doi.org/10.12968/jowc.2020.29.Sup5a.S4.
  5. Петриков С.С., Евсеев А.К., Левина О.А. Гипербарическая оксигенация в терапии пациентов c COVID // Общая реаниматология. 2020. Т. 16, № 6. С. 4–18. https://doi.org/10.15360/1813-9779-2020-6-4-18. Petrikov S.S., Evseev A.K., Levina O.A. Giperbaricheskaya oksigenaciya v terapii pacientov c COVID // Obshchaya reanimatologiya. 2020. T. 16, No. 6. S. 4–18 https://doi.org/10.15360/1813-9779-2020-6-4-18.
  6. Henry B.M., Lippi G. Poor survival with extracorporeal membrane oxygenation in acute respiratory distress syndrome (ARDS) due to coronavirus disease 2019 (COVID-19): a pooled analysis of early reports // Journal of Critical Care. 2020. Vol. 58. P. 27–28. https://doi.org/10.1016/j.jcrc.2020.03.011.
  7. Geier M.R., Geier D.A. Respiratory conditions in coronavirus disease 2019 (COVID-19): Important considerations regarding novel treatment strategies to reduce mortality // Med. Hypotheses. 2020. Vol. 140. 109760. Р. 1–5. doi: 10.1016/j.mehy.2020.109760.
  8. Kjellberg A., Rodriguez K., Wallberg Lindholm P. Efficacy and safety of hyperbaric oxygen for patients with COVID-19; rationale and protocol of the randomized controlled trial COVID-19-HBO2 // UHMS Evidence Review for HBO2 Treatment of COVID-19 ОWebinar Abstracts. 2020. Р. 2. file://Users/Downloads/ABSTRACTS_Covid-19_webinar_rev_6-17.pdf.
  9. Paganini M., Perozzo B.G., F.A.G. The role of hyperbaric oxygen treatment for COVID-19: a review // Advances in Experimental Medicine and Biology. New York: Springer, 2020. Vol. 1289. Р. 27–35. doi: 10.1007/5584_2020_568.
  10. Savilov P.N. On the possibility of using hyperbaric oxygenation in the treatment of SARS-CoV-2-infected patients // Danish Scientific Journal. 2020. Vol. 1, No. 36. P. 43–49.
  11. Леонов А.Н. Гипероксия. Адаптация. Саногенез. Воронеж: ВГМА, 2006. 190 с. Leonov A.N. Giperoksiya. Adaptaciya. Sanogenez. Voronezh: VGMA, 2006. 190 s.
  12. Zhong X., Tao X., Tang Y., Chen R. The outcomes of hyperbaric oxygen therapy to retrieve hypoxemia of severe novel coronavirus pneumonia: a first case report // Zhonghua Hanghai Yixue yu Gaoqiya Yixue Zazhi. 2020. https://doi.org/10.3760/cma.j.issn.1009-6906.2020.0001.
  13. Jain K.K. Textbook of Hyperbaric Medicine Cham. Springer, 2016. 640 p. ISBN 978-3-319-47138-9.
  14. Savilov P.N. Hyperbaric oxygen is a natural universal adaptogen // Danish Scientific Journal. 2020. Vol. 38, No. 1. P. 40–47.
  15. Гринцова А.А., Ладария Е.Г., Боева И.А. Применение гипербарической оксигенации в комплексной терапии пациентов с профессиональным ХОЗЛ // Университетская клиника (Донецк). 2015. Т. 11, № 2. С. 52–54. Grincova A.A., Ladariya E.G., Boeva I.A. Primenenie giperbaricheskoj oksigenacii v kompleksnoj terapii pacientov s professional’nym HOZL // Universitetskaya klinika (Doneck). 2015. T. 11, № 2. S. 52–54
  16. Забозлаев Ф.Г., Кравченко Э.В., Галлямова А.Р., Летуновский Н.Н. Патологическая анатомия легких при новой коронавирусной инфекции (COVID-19) Предварительный анализ аутопсийных исследований // Клиническая практика. 2020. Т. 11, № 2. С. 60–75. Zabozlaev F.G., Kravchenko E.V., Gallyamova A.R., Letunovskij N.N. Patologicheskaya anatomiya lyogkih pri novoj koronavirusnoj infekcii (COVID-19). Predvaritel’nyj analiz autopsijnyh issledovanij // Klinicheskaya praktika. 2020. T. 11, № 2. S. 60–75
  17. Hyperbaric Versus Normobaric Oxygen Therapy for COVID-19 Patient. https://clinicaltrials.gov/ct2/show/NCT04500626100Available.
  18. Hyperbaric Oxygen as an Adjuvant Treatment for Patients with COVID-19 Severe Hypoxemia. Available at: https://clinicaltrials.gov/ct2/show/NCT04477954.
  19. Kjellberg A., Douglas J., Pavlik M.T. et al. A randomized, controlled, open, multicenter clinical trial to study the safety and efficacy of hyperbaric oxygen to prevent admission to the intensive care unit, morbidity, and mortality in adult patients with COVID-19 // BMJ. 2020. Vol. 11, No. 7. P. 1–9. e046738. doi: 10.1136/BMJ open-2020-046738.
  20. Savilov P. Forms of Adaptation to Hyperoxia // Norwegian Journal of development of the international Science. 2021. Vol. 55, No. 1. P. 26–32. doi: 10.24412/3453-9875-2021-55-1-26-32.
  21. Левина О.A., Евсеев А.K., Шабанов А.K. Безопасность гипербарической оксигенации при лечении COVID-19 // Журнал им. Н. В. Склифосовского «Неотложная медицинская помощь». 2020. Т. 9, № 3. С. 14–19. https://doi.org/10.23934/2223-9022-2020-9-3-314-320. Levina O.A., Evseev A.K., Shabanov A.K. Bezopasnost’ giperbaricheskoj oksigenacii pri lechenii COVID-19 // Zhurnal im. N. V. Sklifosovskogo «Neotlozhnaya medicinskaya pomoshch’». 2020. Tom 9, № 3. S. 14–19 https://doi.org/10.23934/2223-9022-2020-9-3-314-320.
  22. Ефремова О.Ю., Зайцев А.А., Золотухин О.В., Костина Н.Э. Опыт применения гипербарической оксигенации у кислородзависимых пациентов с тяжелыми формами коронавирусной инфекции // Сборник трудов XXX Национального конгресса по болезням органов дыхания с международным участием / под ред. А. Г. Чучалина. М., 2020. С. 113. Efremova O.Yu., Zajcev A.A., Zolotuhin O.V., Kostina N.E. Opyt primeneniya giperbaricheskoj oksigenacii u kislorodzavisimyh pacientov s tyazhelymi formami koronavirusnoj infekcii // Sbornik trudov XXX Nacional’nogo kongressa po boleznyam organov dyhaniya s mezhdunarodnym uchastiem / pod redakciej A.G. Chuchalina. M., 2020. S. 113
  23. Самойлов А.С., Удалов Ю.Д., Шеянов М.В. Опыт применения гипербарической оксигенотерапии с использованием портативных барокамер для лечения пациентов с новой коронавирусной инфекцией COVID-19 // Биомедицина. 2020. Т. 16, № 2. С. 39–46. https://doi.org/10.33647/2074-5982-16-2-39-46. Samojlov A.S., Udalov Yu.D., Sheyanov M.V. Opyt primeneniya giperbaricheskoj oksigenoterapii s ispol’zovaniem portativnyh barokamer dlya lecheniya pacientov s novoj koronavirusnoj infekciej COVID-19 // Biomedicina. 2020. T. 16, № 2. S. 39–46
  24. Guo D., Pan S.S., Wang M.M., Guo Y. Hyperbaric oxygen therapy may be effective to improve hypoxemia in patients with severe COVID-2019 pneumonia: two case reports // Undersea hyperbaric medicine. 2020. Vol. 47, No. 2. P. 181–187. PMID: 32574433.
  25. Gorenstein S.A., Castellano M.L., Slone E.S. Hyperbaric oxygen therapy for COVID-19 patients with respiratory distress: treated cases versus propensity-matched controls // Undersea hyperbaric medicine. 2020. Vol. 47, No. 3. P. 405–413.
  26. Safety and Efficacy of Hyperbaric Oxygen for ARDS in Patients with COVID19. Available at: https://clinicaltrials.gov/ct2/show/NCT04327505 [Accessed Jul 15, 2020].
  27. Hyperbaric Oxygen Therapy Effect in COVID19 RCT (HBOTCOVID19). Available at: https://clinicaltrials.gov/ct2/show/NCT04358926 [Accessed Jul 15, 2020].
  28. Трясучев А.В., Нестеров Ю.В. Влияние гипероксического воздействия и гипоксии на стабильность альвеолярной поверхности легких разновозрастных крыс // Материалы III Международной заочной конференции «Человек и животные». Астрахань, 2014. С. 98–99. [Tryasuchyov A.V., Nesterov Yu.V. Vliyanie giperoksicheskogo vozdejstviya i gipoksii na stabil’nost’ al’veolyarnoj poverhnosti lyogkih raznovozrastnyh krys // Materialy III Mezhdunarodnoj zaochnoj konferencii «Chelovek i zhivotnye». Astrahan’, 2014. S. 98–99
  29. Кошелев П.И., Глухов А., Соколов Д.А. Патоморфологическая характеристика легких при абсцедирующей пневмонии и воздействии гипербарической оксигенации // Журнал анатомии и гистологии. 2017. Т. 6, № 1. С. 43–50. doi: 10/18499/2225-7375-2017-6-1-43-50. Koshelev P.I., Gluhov A., Sokolov D.A. Patomorfologicheskaya harakteristika lyogkih pri abscediruyushchej pnevmonii i vozdejstvii giperbaricheskoj oksigenacii // Zhurnal anatomii i gistologii. 2017. T. 6, № 1. S. 43–50
  30. Яковлев Н.В., Савилов П.Н. Влияние гипероксической нагрузки на содержание малонового диальдегида в легочной ткани здорового организма // «Фізіологія, валеологія, медицина: сучасний стан та перспективи розвитку»: Тези доповідей Всеукраїнської науково-практичної інтернет-конференції (06 квітня 2021 р.). Харків: Вид-во НФаУ, 2021. C. 181–183. Yakovlev N.V., Savilov P.N. Vliyanie giperoksicheskoj nagruzki na soderzhanie malonovogo dial’degida v lyogochnoj tkani zdorovogo organizma // «Fіzіologіya, valeologіya, medicina: suchasnij stan ta perspektivi rozvitku»: Tezi dopovіdej Vseukraїns’koї naukovo-praktichnoї іnternet-konferencії (06 kvіtnya 2021 r.). Harkіv: Izd-vo NFaU, 2021. S. 181–183
  31. Handbook of Hyperbaric Medicine / ed. by D. Mathieu. Springer (Netherlands), 2006. 816 р.
  32. Cокуренко С.И., Петрова Е.А. Гипербарическая оксигенотерапия как метод иммунокоррекции при хронических обструктивных заболеваниях легких // Бюллетень гипербарической биологии и медицины. 1999. Т. 7, № 1–4. С. 99–101. Cokurenko S.I., Petrova E.A. Giperbaricheskaya oksigenoterapiya kak metod immunokorrekcii pri hronicheskih obstruktivnyh zabolevaniyah lyogkih // Byulleten’ giperbaricheskoj biologii i mediciny. 1999. T. 7, № 1–4. S. 99–101
  33. Полунина Г.И., Полунин В.И. Влияние ГБО на состояние больных туберкулезом пожилого возраста // Бюллетень гипербарической биологии и медицины. 1999. Т. 7, № 1–4. С. 101–102. Polunina G.I., Polunin V.I. Vliyanie GBO na sostoyanie bol’nyh tuberkulyozom pozhilogo vozrasta // Byulleten’ giperbaricheskoj biologii i medicine. 1999. T. 7, № 1–4. S. 101–102
  34. Гриппи М.А. Патофизиология легких / пер. с англ. Ю. М. Шапкайца под ред. Ю. В. Наточина. 2-е изд., испр. М.; СПб.: БИНОМ, Невский Диалект, 1999. 344 с. Grippi M.A. Patofiziologiya legkih / perevod s anglijskogo Yu. M. Shapkajca pod redakciej Yu. V. Natochina. 2-е izd., ispr. Moskva; Sankt-Peterburg: BINOM, Nevskij Dialekt, 1999. 344 s.
  35. Александрова Н.П., Исаев Г.Г., Голубева Е.В. Механизмы утомления дыхательных мышц при затрудненном дыхании // Тезисы докладов XVII съезда физиологов России. Ростов-на-Дону: БИОС РГУ, 1998. С. 128. Aleksandrova N.P., Isaev G.G., Golubeva E.V. Mekhanizmy utomleniya dyhatel’nyh myshc pri zatrudnyonnom dyhanii // Tezisy dokladov XVII s`ezda fiziologov Rossii. Rostov-na-Donu: BIOS RGU, 1998. S. 128.
  36. Кузник Б.И., Хавинсон В.Х., Линькова Н.С. COVID-19: влияние на иммунитет, систему гемостаза и возможные пути коррекции // Успехи физиологических наук. 2020. Т. 51, № 6. С. 51–63. doi: 10.31857/S030-117982-0040037. Kuznik B.I., Havinson V.H., Lin’kova N.S. COVID-19: vliyanie na immunitet, sistemu gemostaza i vozmozhnye puti korrekcii // Uspekhi fiziologicheskih nauk. 2020. T. 51, № 6. S. 51–63
  37. De la Rica R. Borges M., Gonzalez–Freire M. COVID-19: in the Eye of the Cytokine Storm // Frontiers in Immunology. 2020. No. 11. P. 558–598. doi: 10.3389/fimmu.2020. 558898.
  38. Rizzo P., Vieceli Dalla Sega F., Fortini F., Marracino L., C. Rapezzi, Ferrari R. COVID-19 in the heart and the lungs: could we ‘Notch’ the inflammatory storm? // Basic Research in Cardiology. 2020. Vol. 115, No. 3. Р. 31–40. doi: 10.1007/s00395-020-0791-5.
  39. Muralidharan V., Christophi C. Hyperbaric oxygen therapy and liver transplantation // HPB (Oxford). 2007. Vol. 9, No. 3. Р. 174–182. doi: 10.1080/13651820601175926.
  40. Benkő R., Miklós Z., Ágoston V.A. Hyperbaric oxygen therapy dampens inflammatory cytokine production and does not worsen the cardiac function and oxidative state of diabetic rats // Antioxidants (Basel). 2019. Vol. 8, No. 12. P. 607. PMID: 31801203. https://doi.org/10.3390/ antiox8120607.
  41. 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. Vol. 7, No. 36. Р. 1–13. PMID: 18005455. https://doi.org/10.1186/1471-2431-7-36.
  42. Antoniadou A., Antonakos N., Damoraki G. et al. Complex Immune Dysregulation in COVID-19 Patients with Severe Respiratory Failure // Cell Host Microbe. 2020. Vol. 27, No. 6. Р. 992–1000. e3. doi: 0.1016/j.chom.2020.04.009. PMID: 32320677.
  43. Голубев А.М., Мороз В.В., Мещеряков Г.Н., Лысенко Д.В. Патогенез и морфология острого повреждения легких // Общая реаниматология. 2005. Т. 1, № 5. С. 5–12. Golubev A.M., Moroz V.V., Meshcheryakov G.N., Lysenko D.V. Patogenez i morfologiya ostrogo povrezhdeniya lyogkih // Obshchaya reanimatologiya. 2005. T. 1, № 5. S. 5–12
  44. Крюков В.М., Шамраев В.И. Функциональные особенности натриевого насоса и сопряженных реакций при ишемии головного мозга в условиях гипербарической оксигенации // Механизмы гипербарической оксигенации / ред. А. Н. Леонов. Воронеж: Коммуна, 1986. С. 37–43. Kryukov V.M., Shamraev V.I. Funkcional’nye osobennosti natrievogo nasosa i sopryazhyonnyh reakcij pri ishemii golovnogo mozga v usloviyah giperbaricheskoj oksigenacii // Mekhanizmy giperbaricheskoj oksigenacii / red. A. N. Leonov. Voronezh: Kommuna, 1986. S. 37–43
  45. Савилов П.Н. Генетические механизмы гипероксического саногенеза // Бюллетень гипербарической биологии и медицины. 2007. Т. 15, № 1–4. С. 3–56. Savilov P.N. Geneticheskie mekhanizmy giperoksicheskogo sanogeneza // Byulleten’ giperbaricheskoj biologii i mediciny. 2007. T. 15, № 1–4. S. 3–56
  46. Пальцев М.А., Иванов А.А. Межклеточные взаимодействия. М.: Медицина, 1995. 224 c. Pal’cev M.A., Ivanov A.A. Mezhkletochnye vzaimodejstviya. M.: Medicina, 1995. 224 c.
  47. Savilov P. Hyperoxic sanogenesis of lung Gas exchange function in SARS-Co-2-associated pneumonia // Norwegian Journal of development of the International Science. 2021. Vol. 65, No. 1. P. 29–40. doi: 10.24412/3453-9875-2021-65-1-29-40.
  48. Zaugg H. Thromboplastic activity of human arterial walls and its interactions with the plasmatic coagulation system // J. Clin. Chem. аnd Clin. Biochem. 1980. Vol. 18. P. 545–549.
  49. Johnson U.L.H., Lyberg T., Galdel K.S., Prydz H. Platelets stimulate thromboplastin synthesis in human endothelial cells // Thromb. Haemost. 1983. Vol. 49. P. 69–72.
  50. Lyberg T. Intracellular signal mechanisms in the induction of thromboplastin synthesis // Hemostasis. 1984. Vol. 14. P. 393–399.
  51. Tore G., Rolf S. Plasma fibronectin contributes to fibronectin in Tissues // Acta Chir. Scand. 1985. Vol. 151. P. 143–149.
  52. Whatley R.E., Zimmerman G.A., Meityre T.M. et al. Production platelet-activating factor by endothelial cells // Seminars in Thrombosis and Hemostasis. 1987. Vol. 13. P. 445–453.
  53. Петрищев Н.Н. Тромборезистентность сосудов. СПб.: АНТ-М, 1994. 130 c. Petrishchev N.N. Tromborezistentnost’ sosudov. SPb.: ANT-M, 1994. 130 c.
  54. Groot P.G., Sixma J.J. Role of von Willebrand factor in the vessel wall // Seminars in Thrombosis and Hemostasis. 1987. Vol. 13, No. 4. P. 416–424.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c)


 


This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies