Abstract
Introduction: Skin biopsies can be used to evaluate physiological effects of aging targeted intervention at the tissue/cellular levels. Recent clinical trials have shown that hyperbaric oxygen therapy (HBOT) can target aging hallmarks, including telomere shortening, senescent cells clearance and angiogenesis. The aim of this study was to evaluate the effects of HBOT on the skin of a normal, non-pathological, aging population. Methods: The study was performed as a prospective clinical trial. After signing informed consent and undergoing baseline evaluations, the subjects were assigned to a three-month control period followed by three months of HBOT daily sessions. Skin biopsies were taken at baseline, after three months of no intervention (control) and 1–2 weeks following the last HBOT session. Trichrome, Orecin, lipofuscin and CD31 staining were used to evaluate collagen fibers, elastic fibers, senescent cells and blood vessels, respectively. Results: Out of the cohort of 70 participants in the normal aging population study, thirteen male patients (age 68.07 ± 2.5y) gave consent for repeated skin biopsies. Following HBOT, there was a significant increase in collagen density (p < 0.001, effect size(es) = 1.10), elastic fiber length (p < 0.0001, es = 2.71) and the number of blood vessels (p = 0.02, es = 1.00). There was a significant decrease in fiber fragmentation (p = 0.012) and in tissue senescent cells (p = 0.03, es = 0.84) post-HBOT. No changes were noted in elastic fiber density or thickness. Conclusions: The study indicates, for the first time in humans, that HBOT can significantly modulate the pathophysiology of the skin aging in a healthy aging population. The demonstrated mechanisms include angiogenesis and senescent cell clearance.
Abstract aus Hachmo Y, Hadanny A, Mendelovic S, Hillman P, Shapira E, Landau G, Gattegno H, Zrachya A, Daniel-Kotovsky M, Catalogna M, Fishlev G, Lang E, Polak N, Doenyas K, Friedman M, Zemel Y, Bechor Y, Efrati S. The effect of hyperbaric oxygen therapy on the pathophysiology of skin aging: a prospective clinical trial. Aging (Albany NY). 2021 Nov 16;13(22):24500–24510.
Transfer in die Praxis von Dr. Evgenia Makrantonaki (Wildeshausen/Ulm)
Hintergrund
Die hyperbare Sauerstoffbehandlung (HBO2) ist eine Behandlungsform, bei der die Patienten unter Überdruckbedingungen ( = hyperbare Atmosphäre) medizinisch reinen Sauerstoff (Oxygenation) einatmen. Um einen therapeutischen Effekt zu erzielen, muss der Druck deutlich über dem normalen Umgebungsdruck liegen. Mithilfe einer Druckkammer wird der Außendruck auf das 1,5- bis 3-Fache des Normaldrucks erhöht. Dadurch wird physikalisch mehr Sauerstoff in den flüssigen Bestandteilen des Blutes gelöst. Die Menge verhält sich dabei proportional zum Umgebungsdruck und dem Sauerstoffanteil im Atemgas. Durch eine bessere Sauerstoffversorgung soll der Stoffwechsel in schlecht durchbluteten Geweben beschleunigt werden, um den Heilungsprozess anzutreiben. Bei einer Vielzahl von Krankheiten hat sich gezeigt, dass HBO2-Behandlungen eine vorteilhafte Wirkung auf ihre Prognose haben (siehe Tabelle 1) [1]. Dennoch bleibt die Wirksamkeit der hyperbaren Sauerstofftherapie teilweise umstritten, da die Studienlage noch nicht zufriedenstellend ist. Häufige Nebenwirkungen, wie zum Beispiel das Barotrauma, die Trommelfellperforation oder -ruptur, die Reizung der Atemwege, vorübergehende Sehstörungen und in seltenen Fällen Krämpfe, sind zu berücksichtigen.
Ergebnisse der Studie
In der klinisch prospektiven Studie von Hachmo et al. wurde erstmalig der Effekt von HBO2 auf die intrinsisch gealterte Haut dokumentiert. Siebzig ältere Probanden wurden einer dreimonatigen HBO2-Behandlung im Anschluss an eine dreimonatige Kontrollperiode unterzogen. Der primäre Endpunkt der Studie war es die kognitive Funktion zu messen und der sekundäre Endpunkt den Alterungszustand der Haut zu dokumentieren. Dafür gaben 13 männliche Patienten (Alter 68,07 ± 2,5 Jahre) ihr Einverständnis zu wiederholten Hautbiopsien aus der sonnengeschützten präaurikulären Region. Die Hautbiopsien wurden zu Studienbeginn nach 3 Monaten ohne Intervention (Kontrolle) und 1–2 Wochen nach der letzten HBO2-Sitzung entnommen. Ziel der Autoren war es festzustellen, in wieweit die HBO2-Behandlung typischen Alterungszeichen der intrinsischen Hautalterung entgegenwirkt.
Es ist bekannt, dass die intrinsische Hautalterung durch eine Reihe von typischen Merkmalen charakterisiert wird [2]. Unter anderen durch eine erhöhte Anzahl von seneszenten Zellen (Fibroblasten, Melanozyten), einen Verlust bzw. Abbau der Mikrozirkulation, eine Ausdünnung der Epidermis und der Dermis, eine verminderte Kollagenablagerung sowie eine Verkürzung und einen Abbau der elastischen Fasern [2]. Interessanterweise gab es nach der 3-monatigen HBO2-Behandlung einen signifikanten Anstieg der Kollagendichte (p < 0,001) und der elastischen Faserlänge (p < 0,0001). Darüber hinaus zeigte sich die Anzahl der Blutgefäße (p = 0,02) deutlich erhöht und es gab eine signifikante Abnahme der elastischen Faserfragmentierung (p = 0,012) und der Anzahl der seneszenten Gewebezellen (p = 0,03). Einschränkungen der Studie sind die begrenzte Stichprobengröße, das Fehlen einer separaten Placebogruppe und der makroskopisch klinischen Bewertung der Haut. Des Weiteren betreffen die Aussagen nur die intrinsisch gealterte Haut, während die Effekte auf sonnenexponierte Hautareale, wie z.B. das Gesicht – welches natürlich vom Alterungsphänotypen mehr beeinträchtigt wird, nicht dokumentiert wurden. Weitere genetische Faktoren, wie z.B. Biomarker der Hautalterung, wurden nicht untersucht. Darüber hinaus wurden mögliche Nebenwirkungen der Behandlung bei den Probanden nicht erwähnt.
Fazit für die Praxis
Zusammenfassend wurde durch diese Studie erstmalig gezeigt, dass HBO2 die pathophysiologischen Alterungszeichen der Haut modulieren kann. Unter anderen die Angiogenese und die Clearance von seneszenten Hautzellen. Dennoch birgt eine HBO2-Behandlung wie alle medizinischen Behandlungen hohe Kosten sowie potentielle Nebenwirkungen und Risiken.
Disclosure Statement
Die Autorin versichert, dass kein Interessenkonflikt in Bezug zu vorliegendem Wissenstransfer besteht.
