En el ámbito de la medicina moderna, los antibióticos han demostrado ser uno de los avances más significativos, reduciendo drásticamente la incidencia y las tasas de mortalidad asociadas con las infecciones microbianas. Su capacidad para alterar los resultados clínicos de las infecciones bacterianas ha prolongado la esperanza de vida de innumerables pacientes. Los antibióticos son fundamentales en procedimientos médicos complejos, como cirugías, implantes, trasplantes y quimioterapia. Sin embargo, la aparición de patógenos resistentes a los antibióticos ha sido una preocupación creciente, lo que disminuye la eficacia de estos fármacos con el tiempo. Se han documentado casos de resistencia a los antibióticos en todas las categorías de antibióticos a medida que se producen mutaciones microbianas. La presión selectiva ejercida por los antimicrobianos ha contribuido al aumento de cepas resistentes, lo que supone un desafío significativo para la salud mundial.
Para combatir el acuciante problema de la resistencia a los antimicrobianos, es fundamental implementar políticas eficaces de control de infecciones que reduzcan la propagación de patógenos resistentes, además de reducir el uso de antibióticos. Además, existe una necesidad apremiante de métodos de tratamiento alternativos. La terapia de oxígeno hiperbárico (TOHB) se ha convertido en una modalidad prometedora en este contexto, que consiste en la inhalación de oxígeno al 100 % a niveles específicos de presión durante un período determinado. Posicionada como tratamiento primario o complementario para las infecciones, la TOHB puede ofrecer nuevas esperanzas en el tratamiento de infecciones agudas causadas por patógenos resistentes a los antibióticos.
Esta terapia se aplica cada vez más como tratamiento primario o alternativo para diversas afecciones, como la inflamación, la intoxicación por monóxido de carbono, las heridas crónicas, las enfermedades isquémicas y las infecciones. Las aplicaciones clínicas de la TOHB en el tratamiento de infecciones son profundas y ofrecen ventajas invaluables a los pacientes.
Aplicaciones clínicas de la terapia de oxígeno hiperbárico en infecciones
La evidencia actual respalda contundentemente la aplicación de TOHB, tanto como tratamiento independiente como complementario, presentando beneficios significativos para los pacientes infectados. Durante la TOHB, la presión arterial de oxígeno puede elevarse hasta 2000 mmHg, y el alto gradiente de presión oxígeno-tisular resultante puede elevar los niveles de oxígeno tisular hasta 500 mmHg. Estos efectos son particularmente valiosos para promover la curación de las respuestas inflamatorias y las alteraciones microcirculatorias observadas en entornos isquémicos, así como para el manejo del síndrome compartimental.
La TOHB también puede influir en afecciones que dependen del sistema inmunitario. Las investigaciones indican que la TOHB puede suprimir los síndromes autoinmunes y las respuestas inmunitarias inducidas por antígenos, lo que ayuda a mantener la tolerancia del injerto al reducir la circulación de linfocitos y leucocitos, a la vez que modula la respuesta inmunitaria. Además, la TOHBapoya la curaciónEn lesiones cutáneas crónicas, estimula la angiogénesis, un proceso crucial para una mejor recuperación. Esta terapia también promueve la formación de la matriz de colágeno, una fase esencial en la cicatrización de heridas.
Se debe prestar especial atención a ciertas infecciones, en particular a las profundas y difíciles de tratar, como la fascitis necrosante, la osteomielitis, las infecciones crónicas de tejidos blandos y la endocarditis infecciosa. Una de las aplicaciones clínicas más comunes de la TOHB es la de las infecciones de piel y tejidos blandos y la osteomielitis asociadas con niveles bajos de oxígeno, a menudo causadas por bacterias anaerobias o resistentes.
1. Infecciones del pie diabético
pie diabéticoLas úlceras son una complicación frecuente en pacientes diabéticos, que afecta hasta al 25% de esta población. Las infecciones surgen con frecuencia en estas úlceras (representando entre el 40% y el 80% de los casos) y conllevan un aumento de la morbilidad y la mortalidad. Las infecciones del pie diabético (IPD) suelen consistir en infecciones polimicrobianas con diversos patógenos bacterianos anaerobios identificados. Diversos factores, como los defectos de la función de los fibroblastos, los problemas de formación de colágeno, los mecanismos inmunitarios celulares y la función fagocítica, pueden dificultar la cicatrización de heridas en pacientes diabéticos. Diversos estudios han identificado la oxigenación deficiente de la piel como un importante factor de riesgo de amputaciones relacionadas con las IPD.
Como una de las opciones actuales para el tratamiento de DFISe ha reportado que la TOHB mejora significativamente las tasas de cicatrización de las úlceras del pie diabético, reduciendo así la necesidad de amputaciones e intervenciones quirúrgicas complejas. No solo minimiza la necesidad de procedimientos que requieren muchos recursos, como cirugías de colgajo e injertos de piel, sino que también presenta menores costos y efectos secundarios mínimos en comparación con las opciones quirúrgicas. Un estudio de Chen et al. demostró que más de 10 sesiones de TOHB produjeron una mejora del 78,3 % en las tasas de cicatrización de heridas en pacientes diabéticos.
2. Infecciones necrosantes de tejidos blandos
Las infecciones necrosantes de tejidos blandos (INTB) suelen ser polimicrobianas, generalmente derivadas de una combinación de patógenos bacterianos aeróbicos y anaeróbicos, y suelen estar asociadas con la producción de gas. Si bien las INTB son relativamente poco frecuentes, presentan una alta tasa de mortalidad debido a su rápida progresión. El diagnóstico y el tratamiento oportunos y adecuados son clave para lograr resultados favorables, y la TOHB se ha recomendado como método complementario para el manejo de las INTB. Si bien existe controversia en torno al uso de la TOHB en las INTB debido a la falta de estudios prospectivos controlados,La evidencia sugiere que puede estar correlacionada con mejores tasas de supervivencia y preservación de órganos en pacientes con NSTI.Un estudio retrospectivo indicó una reducción significativa en las tasas de mortalidad entre pacientes con NSTI que recibieron HBOT.
1.3 Infecciones del sitio quirúrgico
Las ISS se pueden clasificar según la localización anatómica de la infección y pueden provenir de diversos patógenos, incluyendo bacterias tanto aeróbicas como anaeróbicas. A pesar de los avances en el control de infecciones, como las técnicas de esterilización, el uso de antibióticos profilácticos y las mejoras en las prácticas quirúrgicas, las ISS siguen siendo una complicación persistente.
Una importante revisión ha investigado la eficacia de la TOHB en la prevención de ISS profundas en la cirugía de escoliosis neuromuscular. La TOHB preoperatoria puede reducir significativamente la incidencia de ISS y facilitar la cicatrización de heridas. Esta terapia no invasiva crea un entorno donde los niveles de oxígeno en los tejidos de la herida se elevan, lo que se ha asociado con la acción oxidativa destructora contra patógenos. Además, aborda los niveles bajos de sangre y oxígeno que contribuyen al desarrollo de ISS. Más allá de otras estrategias de control de infecciones, la TOHB se ha recomendado especialmente para cirugías limpias-contaminadas, como los procedimientos colorrectales.
1.4 Quemaduras
Las quemaduras son lesiones causadas por calor extremo, corriente eléctrica, sustancias químicas o radiación, y pueden presentar altas tasas de morbilidad y mortalidad. La TOHB es beneficiosa en el tratamiento de quemaduras al aumentar los niveles de oxígeno en los tejidos dañados. Si bien los estudios en animales y clínicos presentan resultados contradictorios con respecto a...La eficacia de HBOT en el tratamiento de quemadurasUn estudio con 125 pacientes con quemaduras indicó que la TOHB no tuvo un impacto significativo en las tasas de mortalidad ni en el número de cirugías realizadas, pero sí redujo el tiempo promedio de cicatrización (19,7 días en comparación con 43,8 días). La integración de la TOHB con el manejo integral de quemaduras podría controlar eficazmente la sepsis en pacientes con quemaduras, lo que resulta en tiempos de cicatrización más cortos y una menor necesidad de líquidos. Sin embargo, se requiere investigación prospectiva más exhaustiva para confirmar el papel de la TOHB en el manejo de quemaduras extensas.
1.5 Osteomielitis
La osteomielitis es una infección del hueso o la médula ósea, a menudo causada por patógenos bacterianos. Su tratamiento puede ser complejo debido al suministro de sangre relativamente deficiente a los huesos y a la limitada penetración de antibióticos en la médula ósea. La osteomielitis crónica se caracteriza por la persistencia de patógenos, inflamación leve y formación de tejido óseo necrótico. La osteomielitis refractaria se refiere a infecciones óseas crónicas que persisten o recurren a pesar del tratamiento adecuado.
Se ha demostrado que la TOHB mejora significativamente los niveles de oxígeno en los tejidos óseos infectados. Numerosas series de casos y estudios de cohorte indican que la TOHB mejora los resultados clínicos en pacientes con osteomielitis. Parece actuar mediante diversos mecanismos, como el aumento de la actividad metabólica, la supresión de patógenos bacterianos, la potenciación de los efectos antibióticos, la minimización de la inflamación y la promoción de la cicatrización.procesos. Después de TOHB, entre el 60% y el 85% de los pacientes con osteomielitis crónica refractaria muestran signos de supresión de la infección.
1.6 Infecciones por hongos
A nivel mundial, más de tres millones de personas padecen infecciones fúngicas crónicas o invasivas, lo que provoca más de 600.000 muertes al año. Los resultados del tratamiento de las infecciones fúngicas suelen verse comprometidos debido a factores como la alteración del estado inmunitario, las enfermedades subyacentes y las características de virulencia de los patógenos. La TOHB se está convirtiendo en una opción terapéutica atractiva para las infecciones fúngicas graves gracias a su seguridad y su naturaleza no invasiva. Los estudios indican que la TOHB podría ser eficaz contra patógenos fúngicos como Aspergillus y Mycobacterium tuberculosis.
La TOHB promueve los efectos antifúngicos al inhibir la formación de biopelículas de Aspergillus, con una mayor eficacia observada en cepas que carecen de genes de superóxido dismutasa (SOD). Las condiciones de hipoxia durante las infecciones fúngicas dificultan la administración de fármacos antifúngicos, lo que convierte el aumento de los niveles de oxígeno que proporciona la TOHB en una intervención potencialmente beneficiosa, aunque se justifica la investigación adicional.
Las propiedades antimicrobianas de HBOT
El ambiente hiperóxico creado por la TOHB inicia cambios fisiológicos y bioquímicos que estimulan las propiedades antibacterianas, lo que la convierte en una terapia complementaria eficaz contra las infecciones. La TOHB demuestra efectos notables contra bacterias aeróbicas y, predominantemente, anaeróbicas mediante mecanismos como la actividad bactericida directa, la potenciación de la respuesta inmunitaria y los efectos sinérgicos con agentes antimicrobianos específicos.
2.1 Efectos antibacterianos directos de la HBOT
El efecto antibacteriano directo de la HBOT se atribuye en gran medida a la generación de especies reactivas de oxígeno (ROS), que incluyen aniones superóxido, peróxido de hidrógeno, radicales hidroxilo e iones hidroxilo, todos los cuales surgen durante el metabolismo celular.
La interacción entre el O₂ y los componentes celulares es esencial para comprender cómo se forman las ROS en las células. Bajo ciertas condiciones conocidas como estrés oxidativo, se altera el equilibrio entre la formación y la degradación de ROS, lo que provoca niveles elevados de ROS en las células. La producción de superóxido (O₂⁻) es catalizada por la superóxido dismutasa, que posteriormente convierte el O₂⁻ en peróxido de hidrógeno (H₂O₂). Esta conversión se amplifica aún más por la reacción de Fenton, que oxida el Fe²⁺ para generar radicales hidroxilo (·OH) y Fe³⁺, iniciando así una secuencia redox perjudicial de formación de ROS y daño celular.
Los efectos tóxicos de las ROS afectan a componentes celulares críticos como el ADN, el ARN, las proteínas y los lípidos. Cabe destacar que el ADN es un objetivo principal de la citotoxicidad mediada por H₂O₂, ya que altera las estructuras de la desoxirribosa y daña la composición de bases. El daño físico inducido por las ROS se extiende a la estructura helicoidal del ADN, posiblemente como resultado de la peroxidación lipídica desencadenada por las ROS. Esto subraya las consecuencias adversas de los niveles elevados de ROS en los sistemas biológicos.
Acción antimicrobiana de las ROS
Las ROS desempeñan un papel vital en la inhibición del crecimiento microbiano, como lo demuestra la generación de ROS inducida por TOHB. Los efectos tóxicos de las ROS afectan directamente a componentes celulares como el ADN, las proteínas y los lípidos. Altas concentraciones de especies activas de oxígeno pueden dañar directamente los lípidos, provocando peroxidación lipídica. Este proceso compromete la integridad de las membranas celulares y, en consecuencia, la funcionalidad de los receptores y proteínas asociados a la membrana.
Además, las proteínas, que también son dianas moleculares importantes de las ROS, sufren modificaciones oxidativas específicas en diversos residuos de aminoácidos, como cisteína, metionina, tirosina, fenilalanina y triptófano. Por ejemplo, se ha demostrado que la HBOT induce cambios oxidativos en varias proteínas de E. coli, como el factor de elongación G y la DnaK, lo que afecta sus funciones celulares.
Mejorar la inmunidad mediante HBOT
Las propiedades antiinflamatorias de la HBOTSe han documentado efectos cruciales para aliviar el daño tisular y suprimir la progresión de la infección. La TOHB afecta significativamente la expresión de citocinas y otros reguladores inflamatorios, lo que influye en la respuesta inmunitaria. Diversos sistemas experimentales observaron cambios diferenciales en la expresión génica y la generación de proteínas tras la TOHB, que regulan positiva o negativamente los factores de crecimiento y las citocinas.
Durante el proceso de TOHB, el aumento de los niveles de O₂ desencadena diversas respuestas celulares, como la supresión de la liberación de mediadores proinflamatorios y la promoción de la apoptosis de linfocitos y neutrófilos. En conjunto, estas acciones potencian los mecanismos antimicrobianos del sistema inmunitario, facilitando así la curación de las infecciones.
Además, estudios sugieren que el aumento de los niveles de O₂ durante la terapia hiperbárica hiperbárica (TOHB) puede reducir la expresión de citocinas proinflamatorias, como el interferón gamma (IFN-γ), la interleucina-1 (IL-1) y la interleucina-6 (IL-6). Estos cambios también incluyen la disminución de la proporción de linfocitos T CD4:CD8 y la modulación de otros receptores solubles, lo que en última instancia eleva los niveles de interleucina-10 (IL-10), crucial para contrarrestar la inflamación y promover la cicatrización.
Las actividades antimicrobianas de la TOHB se entrelazan con mecanismos biológicos complejos. Se ha descrito que tanto el superóxido como la presión elevada promueven de forma inconsistente la actividad antibacteriana inducida por la TOHB y la apoptosis de neutrófilos. Tras la TOHB, un aumento marcado de los niveles de oxígeno potencia la capacidad bactericida de los neutrófilos, un componente esencial de la respuesta inmunitaria. Además, la TOHB suprime la adhesión de neutrófilos, mediada por la interacción de las β-integrinas de los neutrófilos con las moléculas de adhesión intercelular (ICAM) de las células endoteliales. La TOHB inhibe la actividad de la integrina β-2 de los neutrófilos (Mac-1, CD11b/CD18) mediante un proceso mediado por el óxido nítrico (NO), lo que contribuye a la migración de neutrófilos al foco de infección.
La reorganización precisa del citoesqueleto es necesaria para que los neutrófilos fagociten eficazmente a los patógenos. Se ha demostrado que la S-nitrosilación de la actina estimula la polimerización de la actina, lo que podría facilitar la actividad fagocítica de los neutrófilos tras el pretratamiento con TOHB. Además, la TOHB promueve la apoptosis en líneas de linfocitos T humanos a través de las vías mitocondriales, y se ha descrito una muerte linfocitaria acelerada tras la TOHB. El bloqueo de la caspasa-9, sin afectar a la caspasa-8, ha demostrado los efectos inmunomoduladores de la TOHB.
Los efectos sinérgicos de HBOT con agentes antimicrobianos
En aplicaciones clínicas, la TOHB se utiliza frecuentemente junto con antibióticos para combatir infecciones eficazmente. El estado hiperóxico alcanzado durante la TOHB puede influir en la eficacia de ciertos antibióticos. Las investigaciones sugieren que ciertos fármacos bactericidas, como las β-lactámicas, las fluoroquinolonas y los aminoglucósidos, no solo actúan mediante mecanismos inherentes, sino que también dependen parcialmente del metabolismo aeróbico de las bacterias. Por lo tanto, la presencia de oxígeno y las características metabólicas de los patógenos son cruciales al evaluar los efectos terapéuticos de los antibióticos.
Evidencia significativa ha demostrado que los bajos niveles de oxígeno pueden aumentar la resistencia de Pseudomonas aeruginosa a la piperacilina/tazobactam, y que un entorno con bajo nivel de oxígeno también contribuye a una mayor resistencia de Enterobacter cloacae a la azitromicina. Por el contrario, ciertas condiciones de hipoxia pueden aumentar la sensibilidad bacteriana a las tetraciclinas. La TOHB constituye un método terapéutico complementario viable al inducir el metabolismo aeróbico y reoxigenar los tejidos infectados hipóxicos, lo que posteriormente aumenta la sensibilidad de los patógenos a los antibióticos.
En estudios preclínicos, la combinación de TOHB —administrada dos veces al día durante 8 horas a 280 kPa— junto con tobramicina (20 mg/kg/día) redujo significativamente la carga bacteriana en la endocarditis infecciosa por Staphylococcus aureus. Esto demuestra el potencial de la TOHB como tratamiento auxiliar. Investigaciones posteriores han revelado que, a 37 °C y una presión de 3 ATA durante 5 horas, la TOHB mejoró notablemente los efectos del imipenem contra la infección por Pseudomonas aeruginosa con macrófagos. Además, la modalidad combinada de TOHB con cefazolina resultó más eficaz en el tratamiento de la osteomielitis por Staphylococcus aureus en modelos animales, en comparación con la cefazolina sola.
La TOHB también aumenta significativamente la acción bactericida de la ciprofloxacina contra las biopelículas de Pseudomonas aeruginosa, especialmente tras 90 minutos de exposición. Esta mejora se atribuye a la formación de especies reactivas de oxígeno (ERO) endógenas y muestra una mayor sensibilidad en mutantes deficientes en peroxidasa.
En modelos de pleuritis causada por Staphylococcus aureus resistente a la meticilina (SARM), el efecto combinado de vancomicina, teicoplanina y linezolid con TOHB mostró una eficacia significativamente mayor contra el SARM. El metronidazol, un antibiótico ampliamente utilizado en el tratamiento de infecciones anaerobias y polimicrobianas graves, como las infecciones del pie diabético (IPD) y las infecciones del sitio quirúrgico (ISQ), ha mostrado una mayor eficacia antimicrobiana en condiciones anaerobias. Se requieren estudios futuros para explorar los efectos antibacterianos sinérgicos de la TOHB combinada con metronidazol, tanto in vivo como in vitro.
La eficacia antimicrobiana de HBOT sobre bacterias resistentes
Con la evolución y propagación de cepas resistentes, los antibióticos tradicionales suelen perder su eficacia con el tiempo. Además, la TOHB puede resultar esencial para el tratamiento y la prevención de infecciones causadas por patógenos multirresistentes, actuando como una estrategia crucial cuando los tratamientos antibióticos fracasan. Numerosos estudios han reportado los significativos efectos bactericidas de la TOHB sobre bacterias resistentes clínicamente relevantes. Por ejemplo, una sesión de TOHB de 90 minutos a 2 ATM redujo sustancialmente el crecimiento de SARM. Además, en modelos de proporción, la TOHB ha potenciado los efectos antibacterianos de varios antibióticos contra las infecciones por SARM. Diversos estudios han confirmado que la TOHB es eficaz en el tratamiento de la osteomielitis causada por Klebsiella pneumoniae productora de OXA-48 sin necesidad de antibióticos adyuvantes.
En resumen, la oxigenoterapia hiperbárica representa un enfoque multifacético para el control de infecciones, ya que mejora la respuesta inmunitaria y, al mismo tiempo, amplifica la eficacia de los agentes antimicrobianos existentes. Gracias a una investigación y un desarrollo exhaustivos, tiene el potencial de mitigar los efectos de la resistencia a los antibióticos, ofreciendo esperanza en la lucha continua contra las infecciones bacterianas.
Hora de publicación: 28 de febrero de 2025