Die Wirkung der hyperbaren Sauerstoffkammer auf Autismus: Warum Autismus existiert

Die Forschung hat gezeigt, dass eine der Ursachen von Autismus eine kontinuierliche Phase der Ischämie und unzureichenden Sauerstoffversorgung des Gehirns ist, die bereits im Säuglingsalter beginnt und zu Entwicklungsstörungen in den relevanten Bereichen des Gehirns führt, insbesondere in den Blutgefäßen.

Es gibt zwei theoretische Möglichkeiten, die Sauerstoffversorgung zu erhöhen. Eine besteht darin, die Sauerstoffkonzentration im Blut zu erhöhen. Die andere ist die Gefäßregeneration oder -erweiterung, um die zerebrale Blutzirkulation zu verbessern (oder wiederherzustellen). Daraus haben sich zwei parallele klinische Behandlungsmethoden entwickelt, nämlich die hyperbare Sauerstofftherapie und die Gefäßerweiterungsoperation. Letztere ist schwieriger, während erstere eindeutig praktischer ist.

1) Die hyperbare Sauerstofftherapie kann den Sauerstoffmangel im Körper schnell verbessern und das Wachstum und die Entwicklung des Hirngewebes fördern. Da die Gehirnentwicklung vor dem Alter von 7-8 Jahren unvollständig ist, kann die hyperbare Sauerstofftherapie die Entwicklung von Nervenzellen fördern und geschädigtes Gewebe reparieren, wodurch die Wiederherstellung der Hirnfunktion erleichtert wird.

2) Die hyperbare Sauerstofftherapie kann das Wachstum und die Vermehrung anaerober Bakterien hemmen. Einige Bakterien im Darm sind anaerob, und Kinder mit Autismus haben häufig ein Ungleichgewicht der Darmbakterien, funktionelle Störungen, Verstopfung und eine eingeschränkte Toxinausscheidung. Die hyperbare Sauerstofftherapie kann die Magen-Darm-Motilität fördern und eine gewisse therapeutische Wirkung auf die Darmdysbiose haben.

3) Die hyperbare Sauerstofftherapie kann den Stoffwechsel des Körpers fördern und die Immunität stärken. Wenn Autismus mit übermäßigen Schwermetallen im Körper zusammenhängt, sollte sich die Ernährungsstruktur nicht wesentlich von der normaler Kinder unterscheiden, und die Aufnahme sollte ähnlich sein. Das Problem liegt in den Stoffwechselstörungen der Schwermetalle, und der Substanzstoffwechsel erfordert die Beteiligung von Enzymen und Sauerstoff. Daher kann die hyperbare Sauerstofftherapie den Substanzstoffwechsel beschleunigen und die Ausscheidung von Schwermetallen fördern.

Verbesserte Kommunikationsfähigkeiten mit der Umwelt, größere Aktivität, Engagement und Konzentration, Verringerung von Frustration und Angst, Verbesserung des visuellen Kontakts, besseres Sprachverständnis, Aufnahme neuer Konzepte und Vokabeln, deutliche Appetitsteigerung und verbesserte Darmfunktion.

Das Gehirn und der Sauerstoff

Das Gehirn ist zweifellos das aktivste Organ im menschlichen Körper und verbraucht den meisten Sauerstoff. Man kann sagen, dass selbst wenn der restliche Körper ruht oder seine Aktivität deutlich reduziert, das Gehirn weiterhin aktiv arbeitet, zum Beispiel verarbeitet es durch Träumen wichtige Informationen des Vortages, um das zukünftige Überleben zu erleichtern. Die meisten Träume werden jedoch nicht bewusst wahrgenommen. Das Gehirn macht nur 2 % bis 3 % des Körpergewichts aus, benötigt aber im Ruhezustand über 20 % des Herzzeitvolumens, was darauf hindeutet, dass das Hirngewebe eine reiche Blutversorgung hat und eine prioritäre Stellung einnimmt. Folglich können die Konsequenzen schwerwiegend sein, wenn ein Sauerstoffmangel vorliegt. Experimente haben gezeigt, dass eine vollständige Unterbrechung des Blutflusses für 6 Sekunden den Stoffwechsel der Neuronen schädigen kann, und wenn er für 10–15 Sekunden unterbrochen wird, ist die Sauerstoffreserve im Gehirn erschöpft, was zum Bewusstseinsverlust führt, und wenn der Sauerstoffmangel zwei Minuten anhält, hört die elektrische Aktivität des Gehirns vollständig auf. Wenn die elektrische Aktivität des Gehirns aufhört, führt dies zum Stillstand von Herzschlag, Atmung und Blutfluss. Selbst wenn wieder Sauerstoff zugeführt wird, ist es bereits zu spät, und der Körper schreitet unumkehrbar dem Tod entgegen (obwohl Herzschrittmacher und künstliche Beatmung durchgeführt werden können). Unter warmen Bedingungen ist nach 5 Minuten Ischämie die zelluläre Energie ATP erschöpft und der Energiestoffwechsel stoppt; selbst wenn anschließend Sauerstoff zugeführt wird, haben die Hirnzellen bereits irreversible Schäden erlitten.

Analyse der physikalischen Parameter: Der normale zerebrale Blutfluss sollte 0,5 Milliliter pro Minute pro Gramm Hirngewebe betragen. Wenn dieser Index unter 0,1 Milliliter pro Minute fällt, spricht man von einem „anoxischen Zustand“, in dem Hirnzellen eine irreversible Nekrose erleiden (Neuronen sind nicht regenerationsfähig). Selbst wenn in diesem Stadium die Sauerstoffzufuhr wiederhergestellt wird, kann dies nur zum Hirntod oder zu einem vegetativen Zustand führen.

Wenn der Blutfluss zwischen 0,1 und 0,2 Milliliter pro Minute liegt, spricht man von einem „hypoxischen Zustand“. Die Funktion und die elektrische Aktivität der Hirnzellen hören auf, aber die Zellen können überleben und die strukturelle Integrität des Gehirns aufrechterhalten. Der Bereich in einem hypoxischen Zustand wird als „Penumbra-Zone“ bezeichnet, die über einen langen Zeitraum, möglicherweise sogar ein Leben lang, aufrechterhalten werden kann. Allerdings können die Hirnzellen in diesem Bereich nicht unbegrenzt bestehen; wenn der Blutfluss niedrig bleibt, gehen sie in einen Ruhezustand über und unterliegen allmählich einer chronischen Nekrose.

Blut gelangt über die Arterien in das Gehirn und verzweigt sich in verschiedene Blutgefäße, bis es die Kapillaren erreicht, die verschiedene Regionen des Gehirns versorgen. Entgegen der landläufigen Meinung bedecken Kapillaren nicht alle Gehirnzellen. Tatsächlich sind zwei Kapillaren (in der grauen Substanz eines normalen Gehirns) etwa 60 Mikrometer voneinander entfernt. Daher sind die Zellen, die zwischen ihnen und den Blutgefäßen liegen, etwa 30 Mikrometer voneinander entfernt und können die benötigten Sauerstoffmoleküle nicht direkt aufnehmen. Die Sauerstoffmoleküle, die die Kapillaren verlassen, verfügen jedoch über einen physikalischen Diffusionsmechanismus (auch als Diffusionsfunktion bekannt). Bei normalem Atmosphärendruck beträgt der effektive Diffusionsradius von Sauerstoffmolekülen im Hirngewebe etwa 30 Mikrometer, was genau ausreicht, um den Stoffwechselbedarf in diesen „abgelegenen Gebieten" zu decken. Ebenso werden Stoffwechselabfallprodukte (wie Kohlendioxid) durch Hämoglobin mittels Diffusion in den Kapillarbereich abtransportiert. Dies ist jedoch ein Idealszenario. Wenn aus irgendeinem Grund die Kapillaren unterentwickelt, spärlich, zu klein sind oder wenn strukturelle Barrieren im Hirngewebe vorhanden sind (die die Diffusion behindern), kann dies zu einer suboptimalen Sauerstoffversorgung führen, sodass einige abgelegene Gehirnzellen eine unzureichende Sauerstoffzufuhr erfahren. Dies kann zur Bildung einer langfristigen hypoxischen Penumbra-Zone führen, die die Gehirnentwicklung und physiologische Funktionen beeinträchtigt und möglicherweise zu einem autismusähnlichen Zustand führt.

Die ischämische Autismus-Hypothese postuliert, dass Kinder mit Autismus-Spektrum-Störung (ASS) ab dem frühen Säuglingsalter aus unbekannten Gründen (wie bestimmte Gene, die nicht exprimiert werden oder deren Expression verzögert ist) eine verlängerte und chronische Hypoxie erfahren, was zu Entwicklungsstörungen in bestimmten Hirnregionen (insbesondere den Blutgefäßen) führt. In einigen Fällen haben medizinische Untersuchungen tatsächlich partielle Gefäßblockaden oder Atrophien im Gehirn bestätigt. Gefäßatrophie führt zu einer unvollständigen Gehirnentwicklung und beeinträchtigt das Neuronwachstum von klein auf. Einige Regionen des Gehirns befinden sich in der „Dunkelzone" oder „Grauzone". Eine frühe Gefäßerweiterung zur Steigerung der Blutzirkulation kann diesen Zustand teilweise umkehren und ASS bei betroffenen Kindern verbessern oder sogar heilen.

Der optimalste Ansatz für solche Zustände ist zweifellos, die Sauerstoffversorgung umgehend zu verbessern, damit sich die Gehirnzellen in der Penumbra-Zone erholen, die Entwicklung wieder aufnehmen und ihre Funktionalität wiedererlangen können, wodurch Hirnschäden und ihre Folgeerscheinungen umgekehrt werden.

Theoretisch gibt es zwei Möglichkeiten, die Sauerstoffversorgung zu erhöhen. Eine besteht darin, die Blutsauerstoffkonzentration zu erhöhen, und die andere darin, Blutgefäße zu regenerieren oder zu erweitern, um den zerebralen Blutfluss zu steigern (oder wiederherzustellen). Dies hat zur Entwicklung von zwei parallelen klinischen Behandlungen geführt (zwei Zweige der Hyperoxie-Theorie): die hyperbare Sauerstofftherapie und gefäßerweiternde Verfahren. Letztere ist schwieriger, während erstere offensichtlich praktikabler ist.

Diese typische „heilbare Theorie" legt nahe, dass, da Autismus durch Entwicklungsdefizite verursacht wird, die Stimulierung des Gehirnwachstums nach der Geburt aufholen könnte. Selbst wenn eine vollständige Transformation der Ergebnisse nicht möglich ist, ist die Verbesserung des funktionellen Zustands während der Behandlung dennoch erstrebenswert.

Sauerstoff-Hämophysik – Machbarkeit der Hyperoxie-Theorie

Wir sind uns dessen bewusst, dass ein normaler menschlicher Körper in einer Atmosphäre mit 20 % Sauerstoffdruck überleben kann, was zu einer Blutsauerstoffkonzentration von 4,4 ml/L führt. Die Blutsauerstoffkonzentration (PaO2) ist das Produkt aus dem Gasdruck und dem Sauerstoffpartialdruck, und der physikalisch gelöste Sauerstoffgehalt im Blut ist direkt proportional dazu. Wenn man beispielsweise das Atmen von reinem Sauerstoff (100 %) bei 2 Atmosphären absolut (ATA) mit dem Atmen von Luft (20 %) bei 1 ATA vergleicht, erhöhen sich der PaO2 und der physikalisch gelöste Sauerstoff im Blut um den Faktor 100 %/20 % x 2 ATA/1 ATA = 10 Mal. Daher hat die Erhöhung des Kammerdrucks die gleiche Wirkung wie die Erhöhung des Sauerstoffpartialdrucks, und beide verstärken effektiv die therapeutischen Wirkungen. Beispielsweise entspricht die Verwendung von Luft bei 1,3 ATA dem Atmen von Luft mit 26 % Sauerstoffgehalt bei 1 ATA. Weiche Überdruckkammern nutzen dieses Prinzip, indem sie lediglich den Kammerdruck erhöhen (normalerweise etwa 1,3-1,5 ATA Überdruckkammer) anstatt die Sauerstoffreinheit zu erhöhen, wodurch technische Komplexität und potenzielle Risiken verringert werden.

Unter einem Druck von 3 Atmosphären absolut kann der gelöste Sauerstoff im Blut das 15-fache der normalen Menge erreichen, was 66 ml/L entspricht. Bei diesem hohen Druck können Sauerstoffmoleküle sogar in den Blutkreislauf gelangen, ohne dass ein Hämoglobin-Transport erforderlich ist, und direkt zu den Körperzellen diffundieren, um das Leben aufrechtzuerhalten. Daher bietet es eine unersetzliche Rettungswirkung für Zustände wie schwere Anämie (Mangel an roten Blutkörperchen), Kohlenmonoxidvergiftung oder Cyanidvergiftung. Obwohl dieses Verfahren gewisse Risiken birgt (Brandgefahr), kann es vorübergehend blutbedingte Probleme überwinden. Da hyperbarer Sauerstoff die Blutsauerstoffkonzentration erhöht, erweitert er effektiv den Diffusionsradius des Sauerstoffs und mildert das Problem der unzureichenden Sauerstoffversorgung.