Điều trị bằng Oxy cao áp không chỉ có tác dụng hồi phục sức khỏe nhất thời, trước mắt mà có hiệu quả lâu dài; đặc biệt trong lĩnh vực chống lão hóa, làm đẹp. Do vậy, nhằm đáp ứng nhu cầu phục hồi sức khỏe, chống lão hóa và trẻ hóa làn da, bác sĩ Phùng Mạnh Cường đã đầu tư và áp dụng liệu pháp điều trị Oxy cao áp để phục vụ khách hàng, giúp quá trình điều trị và phục hồi vết thương diễn ra nhanh chóng và hiệu quả hơn.
1.1 Giới thiệu về liệu pháp oxy cao áp
Liệu pháp oxy cao áp (Hyperbaric Oxygen Therapy – HBOT) là phương pháp điều trị sử dụng oxy tinh khiết (100%) trong một buồng điều áp cao, thường từ 1,5 đến 3.0 lần áp suất khí quyển bình thường (ATM). Phương pháp này ban đầu được sử dụng trong quân đội, đặc biệt là trong trường hợp các thợ lặn gặp tai biến giảm áp. Từ những năm 1960, HBOT đã trở nên phổ biến hơn khi y học nhận ra tiềm năng hỗ trợ lành vết thương, điều trị nhiễm trùng và cải thiện phục hồi ở những bệnh lý thiếu oxy mãn tính.
Các nghiên cứu đã cho thấy khi áp suất môi trường tăng lên, khả năng oxy hòa tan vào huyết tương tăng gấp 10-15 lần so với điều kiện bình thường. Điều này giúp oxy tiếp cận các mô khó khăn hơn, đặc biệt ở các vùng bị tổn thương hoặc thiếu máu do viêm nhiễm hoặc chấn thương.
1.2 Định nghĩa và nguyên lý hoạt động của HBOT
HBOT được định nghĩa là phương pháp điều trị trong đó bệnh nhân hít thở oxy tinh khiết trong môi trường áp suất cao hơn bình thường. Thay vì chỉ vận chuyển qua hemoglobin (vốn chỉ có thể chở một lượng giới hạn oxy), dưới áp suất cao, oxy được hòa tan trực tiếp vào huyết tương, dịch mô, và thậm chí cả trong xương và dịch bạch huyết.
- Nguyên lý khoa học: Khi ở áp suất bình thường trong 100 mL 18,9ml oxy vận chuyển qua hồng cầu máu chỉ có 0,3 mL oxy dạng hòa tan, đối với môi trường oxy cao áp thì nồng độ oxy hòa tan có thể tăng từ 10 – 13 lần. Tại áp suất 2.0 ATM, huyết tương có thể chứa khoảng 3 ml oxy/100 ml huyết tương mà không cần tới hemoglobin. Ở áp suất 3.0 ATM, lượng oxy hòa tan có thể đủ để duy trì sự sống mà không cần sự hỗ trợ của hemoglobin, điều này rất có lợi cho các mô bị tổn thương nghiêm trọng.
- Tác động sinh lý: Quá trình này giúp gia tăng khả năng phục hồi của các tế bào nhờ vào các yếu tố:
- Tăng sản sinh collagen và mạch máu mới: Các nghiên cứu cho thấy HBOT kích thích yếu tố tăng trưởng nội mô (VEGF) và nguyên bào sợi, giúp tái tạo mạch máu nhỏ và hỗ trợ lành vết thương.
- Giảm viêm và sưng tấy: HBOT giúp giảm cytokine viêm và ức chế các phản ứng miễn dịch quá mức.
1.2.a Cách đo nồng độ oxy và cách chỉ số oxy cơ thể sinh học
Trong khí quyển, oxy chiếm khoảng 21% tổng thể không khí hít vào, tương đương với áp suất riêng phần của oxy là 159,6 mmHg (tính từ 760 mmHg x 21%).
Khi không khí vào hệ thống phế quản, nó hòa trộn với khí thở ra, do đó áp suất oxy ở phế nang chỉ còn khoảng 100 mmHg. Dù giảm, áp suất này vẫn đủ để tạo ra gradient giúp oxy khuếch tán qua màng phế nang vào máu, nơi áp suất oxy trong máu tĩnh mạch chỉ đạt 40 mmHg.
Phân Áp Oxy Trong Máu Động Mạch (PaO2)
Phân áp oxy trong máu động mạch (PaO2) thường dao động trong khoảng 80-100 mmHg. Tuy nhiên, PaO2 không hoàn toàn phản ánh sự oxy hóa của tổ chức, mà phụ thuộc vào khả năng nhận oxy của từng cơ quan. Thông thường, bệnh nhân cần phải thở oxy khi PaO2 giảm xuống dưới 60 mmHg; mức PaO2 dưới 30 mmHg có thể dẫn đến tử vong.
Trong 100 ml máu động mạch, khoảng 18,9 ml oxy được vận chuyển liên kết với hemoglobin (Hb), trong khi chỉ có 0,3 ml oxy hòa tan trong huyết tương. Mặc dù lượng oxy hòa tan nhỏ, nhưng nó lại rất quan trọng vì đây là nguồn oxy gắn kết và tách rời khỏi Hb để cung cấp cho mô. Khi bệnh nhân được cung cấp oxy dưới áp suất 2-3atm, lượng oxy hòa tan có thể đủ đáp ứng nhu cầu oxy của các mô mà không cần Hb, ứng dụng trong liệu pháp oxy cao áp để điều trị ngộ độc CO.
Độ Bão Hòa Oxy Với Hemoglobin (SaO2)
Độ bão hòa oxy trong máu (SaO2) thường dao động từ 95-100%. Độ bão hòa này chủ yếu phụ thuộc vào áp suất oxy trong máu (PaO2). Ngoài ra, các yếu tố khác như nhiệt độ và pH máu cũng ảnh hưởng đến độ bão hòa oxy với Hb. Trong điều kiện chuyển hóa bình thường, cơ thể có thể lấy khoảng 5 ml oxy từ mỗi 100 ml máu.
Một điểm thú vị trong sinh lý học là mặc dù oxy đóng vai trò quan trọng trong quá trình trao đổi chất của cơ thể, nhưng điều kích thích chúng ta hít thở lại không phải là nồng độ thấp của oxy, mà chính là nồng độ cao của carbon dioxide. Khi hít thở không khí loãng (áp suất thấp) hoặc các hỗn hợp khí không có oxy, cơ thể có thể rơi vào trạng thái bất tỉnh mà không gặp phải bất kỳ vấn đề nào về hô hấp.
Điều này đặc biệt nguy hiểm đối với các phi công lái máy bay chiến đấu ở độ cao lớn, nơi không khí mỏng manh và thiếu oxy. Chính vì lý do này, các hướng dẫn an toàn trên máy bay thương mại khuyến cáo rằng trong trường hợp xảy ra sự cố giảm áp suất trong khoang, hành khách cần đeo mặt nạ oxy cho chính mình trước khi hỗ trợ người khác. Nếu không, họ có thể bất ngờ bị ngất xỉu mà không có dấu hiệu cảnh báo nào về nguy hiểm sắp tới.
1.2.b Đo Đạc Độ Bão Hòa Oxy Trong Máu Qua Thiết Bị Đo Xung Nhịp
SpO2, hay độ bão hòa oxy trong máu ngoại biên (Saturation of Peripheral Oxygen), là một chỉ số quan trọng trong y học, thường được gọi là “dấu hiệu sinh tồn thứ 5” bên cạnh mạch, nhiệt độ, huyết áp và nhịp thở. Chỉ số này có thể dễ dàng đo lường thông qua một thiết bị đầu dò được kẹp ở dái tai, ngón tay hoặc ngón chân.
Nguyên Lý Đo SpO2
Máy đo SpO2 sử dụng hai bước sóng ánh sáng là 650nm (đỏ) và 950 nm (hồng ngoại) để phân tích hemoglobin. Khi ngón tay được đặt giữa nguồn sáng và cảm biến, oxyhemoglobin (HbO2) sẽ hấp thụ nhiều ánh sáng hồng ngoại hơn, trong khi deoxyhemoglobin (Hb) hấp thụ nhiều ánh sáng đỏ hơn. Tổng lượng ánh sáng hấp thụ phụ thuộc vào nhiều yếu tố, bao gồm đặc tính của sóng ánh sáng và sự thay đổi độ hấp thụ theo thời gian của nhịp mạch máu. Các thông số này được xử lý bằng thuật toán riêng để đưa ra nồng độ SpO2%.
Tầm Quan Trọng của SpO2 trong Chẩn Đoán và Theo Dõi
Thiết bị đo xung nhịp có khả năng phát hiện sớm tình trạng hypoxemia, giúp bác sĩ can thiệp kịp thời trước khi xảy ra triệu chứng tím tái. Việc theo dõi liên tục chỉ số SpO2 là rất cần thiết, đặc biệt ở những bệnh nhân có nguy cơ cao.
Chỉ số SpO2 khỏe mạnh nằm trong khoảng 97-99%, trong khi dưới 95% cho thấy tình trạng thiếu oxy. Cụ thể:
– SpO2 97-99%: Lượng oxy trong máu bình thường.
– SpO2 94-96%: Lượng oxy trung bình; có thể cần hỗ trợ thở oxy tùy thuộc vào tình trạng bệnh lý.
– SpO2 90-93%: Cần hỗ trợ thở oxy và tham vấn bác sĩ chuyên khoa.
– SpO2 < 92%: Triệu chứng suy hô hấp khi không thở oxy.
– SpO2 < 90%: Tình trạng cấp cứu lâm sàng.
Đối với trẻ sơ sinh, chỉ số SpO2 > 94% được coi là an toàn, và nếu dưới 90%, cần báo cáo ngay cho bác sĩ.
Các Yếu Tố Ảnh Hưởng Đến Độ Chính Xác Của SpO2
Dù máy đo SpO2 rất hữu ích, độ chính xác của kết quả có thể bị ảnh hưởng bởi một số yếu tố:
– Sai số thiết bị đo (thường dao động trong khoảng ± 2%).
– Bất thường về nồng độ hemoglobin trong máu.
– Tình trạng hạ huyết áp hoặc hạ thân nhiệt.
– Sử dụng thuốc gây co thắt mạch máu.
– Tình trạng choáng, thiếu máu, hoặc giảm tưới máu mô.
– Cử động trong quá trình đo.
– Ngộ độc carbon monoxide hoặc các chất methemoglobin.
– Sắc độ của móng tay, móng chân nơi đo.
Triệu Chứng Khi Chỉ Số SpO2 Suy Giảm
Khi chỉ số SpO2 suy giảm, bệnh nhân có thể gặp phải các triệu chứng như:
– Ho và khó thở, thở nhanh hoặc thở khò khè.
– Suy giảm trí nhớ hoặc nhầm lẫn.
– Thay đổi màu sắc da.
– Nhịp tim bất thường (nhanh hoặc chậm).
1.3 Các loại buồng HBOT
Buồng đơn (Monoplace Chambers): Đây là các buồng nhỏ dành cho một bệnh nhân, trong đó cả buồng được nén với oxy tinh khiết. Buồng đơn được dùng phổ biến trong điều trị cá nhân với chi phí thấp hơn.
Buồng đa (Multiplace Chambers): Buồng này lớn hơn, chứa được nhiều bệnh nhân và thường sử dụng không khí nén thay vì oxy. Trong quá trình điều trị, bệnh nhân sẽ đeo mặt nạ để hít thở oxy tinh khiết. Buồng đa được sử dụng trong các bệnh viện lớn vì nó cho phép nhiều người điều trị cùng lúc, nhưng chi phí xây dựng và bảo trì cao hơn.
1.4 Tác động sinh lý của oxy cao áp lên cơ thể
HBOT không chỉ cung cấp lượng oxy lớn mà còn tạo ra một môi trường lý tưởng để cơ thể tối đa hóa các quá trình chữa lành tự nhiên. Một số tác động chính bao gồm:
- Tăng oxy hòa tan: Ở áp suất 3.0 ATM, lượng oxy hòa tan trong huyết tương có thể đạt 6 ml/100 ml huyết tương. Điều này giúp cung cấp đủ oxy cho các mô bị thiếu máu, ngay cả trong trường hợp tổn thương nặng.
- Giảm vi khuẩn kỵ khí: Oxy cao áp có khả năng tiêu diệt các vi khuẩn kỵ khí như Clostridium perfringens, nguyên nhân gây nên hoại tử khí, một loại nhiễm trùng nguy hiểm trong phẫu thuật và chấn thương.
- Ức chế phản ứng viêm: Các nghiên cứu đã chứng minh rằng HBOT làm giảm các chất trung gian gây viêm như TNF-α và IL-6, hai yếu tố chính gây ra các triệu chứng sưng, đau và hủy hoại mô ở các vùng bị tổn thương.
1.5 Ứng dụng và tiềm năng của HBOT trong điều trị
HBOT đã được FDA phê duyệt cho điều trị một số bệnh lý bao gồm hoại tử mô, tổn thương do thiếu máu cục bộ, và chấn thương sọ não. Dưới đây là một số ứng dụng đã được chứng minh hiệu quả:
- Điều trị vết thương mãn tính: Một nghiên cứu cho thấy 89% bệnh nhân bị loét chân do tiểu đường cải thiện đáng kể khi sử dụng HBOT, với tỷ lệ lành vết thương tăng lên 85% sau 30 ngày điều trị.
- Chấn thương sọ não: HBOT đã cho thấy tiềm năng trong việc cải thiện chức năng thần kinh cho bệnh nhân sau chấn thương sọ não. Một nghiên cứu tại Đại học Tel Aviv cho thấy bệnh nhân bị chấn thương não cải thiện 40% về khả năng vận động sau 60 buổi điều trị HBOT.
- Phẫu thuật thẩm mỹ: Các bệnh nhân phẫu thuật thẩm mỹ, đặc biệt là những người cần điều trị tái tạo mô, được hưởng lợi lớn từ HBOT nhờ vào khả năng giảm sưng, tăng tốc độ lành vết thương và giảm nguy cơ nhiễm trùng.
1.6 Hô hấp tế bào & Hô hấp hiếu khí
a. Hô hấp tế bào
Hô hấp tế bào: Nơi mà năng lượng gặp gỡ sự sống!” Đây không chỉ là một cuộc họp mặt giữa các phân tử; mà là một bữa tiệc hoành tráng diễn ra bên trong từng tế bào của sinh vật. Hô hấp tế bào là một chuỗi các phản ứng hóa học kỳ diệu, nơi năng lượng hóa học từ các chất dinh dưỡng được biến đổi thành ATP—nguyên liệu cần thiết cho mọi hoạt động sống.
Những phản ứng này là các phản ứng dị hóa, tức là chúng phá vỡ các phân tử lớn thành các phân tử nhỏ hơn, như việc bạn cắt một chiếc bánh sinh nhật thành những miếng nhỏ hơn để dễ ăn. Trong quá trình này, năng lượng được giải phóng từ từ, không giống như khi bạn bật một quả pháo: không có tiếng nổ, chỉ có những liên kết “cao năng” được thay thế bằng những liên kết mạnh hơn.
Để làm điều này, tế bào cần những nguyên liệu như đường, amino acid, và axit béo, trong khi oxy phân tử (O2) là “nhà cung cấp điện tử” chính. Theo một nghiên cứu năm 2021, hô hấp tế bào có thể cung cấp đến 36 ATP từ một phân tử glucose, tùy thuộc vào điều kiện—đó là một khả năng không hề nhỏ cho một bữa tiệc năng lượng.
b. Hô hấp hiếu khí
Vào phần hô hấp hiếu khí, nơi mà oxy (O2) là “khách mời bắt buộc.” Hô hấp hiếu khí yêu cầu oxy để sản xuất ATP. Tuy rằng carbohydrate, chất béo và protein đều có thể tham gia, tế bào chúng ta có một sự ưa thích đặc biệt với việc biến đổi glucose thành pyruvate qua quá trình đường phân. Sau đó, pyruvate này sẽ tiếp tục hành trình vào ty thể để tham gia vào chu trình Krebs.
Sản phẩm cuối cùng của chu trình này? Carbon dioxide (CO2) và nước—cùng với ATP và hai “người bạn đồng hành” quan trọng: NADH và FADH2. Chu trình Krebs, lần đầu tiên được Sir Hans Adolf Krebs (1900-1981) phát hiện, đã mang lại cho ông giải Nobel năm 1953. Ông cùng với Fritz Albert Lipmann đã giúp chúng ta hiểu rõ về cách thức sản xuất ATP.
Trong quá trình oxy hóa glucose, axit béo và axit amin, chúng ta thực hiện một loạt các bước được điều khiển bởi enzyme, nhằm thu thập các điện tử năng lượng cao. Mục tiêu của chu trình Krebs không chỉ là sản xuất ATP mà còn cung cấp tiền chất cho nhiều phân tử khác, chứng minh rằng nó là một con đường lưỡng tính—vừa đồng hóa vừa dị hóa.
1.7 Hạ Oxy & Liệu Pháp Oxy
Hạ Oxy Máu (Hypoxemia)
Hạ oxy máu, hay hypoxemia, là tình trạng giảm áp suất oxy trong máu động mạch (paO2) dưới mức bình thường. Trong thực hành lâm sàng, mức độ bão hòa oxy (SaO2) cũng được sử dụng để đánh giá tình trạng này. Mặc dù ngưỡng chính xác cho hạ oxy máu vẫn còn gây tranh cãi, nhưng nhiều tác giả đồng thuận rằng paO2 < 60 mmHg và/hoặc SaO2 < 90% được coi là dấu hiệu của hạ oxy máu. Đối với bệnh nhân hạ oxy máu mạn tính, việc giảm SpO2 > 3% so với mức ổn định trước đó được xác định là hạ oxy máu cấp tính.
Nguyên Nhân Hạ Oxy Máu
Nguyên nhân gây hạ oxy máu có thể được phân loại thành năm cơ chế chính:
- Giảm phân áp oxy khi hít vào (PI02): Khi áp suất oxy trong không khí hít vào giảm, như trong điều kiện độ cao lớn hoặc thiếu oxy.
- Giảm thông khí phế nang (Alveolar Hypoventilation): Giảm lưu lượng không khí vào phế nang dẫn đến sự thiếu hụt oxy.
- Hạn chế khuếch tán qua màng phế nang – mao mạch (Diffusion Limitation): Oxy không thể khuếch tán hiệu quả từ phế nang vào máu do tổn thương màng.
- Shunt phải trái (Right to Left Shunt): Máu không được oxy hóa di chuyển từ bên phải sang bên trái của tim mà không qua phổi.
- Bất tương hợp thông khí-tưới máu (V/Q Mismatch): Tình trạng khi thông khí không tương xứng với tưới máu, dẫn đến giảm oxy trong máu.
Nguyên Nhân Hạ Oxy Mô
Hạ oxy mô xảy ra khi cung cấp oxy không đủ để đáp ứng nhu cầu oxy tại các vị trí nhất định trong cơ thể. Có bốn nguyên nhân chính dẫn đến tình trạng này:
- Hạ oxy máu: Khi mức oxy trong máu giảm, điều này sẽ ngay lập tức dẫn đến hạ oxy mô.
- Thiếu máu: Sự giảm nồng độ hemoglobin (Hb) trong máu làm giảm khả năng vận chuyển oxy đến các mô.
- Giảm lưu lượng máu: Tình trạng này có thể xảy ra toàn thể hoặc cục bộ, dẫn đến việc oxy không được cung cấp đủ cho các mô.
- Giảm sử dụng oxy tại mô: Điều này có thể xảy ra do ngộ độc, ví dụ như ngộ độc carbon monoxide, làm giảm khả năng sử dụng oxy của tế bào.
Tổn Thương Tế Bào Do Thiếu Oxy (Hypoxia Cell Injury)
Thiếu oxy có thể dẫn đến việc sản xuất ATP giảm, gây ra các tổn thương từ khả hồi (reversible) đến không khả hồi (irreversible), và tồi tệ nhất là chết tế bào. Tình trạng thiếu oxy tế bào được gọi là hypoxia, do nhiều nguyên nhân khác nhau như ischemia (giảm tưới máu), anemia (thiếu máu), hypoxemia (giảm oxy máu), ngộ độc CO, và sốc.
a. Các Tổn Thương Khả Hồi (Reversible Cell Injury):
– Ti thể là bào quan đầu tiên phát hiện sự thiếu hụt oxy. Thiếu oxy làm ngưng trệ chuỗi vận chuyển điện tử, dẫn đến giảm ATP.
– Sự giảm ATP khiến các bơm ion không hoạt động, gây tích lũy Na+ và H2O nội bào, cùng với thất thoát K+ ra ngoài. Điều này dẫn đến tế bào phình to và rối loạn điện thế màng.
– Khi hô hấp tế bào qua con đường hiếu khí không thực hiện được, glucose sẽ tham gia vào con đường kị khí, chỉ tạo ra 2 ATP và acid lactic, làm giảm pH nội bào và gây hủy hoại protein và enzyme.
– Tổn thương này có thể hồi phục nếu oxy được cung cấp kịp thời, nhưng khả năng chịu đựng của các mô khác nhau: mô não chỉ chịu được từ 2-4 phút thiếu oxy, mô cơ tim từ 5-10 phút, và mô thận từ 10-20 phút.
b. Tổn Thương Không Khả Hồi (Irreversible Cell Injury):
– Nếu tình trạng thiếu oxy không được cải thiện, tổn thương tế bào sẽ tiến triển đến giai đoạn không thể hồi phục. Dấu hiệu đầu tiên là tổn thương màng tế bào, gây rò rỉ calci vào nội bào.
– Dòng calci nội bào gia tăng sẽ kích hoạt các enzyme gây tổn thương như protease, endonuclease, và phospholipase, dẫn đến phá hủy cytoskeleton và DNA, cùng với sự phóng thích lysosome.
– Dòng calci cũng có thể làm tổn thương màng ti thể, dẫn đến giải phóng cytochrome c vào bào tương, kích hoạt con đường tự hủy (apoptosis).
1.6 Tổng kết chương
Chương này đã giới thiệu tổng quan về khái niệm và nguyên lý hoạt động của liệu pháp oxy cao áp. Những số liệu và nghiên cứu khoa học cho thấy HBOT không chỉ là một phương pháp điều trị hỗ trợ mà còn có thể là cứu cánh trong những tình huống nguy cấp hoặc các bệnh lý mãn tính khó điều trị.
