COVID-19 – I segreti della terapia con ozono: una panoramica della farmacodinamica – ricerche attuali – utilità clinica

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L’uso del gas ozono (O3) come terapia nella medicina alternativa ha attirato lo scetticismo a causa della sua struttura molecolare instabile. 

Tuttavia, numerosi volumi di ricerca hanno dimostrato che le strutture di risonanza dinamica di O3 facilitano le interazioni fisiologiche utili nel trattamento di una miriade di patologie.

In particolare, la terapia con O3 induce uno stress ossidativo moderato quando interagisce con i lipidi. 

Questa interazione aumenta la produzione endogena di antiossidanti, la perfusione locale e il rilascio di ossigeno, oltre a migliorare le risposte immunitarie.

Abbiamo condotto una revisione completa della terapia con O3, studiando le sue controindicazioni, le vie e le concentrazioni di somministrazione, i meccanismi di azione, le proprietà disinfettanti in vari microrganismi e il suo uso medicinale in diverse patologie.

Esploriamo il valore terapeutico dell’O3 nelle patologie del sistema cardiovascolare, del tratto gastrointestinale, del sistema genito-urinario, del sistema nervoso centrale, della testa e del collo, del muscolo scheletrico, del tessuto sottocutaneo e delle malattie vascolari periferiche.

Nonostante prove convincenti, ulteriori studi sono essenziali per contrassegnarlo come un’opzione di trattamento praticabile e per antonomasia in medicina.

Introduzione

Il gas ozono (O3) fu scoperto nel 1840, e poco dopo, la comunità scientifica iniziò ad espandersi oltre l’idea che fosse solo un altro gas dell’atmosfera terrestre. 

Sebbene la migrazione di O3 nel campo medico abbia preso una strada tortuosa dal 19° secolo, il suo valore medicinale è attualmente controverso nonostante ricerche convincenti.1

L’O3 è una molecola inorganica altamente solubile in acqua composta da tre molecole di ossigeno. La struttura molecolare intrinsecamente instabile di O3, a causa della natura dei suoi stati mesomerici, tende a rendere difficile ottenere alte concentrazioni. 

L’O3 sperimenterà spesso reazioni transitorie con se stesso o con l’acqua.

Pertanto, inizialmente era problematico raggiungere i livelli desiderati e ancora più difficile è valutare gli effetti terapeutici di tale stato transitorio.1,2

Questi stati mesomerici creano un enigma all’interno della comunità scientifica. Si è formata una divisione tra coloro che credono che la natura volatile di questi stati mesomerici possa favorire risposte positive e quelli che diffidano dei suoi effetti apparentemente pericolosi.

Nonostante i sospetti, una moltitudine di terapie O3 hanno mostrato sostanziali benefici che abbracciano una grande varietà di disturbi acuti e cronici. 

L’O3 è attualmente prevalente in odontoiatria per il trattamento di malattie della mascella.

L’O3 si è anche dimostrato utile come disinfettante per l’acqua potabile e la sterilizzazione di strumenti medici. 1,3

La funzione di O3 condivide somiglianze con quella di un profarmaco, poiché viene modificata reagendo con le molecole per creare substrati più attivi, stimolando così una cascata endogena di risposte.

D’altra parte, è difficile classificare l’O3 semplicemente come un profarmaco, a causa della sua capacità di interagire direttamente con fosfolipidi, lipoproteine, involucri cellulari di batteri e capidi virali.

La fisiologia di queste risposte biologiche è qui discussa.

Nonostante i vari benefici, la tossicità di O3 e l’utilità clinica dipendono dalla concentrazione e dalla somministrazione nel sito appropriato. 1,2,4,5

Una delle principali controindicazioni della terapia con O3 è l’inalazione polmonare.

La terapia con O3 aumenta significativamente la resistenza delle vie aeree senza modificare la conformità o le caratteristiche elastiche del polmone

Inoltre, il contatto diretto di O3 con gli occhi e i polmoni è controindicato a causa delle basse capacità antiossidanti in questi luoghi specifici.6

Vie di amministrazione

La terapia O3 combina una miscela di ossigeno (O2) -O3, con un intervallo terapeutico diversificato (10–80 μg / mL di gas per mL di sangue) .5-7

La somministrazione della terapia con O3 è variabile in base agli obiettivi del trattamento e alla posizione della terapia. Il primo e il più popolare è l’autoemotrasfusione di O3 (O3-AHT).

O3-AHT è cresciuto in popolarità perché consente di prelevare una quantità predeterminata di sangue e quindi, usando calcoli stechiometrici, può essere infusa una precisa concertazione di O2-O3.

Questa piccola quantità di sangue viene sottoposta a O2-O3 ex vivo e quindi somministrata al paziente. 5,6 L’ossigenazione extracorporea del sangue e l’ozonizzazione sono tecniche molto simili. 

Tuttavia, il suo obiettivo è ottenere un volume ematico più elevato rispetto ai 200–300 mL osservati in O3-AHT.5

Altre modalità di terapia comprendono l’iniezione diretta attraverso il sito intramuscolare, intradiscale e somministrazione paravertebrale.

L’insufflazione rettale di O2-O3 è un altro sito comune di somministrazione. Tuttavia, l’insufflazione tubarica, vaginale, vescicale, pleurica e peritoneale si è dimostrata una via di somministrazione prudente.

Anche l’esposizione cutanea ha avuto esiti probabili e può essere ottenuta sigillando la porzione del corpo in una camera o borsa e insufflando con miscela O2-O3.

La soluzione salina con O2-O3 disciolto viene utilizzata per evitare il rischio di embolia quando somministrata per via endovenosa

Meccanismo di azione

Capacità antiossidante

All’inizio della terapia con O3, viene avviata una cascata endogena poliedrica che rilascia substrati biologicamente attivi in ​​risposta allo stress transitorio e moderato, ossidativo indotto da O3.

L’O3 può causare questo lieve stress ossidativo a causa della sua capacità di dissolversi nel componente acquoso del plasma.8 Reagendo con acidi grassi polinsaturi (PUFA) e acqua, l’O3 crea perossido di idrogeno (H2O2), una specie reattiva dell’ossigeno (ROS).

Allo stesso tempo, O3 forma una miscela di prodotti di ozonazione lipidica (LOP) .9

I LOP creati dopo l’esposizione a O3 comprendono radicali lipoperilici, idroperossidi, malonyldialdeyde, isoprostane, ozonide e alchenali e 4-idrossinonenale (4-HNE).

Lo stress ossidativo moderato causato dall’O3 aumenta l’attivazione del fattore trascrizionale che media il fattore 2 correlato al fattore nucleare-eritroide 2 (Nrf2). Il dominio di Nrf2 è responsabile dell’attivazione della trascrizione degli elementi di risposta antiossidante (ARE).

All’induzione della trascrizione ARE, un assortimento di enzimi antiossidanti aumenta i livelli di concentrazione in risposta allo stress ossidativo transitorio di O3.

Gli antiossidanti creati includono, senza limitazione, superossido dismutasi (SOD), glutatione perossidasi (GPx), glutatione S-transferasi (GST), catalasi (CAT), eme ossigenasi-1 (HO-1), NADPHquinone-ossidoreduttasi (NQO-1), proteine ​​da shock termico (HSP) ed enzimi di fase II del metabolismo dei farmaci.

Molti di questi enzimi agiscono come scavenger di radicali liberi clinicamente rilevanti per un’ampia varietà di malattie.9

L’O3, così come altri gas medicinali, ad esempio monossido di carbonio (CO) e ossido nitrico (NO), ha due effetti a seconda della quantità somministrata e dello stato redox della cellula.

Esiste una relazione complessa tra questi tre gas medici come O3 che sovraesprime HO-1, noto anche come HSP di 32 kPa (Hsp32), 10 l’enzima responsabile della formazione di CO e downregula NO sintasi, che genera NO.

Inoltre, O3 regola i livelli di espressione di Hsp70 che, a sua volta, è strettamente correlato a HO-1.

L’O3 può avere un ruolo in via di sviluppo nella diagnosi e terapia a base di Hsp delle malattie a base di radicali liberi.

HO-1 degrada l’eme, che può essere tossico a seconda della quantità prodotta, in ferro libero, CO e biliverdina (cioè precursore della bilirubina), un neutralizzante dello stress ossidativo e nitrosativo grazie alla sua capacità di interagire con NO e azoto reattivo species.11,12

Recentemente, sta diventando chiaro che la risposta allo shock termico (HSR) fornisce uno stato citoprotettivo durante l’infiammazione, il cancro, l’invecchiamento e i disturbi neurodegenerativi.13

Date le sue estese proprietà citoprotettive, l’HSR è ora un obiettivo per l’induzione tramite agenti farmacologici.1 L’Hsp70 è coinvolto nel ripiegamento co-e post-traslazionale, nel controllo di qualità delle proteine ​​mal ripiegate, nel 14 ripiegamento e assemblaggio delle proteine ​​de novo in complessi macromolecolari, nonché anti-aggregazione, ripiegamento proteico e degradazione.15

Le isoforme di HO sono riconosciute come sensori dinamici dello stress ossidativo cellulare e regolatori dell’omeostasi redox in tutto lo spettro filogenetico. L’effetto di O3 su queste attività cellulari resta da valutare.

L’ormesi è un potente meccanismo di difesa endogena per insulti ischemici e ossidativi letali a più sistemi di organi.13

L’O3 può avere un ruolo ormonale nella regolazione degli effetti antinfiammatori e proinfiammatori della CO, inclusa la formazione di prostaglandine simili a NO, che ha dimostrato di esercitare alcune delle sue azioni biologiche attraverso la modulazione dell’attività dell’endoperossido sintasi delle prostaglandine.16

L’inibizione dell’attività HO previene la biosintesi di CO e i suoi effetti a valle17; l’effetto di O3 su questa cascata deve ancora essere determinato.

I modelli animali hanno postulato gli effetti benefici della terapia profilattica O3 nel controllo degli effetti legati all’età dello stress ossidativo.18,19

Sono state fornite prove per dimostrare che la somministrazione di basse dosi di O3 ha fornito effetti benefici sulle alterazioni legate all’età nel cuore e nell’ippocampo dei ratti.

Ulteriori ricerche sono state condotte e hanno fornito spazio per ipotizzare che la terapia con O3 possa fornire la mediazione di un meccanismo coinvolto nel riequilibrio dello stato redox disregolato che si accumula con l’avanzare dell’età.20

C’è stata un’apparente riduzione dei marcatori di ossidazione lipidica e proteica, diminuzione della deposizione di lipofuscina, ripristino dei livelli di glutatione (GSH) e normalizzazione dell’attività della GPx nel tessuto cardiaco invecchiato.

È stato dimostrato che l’O3 riduce l’insufficienza energetica associata all’età nel cuore e nell’ippocampo dei ratti.

I ricercatori sospettano che il miglioramento del calcio citosolico cardiaco e il ripristino dell’attività Na + -K + ATPasi indebolita nel cuore e nell’ippocampo, rispettivamente, siano stati associati ai miglioramenti osservati.20

Nella speranza di ottenere un senso dei possibili componenti tossici della terapia con O3, è stato condotto uno studio per valutare l’entità delle lesioni su cellule mononucleate ematiche umane (HHMC), epitelio timico umano, macrofagi murini, splenociti di topo e cellule murine di melanoma B16.

La scoperta significativa dello studio è stata che Hsp70 ha mostrato un aumento indotto da O3 della biosintesi in HHMC. Gli Hsp70 sono sintetizzati in risposta allo shock termico e ad altri agenti stressanti per far fronte al danno che stimola la loro biosintesi.21

Inoltre, stimolano diverse risposte del sistema immunitario nei linfociti e nei macrofagi.

Lo studio ha dimostrato che l’O3 è un agente stressante in grado di sovraregolare la biosintesi di Hsp70, senza tossicità per le membrane. Tuttavia, le membrane dei macrofagi sono altamente resistenti alla possibile tossicità di O3 ad alte concentrazioni; HHMC è meno resistente nella fascia alta dello spettro.

La precedente affermazione non dovrebbe scartare l’efficacia di O3 come terapia poiché gli Hsp70 sono indotti in HHMC senza lesioni fino a 20 μg / mL, una dose tipica somministrata in O3-AHT.21

È stato osservato che il cisplatino (CDDP), un trattamento usato in una varietà di tumori, ha effetti nefrotossici nel 25% dei pazienti. Si ritiene che il verificarsi di questa nefrotossicità sia secondario alla generazione di radicali liberi e all’incapacità degli scavenger di ROS di migliorare queste molecole, portando a insufficienza renale acuta.

La terapia con O2-O3 è stata utilizzata per aumentare la capacità antiossidante dei ratti esposti a CDDP e rispetto ai gruppi di controllo.

I livelli sierici di creatina sono stati significativamente ridotti rispetto ai gruppi di controllo, illustrando la ridotta nefrotossicità indirettamente nei ratti con terapia CDDP e O2-O3. Oltre ad attenuare la nefrotossicità, la terapia con O2-O3 ripristina anche i livelli di componenti di difesa antiossidanti (GSH, SOD, CAT e GSH-Px), che di solito sono diminuiti del CDDP.

Inoltre, sono state ridotte le sostanze reattive all’acido tiobarbiturico (TBARS), che è un marker di perossidazione lipidica nel rene.22,23

Ulteriori studi sull’uomo hanno esaminato gli effetti benefici della terapia con O3 impiegata tramite O3-AHT, in combinazione con il coenzima Q10, somministrato per via orale.

Lo studio ha valutato i livelli di SOD, un potente antiossidante e un enzima catalasi, un ulteriore enzima antiossidante in un gruppo di controllo, un gruppo di terapia con O3 da solo e una terapia con O3 combinata con Q10. Le prove hanno suggerito che SOD è stato significativamente aumentato e l’enzima catalasi aumentato in modo insignificante nel gruppo O3 + Q10 rispetto al gruppo di controllo.

La malondialdeide, un prodotto della perossidazione lipidica, è un indicatore del danno ossidativo della membrana.

I livelli di malondialdeide erano significativamente diminuite concentrazioni nel gruppo O3 + Q10 rispetto al gruppo di controllo. Nel loro insieme, questo studio fornisce prove degli effetti benefici della terapia con O3 in combinazione con Q10 nella lotta e nella prevenzione dei danni provocati dall’ossidazione.9

Diversi studi hanno dimostrato che la terapia con O3 ha aumentato l’attivazione della via Nrf2 attraverso l’induzione di uno stress ossidativo moderato.15,24

In questo modo, un aumento transitorio di H2O2 e LOP migliora il numero di antiossidanti e quindi può essere utilizzato per un arco di tempo più lungo per ristabilire l’equilibrio del sistema redox. Inoltre, la creazione di questi enzimi antiossidanti ha effetti, non solo a livello del metabolismo dei radicali O3, ma su tutto il corpo. 22,23

I ricercatori hanno sostenuto che la conoscenza dello stato antiossidante totale e dei livelli del gruppo tiolico delle proteine ​​plasmatiche di un campione di sangue sono indicatori della quantità esatta di O3 richiesta per ottimizzare i trattamenti.

Sviluppando indicatori di stato antiossidanti più accurati, un trattamento individuale raggiungerebbe il dosaggio corretto in base al giorno e al caso. 7,23,25

È stato proposto che i sistemi abbiano una misurazione più precisa dello stato redox di un paziente per raggiungere questo obiettivo.

Un sistema propone di misurare simultaneamente diversi marcatori biologici nel sangue come GSH, GPx, GST, SOD, CAT, dieni coniugati, idroperossidi totali e TBARS.

Utilizzando un algoritmo, è possibile raccogliere informazioni sull’attività antiossidante totale, sull’attività pro-ossidante totale, indice redox e grado di stress ossidativo.

Sistemi come questo possono fornire approfondimenti sul corretto dosaggio e risposta alla terapia con O3 in base ai livelli di stress ossidativo osservati nel paziente. 7,23,25

Modulazione vascolare ed ematologica

O3 è uno stimolatore del flusso transmembrana di O2. L’aumento dei livelli di O2 all’interno della cellula secondaria alla terapia con O3 rende la catena respiratoria mitocondriale più efficiente.26

Nei globuli rossi, l’O3-AHT può aumentare l’attività della fosfofructochinasi, aumentando il tasso di glicolisi.

Aumentando il tasso glicolitico, c’è un aumento di ATP e 2,3-difosfoglicerato (2,3-DPG) nella cellula.

Successivamente, a causa dell’effetto Bohr, vi è uno spostamento verso destra nella curva di dissociazione dell’ossiemoglobina che consente di scaricare più rapidamente l’emoglobina legata all’ossigeno nei tessuti ischemici.

In combinazione con l’aumento dell’attività NO sintasi, c’è un marcato aumento della perfusione nell’area sotto stimolazione di O3-AHT.27

Con il trattamento ripetuto, può essere generato abbastanza LOP sufficiente per raggiungere il midollo osseo che agisce come fattori di stress ripetuti per simulare l’eritrogenesi e l’upregolazione dell’upregolazione dell’enzima antiossidante. L’O3 provoca anche una riduzione della nicotinamide adenina dinucleotide (NADH) e favorisce l’ossidazione del citocromo c.1,28

È stato anche dimostrato che l’O3 migliora la circolazione sanguigna e il rilascio di ossigeno ai tessuti ischemici.29

Numerosi studi hanno dimostrato che la correzione dello stress ossidativo cronico attraverso l’aumento degli enzimi antiossidanti nell’O3 può aumentare la differenziazione eritroblastica.

Ciò porta ad un progressivo aumento degli eritrociti e li preconduce per avere una resilienza allo stress ossidativo.

Questo è noto come “precondizionamento ossidativo” .1,30 Inoltre, O3 aumenta i livelli di prostaciclina, un noto vasodilatatore.1

Inoltre, è stato ipotizzato che le capacità ossidative di O3 interferirebbero con la produzione endoteliale di NO e quindi ostacolerebbero la vasodilatazione. Tuttavia, gli studi hanno dimostrato che poiché l’NO non è sostanzialmente trasportato nel sistema vascolare del sangue, è improbabile un’interazione deleteria.29

Poiché la bilirubina31 derivata da HO ha dimostrato di interagire con NO, l’upregolazione HO indotta da O 11,12 potrebbe modificare la produzione di NO e alterare la vasodilatazione.

Imprevedibilmente, gli studi hanno mostrato un aumento di NO, che ha portato alla speculazione della capacità di O3 di attivare i geni associati all’espressione di NO sintasi per promuovere ulteriormente livelli più alti di formazione di NO. 

Inoltre, si ipotizza che anche la stimolazione di O3 degli enzimi antiossidanti aumenti i livelli di NO. Mentre la generazione endoteliale di superossido interrompe l’attività di NO, O3 sovraregola gli enzimi per migliorare gli effetti a valle dei ROS responsabili di una vasocostrizione deletera. 29,32

Il ruolo profilattico di O3 è stato esplorato con lesioni da ischemia / riperfusione epatica (I/R), un fenomeno associato al trapianto di fegato. L’I/R epatico è un problema clinicamente irrisolto principalmente a causa dell’ignoti meccanismi che sono alla base di questo disturbo.

In sintesi, è stato scoperto che i precondizionamenti ossidativi di O3 (ozoneOPs) proteggono dalle lesioni I/R del fegato attraverso meccanismi che promuovono una regolazione delle concentrazioni di NO endogeni e il mantenimento di un adeguato equilibrio redox cellulare.

Gli OzoneOP sono postulati per sovraregolare i sistemi antiossidanti endogeni e generare un aumento della generazione di molecole di NO, che sono entrambi ordini protettivi contro danni al fegato e al pancreas.

I risultati di questo modello animale hanno dimostrato che gli ozonoOP protetti contro l’I/R epatico attraverso un aumento di concentrazioni di NO endogene e cellule prime per avere un sistema redox più equilibrato.32 Inoltre, è stata osservata una maggiore attivazione dei recettori dell’adenosina A1 nei modelli di ratto con ozonoOP nel fegato I/R.33

Ulteriori studi si sono estesi su questa postulazione applicando la terapia con O3 all’I / R renale nei ratti. I/R renale è la causa primaria di insufficienza renale acuta dopo un intervento chirurgico di trapianto.

I risultati di uno studio di Orakdogen et al.34 indicavano che gli ozonoOP consentivano un elemento protettivo di fronte all’I/R. Dopo un aumento dell’espressione NO sintasi endoteliale e l’espressione NO sintasi inducibile, ha concluso che gli ozonoOP erano intimamente correlati all’aumento della produzione di NO e alla riduzione del danno renale sopprimendo l’endotelina 1.34

Il vasospasmo cerebrale dopo emorragia subaracnoidea è un danno significativo per il recupero dei pazienti. Un modello animale ha esaminato gli effetti della terapia con O3 per via endovenosa sui vasospasmi nell’arteria femorale del ratto. 

Le misurazioni istopatologiche e morfometriche hanno fornito prove del fatto che la terapia con O3 ha diminuito i cambiamenti morfometrici, la rottura delle cellule endoteliali e le emorragie che sono il risultato di prove fornite che poiché l’NO non è sostanzialmente trasportato nella vascolarizzazione del sangue, è improbabile un’interazione deleteria.29

Poiché la bilirubina31 derivata da HO ha dimostrato di interagire con NO, l’upregolazione HO indotta da O 11,12 potrebbe modificare la produzione di NO e alterare la vasodilatazione.

Imprevedibilmente, gli studi hanno mostrato un aumento di NO, che ha portato alla speculazione della capacità di O3 di attivare i geni associati all’espressione di NO sintasi per promuovere ulteriormente livelli più alti di formazione di NO.

Inoltre, si ipotizza che anche la stimolazione di O3 degli enzimi antiossidanti aumenti i livelli di NO. Mentre la generazione endoteliale di superossido interrompe l’attività di NO, O3 sovraregola gli enzimi per migliorare gli effetti a valle dei ROS responsabili di una vasocostrizione deletera. 29,32

Il ruolo profilattico di O3 è stato esplorato con lesioni da ischemia / riperfusione epatica (I / R), un fenomeno associato al trapianto di fegato. L’I / R epatico è un problema clinicamente irrisolto principalmente a causa dei meccanismi sconosciuti che sono alla base di questo disturbo.

In sintesi, si è scoperto che i precondizionamenti ossidativi di O3 (ozoneOPs) proteggono dalle lesioni I / R epatiche attraverso meccanismi che promuovono una regolazione delle concentrazioni endogene di NO e il mantenimento di un adeguato equilibrio redox cellulare.

Gli OzoneOP sono postulati per sovraregolare i sistemi antiossidanti endogeni e generare un aumento della generazione di molecole di NO, che sono entrambi ordini protettivi contro danni al fegato e al pancreas.

I risultati di questo modello animale hanno dimostrato che gli ozonoOP protetti contro l’I / R epatico attraverso un aumento di concentrazioni di NO endogene e cellule prime per avere un sistema redox più equilibrato.32 Inoltre, è stata osservata una maggiore attivazione dei recettori dell’adenosina A1 nei modelli di ratto con ozonoOP nel fegato I / R.33

Ulteriori studi si sono estesi su questa postulazione applicando la terapia con O3 all’I / R renale nei ratti. I / R renale è la causa primaria di insufficienza renale acuta dopo un intervento chirurgico di trapianto. 

I risultati di uno studio di Orakdogen et al.34 indicavano che gli ozonoOP consentivano un elemento protettivo di fronte all’I / R. A seguito di un aumento della NO sintasi endoteliale e dell’espressione NO sintasi inducibile, si è concluso che gli ozonoOP erano intimamente correlati all’aumento della produzione di NO e alla riduzione del danno renale sopprimendo l’endotelina 1.34

Il vasospasmo cerebrale dopo emorragia subaracnoidea è un danno significativo per il recupero dei pazienti. Un modello animale ha esaminato gli effetti della terapia con O3 per via endovenosa sui vasospasmi nell’arteria femorale del ratto.  

Le misurazioni istopatologiche e morfometriche hanno dimostrato che la terapia con O3 ha ridotto i cambiamenti morfometrici, la distruzione delle cellule endoteliali e le emorragie che sono il risultato del vasospasmo.

Lo studio ha ipotizzato che gli effetti antiossidanti e antinfiammatori dell’O3 potrebbero essere un trattamento prudente per il vasospasmo postemorragico.35

Inattivazione di agenti patogeni

Quando i batteri sono esposti all’O3 in vitro, i fosfolipidi e le lipoproteine che si trovano all’interno dell’involucro cellulare batterico vengono ossidati.

In questo caso, la stabilità dell’involucro cellulare batterico viene attenuata. Inoltre, l’evidenza ha dimostrato che l’O3 interagisce con le pareti cellulari fungine come i batteri. 

Ciò interrompe l’integrità della membrana citosolica e si infiltra nei microrganismi per ossidare glicoproteine, glicolipidi e bloccare la funzione enzimatica.

La combinazione di queste reazioni provoca l’inibizione della crescita e della mortalità di batteri e funghi.1,3,5 In vitro, O3 ha dimostrato di interferire con il contatto virus-cellula nei virus avvolti dai lipidi attraverso l’ossidazione di lipoproteine, proteine, e glicoproteine, interferendo così con i cicli riproduttivi virali. 1,3,36

In particolare, i modelli animali hanno dimostrato che la terapia con O3 in aggiunta alla vancomicina migliora la capacità dell’animale di eliminare la mediastinite da Staphylococcus aureus resistente alla meticillina.37

Attivazione del sistema immunitario

In vivo, è stato dimostrato che la terapia con O3 ha effetti sfaccettati quando si interagisce con il PUFA. Come affermato in precedenza, l’O3 reagisce con PUFA e altri antiossidanti, si formano H2O2 e si formano vari composti di perossidazione.

L’H2O2 si diffonde rapidamente nelle cellule immunitarie ha dimostrato di agire come un passo regolatorio nella trasduzione del segnale e di facilitare una miriade di risposte immunitarie.36,38 In particolare, si osservano aumenti di interferone, fattore di necrosi tumorale e interleuchina (IL) -2. 

Gli aumenti con IL-2 sono noti per avviare meccanismi di risposta immunitaria.1 Inoltre, H2O2 attiva factorkappa B nucleare (NF-κB) e trasforma il fattore di crescita beta (TGF-β), che aumenta il rilascio di citochine immunoattive e upregola il rimodellamento dei tessuti.

H2O2 media l’azione di NF-κB potenziando l’attività delle tirosin-chinasi che fosforileranno IκB, una subunità del fattore di trascrizione NF-κB.34,37 Dosi basse di O3 hanno dimostrato di inibire la sintesi delle prostaglandine, rilasciare bradichinina e aumentare le secrezioni di macrofagi e leukocytes.34

Avere la quantità corretta di uno di questi marker ossidativi può essere utilizzato per creare un aumento sufficiente dei livelli di H2O2 e NO per stimolare l’aumento più notevole di IL-8. IL-8 attiva anche NF-κB, consentendo la produzione di scavenger di ROS.7

I modelli animali che utilizzano O3 hanno dimostrato di ridurre e prevenire le risposte infiammatorie derivanti dalla presenza di E. coli nel sistema renale. 26,38 Ulteriori studi hanno fornito prove degli effetti antinfiammatori dell’O3.

Uno studio condotto da Chang et al.25 ha purificato le cellule fibroblastiche sinoviali da artrite reumatoide di pazienti umani e le ha iniettate in articolazioni di topo immunocompromesse. 

Utilizzando un generatore di Ozonsan-α per fornire flussi di gas precisi alle navi nell’area localizzata, gli autori hanno scoperto che l’applicazione di O3 al 3% e al 5% ha ridotto significativamente le citochine proinfiammatorie IL-1β, IL-6 e TNF-α senza alcuna tossicità o effetti collaterali gravi.25

Gli studi hanno dimostrato che le cellule tumorali umane di tumori polmonari, mammari e uterini sono inibite in modo dose-dipendente dalla terapia con O3 in vitro.

Concentrazioni di O3 di 0,3 e 0,5 ppm hanno inibito la crescita delle cellule tumorali del 40% e del 60%, rispettivamente.

Inoltre, i controlli cellulari non cancerosi non sono stati influenzati da questi livelli di O3. 

A 0,8 ppm, la crescita cellulare del cancro è stata inibita di oltre il 90%. Tuttavia, la crescita delle cellule di controllo è stata inferiore al 50%. Inoltre, con l’invecchiamento delle cellule di controllo, hanno mostrato ulteriore inibizione della crescita e cambiamenti morfologici.

Lo studio ha ipotizzato che con la maturazione delle cellule sane si sia verificata una diminuzione della crescita dovuta all’aumento del danno cellulare subito da ciascuna divisione.39

Utilità clinica

Con la sua ubiquità sempre crescente, la terapia con O3 sta trovando posto in molti settori della medicina e delle specialità mediche.

In effetti, il suo uso clinico può essere sistemato in modo cardiovascolare (Tabella aggiuntiva 1), tessuto sottocutaneo (Tabella aggiuntiva 2), malattia vascolare periferica (Tabella aggiuntiva 3), neurologico (Tabella aggiuntiva 4), testa e collo (tabella aggiuntiva 5), ​​ortopedico (tabella aggiuntiva 6), gastrointestinale (tabella aggiuntiva 7),e genito-urinario (tabella aggiuntiva 8). 

Queste indicazioni sono un prodotto di studi clinici sull’uomo condotti per patologie specifiche relative ai sistemi di cui sopra. Nonostante la mancanza di supporto diretto alla terapia con O3, le attuali normative sulla Food and Drug Administration non ne limitano l’uso in situazioni in cui ha dimostrato la sua sicurezza ed efficacia. 

Tuttavia, c’è stato sostegno per la sua sicurezza ed efficacia negli studi multi-internazionali.

Conclusioni

La terapia con O3 può alterare la storia naturale di diverse malattie e disturbi, con potenzialmente molti altri ancora non testati. 

Numerosi studi di laboratorio hanno fornito prove delle capacità antiossidanti dell’O3, nonché delle modulazioni vascolari, ematologiche e del sistema immunitario. Questa evidenza è stata ulteriormente corroborata da studi clinici con terapia O3 utile in patologie cardiovascolari, sottocutanee, vascolari periferiche, neurologiche, testa e collo, patologie ortopediche, gastrointestinali e genito-urinarie.

La terapia con O3 si è dimostrata particolarmente utile nel piede diabetico, nelle ferite ischemiche e nelle malattie vascolari periferiche, le aree in cui l’uso di O3 è più prevalente. 

Le prossime ricerche di laboratorio e traslazionali dovrebbero iniziare a sviluppare protocolli per O3-AHT nei tentativi di stabilire una relazione dose-risposta in quanto ha dimostrato un’elevata utilità in una miriade di patologie a varie concentrazioni.

Nonostante le prove attualmente convincenti, gli studi futuri dovrebbero includere più studi clinici randomizzati in doppio cieco con campioni di dimensioni maggiori, determinazione della longevità nei benefici prodotti, nonché metodi di misure e analisi.

Efficacia della terapia con ozono nel trattamento di COVID-19

Nessuna terapia è stata dimostrata efficace per il trattamento di COVID-19 [a, b].

La Cina ha esplorato importanti studi clinici su una serie di possibili opzioni di trattamento efficaci tra cui l’ozono terapia. Abbiamo introdotto la nostra esperienza nel trattamento di due casi confermati mediante ozono terapia – Autoemoterapia maggiore (MAH)

Dopo aver ottenuto il consenso informato scritto, il titolare dell’autorizzazione all’immissione in commercio è stato dato ai pazienti una volta al giorno per 7 giorni consecutivi. Ogni volta, 100 ml di sangue venoso venivano raccolti e miscelati con gas O3 nel rapporto 1: 1 tra ossigeno-ozono e volume del sangue, con una concentrazione finale di ossigeno-ozono di 20 μg / ml. Lo studio clinico è stato approvato dal Comitato etico per la ricerca clinica dell’ospedale Renmin dell’Università di Wuhan (WDRY2020-K020).

Caso 1

Un maschio di 53 anni è stato ricoverato all’ospedale Renmin dell’Università di Wuhan il 2020/2/20 a causa di febbre lieve e dispnea per 7 giorni, accompagnato da mal di testa, naso che cola, affaticamento e perdita di appetito. 

All’ammissione, ha presentato una chiara coscienza con una temperatura corporea di 37,5 ℃. L’imaging TC del torace del 2020/219 ha rivelato molteplici piccole ombre irregolari, cambiamenti interstiziali lineari e consolidamento in entrambi i polmoni. È stato confermato COVID-19 il 2020/2/21.

Linfopenia, elevata CRP e IL-6, lieve ipossiemia sono state osservate in test di laboratorio.

Dopo l’ammissione, al paziente è stata somministrata una terapia antivirale, antibiotici, immunoglobuline, omeprazolo, ossigeno supplementare di 3L / min. È stato trattato con O3-MAH il 2020/2/25, una volta al giorno per 7 giorni consecutivi. Con il trattamento di MAH, i suoi sintomi sono scomparsi presto. Sono stati registrati indicatori di laboratorio anomali all’interno del range normale (Tabella 1).

Rispetto all’imaging toracico al basale, le scansioni CT di follow-up hanno mostrato lesioni polmonari bilaterali gradualmente assorbite (Figura 1 aggiuntiva). Il paziente è stato dimesso il 2020/3/14, dopo che l’acido nucleico risulta negativo per due volte consecutive su tamponi rinofaringei e soddisfa altri criteri di dimissione [d]. Non sono stati segnalati eventi avversi correlati al titolare dell’autorizzazione all’immissione in commercio.

Caso 2

Un maschio di 66 anni è stato inviato da una clinica della comunità il 2020/2/5. Soffriva di febbre il 2020/1/22, accompagnato da tosse e mal di gola, con la temperatura corporea più alta di 39,2 ℃. Aveva una storia di malattie respiratorie croniche.

Per la TC del torace il 2020/1/23 ha mostrato “cambiamenti virali simili alla polmonite”, il paziente è stato ricoverato in un centro sanitario comunitario con “sospetto COVID-19 “e confermato COVID-19 il 2020/1/25.

 Tuttavia, la terapia antivirale e gli antibiotici non hanno migliorato la sua condizione, si sono verificati tosse, emottisi e dispnea. La ripetuta TC del torace ha rivelato la progressione della lesione, con molteplici opacità del vetro smerigliato e cambiamenti interstiziali in entrambi i polmoni.

Dopo la segnalazione, gli fu somministrata una terapia antivirale, antibiotici, immunoglobuline, ossigeno supplementare di 3L / min di. Il paziente è stato trattato con O3-MAH dal 2020/215, una volta al giorno per 7 giorni consecutivi. Dopo il trattamento MAH, ha recuperato rapidamente con una gamma normale di indicatori di laboratorio.

 Rispetto all’imaging toracico al basale, la TC di follow-up ha mostrato lesioni polmonari bilaterali ovviamente assorbite (Figura 2). Dopo aver soddisfatto i criteri di dimissione [d], il paziente ha lasciato l’ospedale il 2020/2/22. Non si sono verificati eventi avversi correlati al titolare dell’autorizzazione all’immissione in commercio.

Per mostrare i vantaggi di questo trattamento, i due casi sono stati confrontati con altri due soggetti senza MAH, in base all’età e alla gravità della malattia. Abbiamo scoperto che i pazienti senza MAH avevano una durata più lunga dello spargimento virale e la durata della degenza ospedaliera.

Discussione

Presentiamo la possibilità della terapia con ozono come trattamento per COVID-19 in due casi confermati gravi. Il titolare dell’autorizzazione all’immissione in commercio è stato eseguito su ciascun paziente per sette giorni. Dopo il trattamento, due pazienti hanno rimesso i sintomi e dimessi con test RT-PCR negativi per SARS-CoV-2.

Non è stato confermato che agenti terapeutici specifici siano efficaci per COVID-19, pertanto in Cina sono stati testati numerosi farmaci antivirali o misure terapeutiche. L’ozono terapia è stata continuamente utilizzata per la storia decennale di pratiche, in particolare in Europa per una varietà di condizioni infettive, immunologiche e circolatorie [c]. 

Recentemente, è stato riscontrato il potenziale effetto dell’ozono sull’inattivazione virale in vivo [c]. Gli studi hanno anche riportato l’efficacia e la sicurezza della somministrazione di ozono su pazienti affetti da HIV, epatite C, Ebola, influenza [c, e, f]. Come nuova immunoterapia e modalità economica e sicura, l’ozonoterapia ha la sua razionalità nel trattamento dei pazienti con COVID-19 [g, h], che è stato confermato dai nostri risultati osservativi preliminari.

 Tuttavia, l’uso combinato con altri trattamenti può essere giustificato e sinergico [g]. 

Poiché i trattamenti per quattro pazienti con COVID-19 sono stati seguiti dalla raccomandazione delineata nelle Linee guida cinesi [d], riteniamo che la terapia con ozono possa essere responsabile dei buoni effetti osservati nei due casi.

In breve, la terapia con ozono può essere una modalità utile nel controllo dell’infezione da COVID-19, tuttavia, sono necessari ulteriori studi clinici per determinare l’efficacia, il dosaggio ottimale dell’ozono e la durata appropriata del trattamento.

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