우리 몸의 세포는 성장을 위해 산소가 필요하며, 수년 동안 의사들은 암세포도 성장을 위해 산소가 필요하다고 믿었기 때문에 모든 유형의 산소 요법을 외면했습니다. 그러나 연구를 통해 의사들은 암 세포가 산소가 부족한 환경에서 번성하여 종종 암 환자에게서 볼 수 있는 저산소혈증을 초래한다는 사실을 확인했습니다.
따라서 이전의 믿음과는 달리 고압산소(HBOT)를 통해 전달되는 증가된 산소 수치는 암 성장을 방해합니다.
2009년 옥스포드 대학의 연구원들이 수행한 연구와 같이 고형 종양에 산소를 주입하면 환자의 회복 가능성이 크게 증가하고 암세포에 대한 화학 요법 치료의 효과가 증가한다는 연구 결과가 있습니다.
암의 근본 원인은 세포의 산소 결핍 때문이다
노벨상 수상자인 오토 바르크 박사는 암의 근본 원인을 ‘세포의 저산소＇라고 설명합니다.
48시간 동안 세포내 산소량이 35% 줄어들면 그 세포는 암으로 변할 수 있다고 말합니다.
저산소증은 고형암에서 특징적인 소견이며, 암세포의 생존, 혈관 생성, 해당 작용 및 암이 전이되는데 중요한 역할을 합니다.
산소는 상처의 치유에 매우 중요한 요소라고 알려져 있기 때문에 암에 산소를 투여하면 암의 성장에 도움이 될지,
반대로 억제 할지에 대한 확실한 근거를 제시하지 못하였습니다.
비록 고압산소치료 방법을 통하여 암을 치료한 연구 보고들이 많지는 않지만,
최근에 보고된 연구결과에 따르면 암환자에서 고압산소치료는 안전한 것으로 밝혀졌습니다.
과거에는 저산소증이 암세포의 분열과 성장을 제한하는 요소라고 알고 있었으나, 최근의 연구에서는 저산소증이 암의 분화와 진행을 촉진하는 인자로 밝혀졌습니다. 암세포는 만성적인 저산소 상태에서 생존할 수 있게 적응해서 변형된 세포라고 할 수 있습니다.
오히려 저산소증이 되면 신생혈관의 생성이 촉진되어 암세포의 성장과 전이에 도움을 줄 수 있다. 뿐만 아니라 저산소증이 되면 유전자의 불안정성이 증가되고 주변조직으로의 침습능력이 활성화되고 미분화된 세포 상태가 지속됩니다.
그 결과 암의 성장을 촉진하고 재발이 잘되는 결과를 얻었습니다
그리고 저산소증이 되면 기존의 항암치료에 대한 저항성이 증가된다는 것이 밝혀졌습니다.
특히 산소농도는 방사선 치료의 저항성에 매우 중요한 역할을 합니다.
암에서 저산소 상태가 되면 상피세포가 간질세포로 이행(epithelial-to-mesenchymal transition, EMT)됩니다.
그 결과 암은 주변조직으로의 침습성이 증가되고 원격전이가 더 잘되는 상태로 됩니다.
다양한 실험 결과는 암에서 고압산소를 투여하면 세포사멸을 촉진하는 MAPK경로가 활성화되고 세포사멸을 억제하는 ERK경로가 하향 조절된다고 합니다. 실제로 골육종에서 고압산소를 투여한 연구에서 세포의 사멸이 유도되는 것을 볼 수 있었습니다다.
뇌교종과 유방암에 대한 동물 실험에서도 고압산소에 의하여 세포사멸이 일어났습니다.
암 조직
세포가 손상을 받으면 DNA 복구 유전자나 자가포식으로 인해 손상된 세포를 복구시켜 정상세포로 만들지만
이게 제대로 작동하지 않는 경우가 발생합니다.
그러면 암 억제유전자인 P53에 의해 세포사멸을 유도하지만 P53 유전자에 변이가 발생하면 세포 사멸이 아니라 암세포가 만들어집니다.
암의 특징 중 하나는 과학적으로 저산소증이라고 하는 저산소 세포 환경입니다.
저산소증은 일반적으로 세포 사멸을 유발하지만 암세포는 이러한 상황에서 생존하고 번성하도록 적응했습니다.
암은 저산소 상태로 저산소 상태가 되면
고압산소테라피를 하면
그래서 암의 성장을 막고 항암요법과 방사선요법의 치료 효율을 높이고 부작용을 막기 위해서는 풍부한 산소가 필요합니다.
가장 좋은 대안이 고압산소테라피로 꾸준히 이 테라피를 사용하면 암세포가 정상세포로 돌아올 수도 있고 암세포를 죽일수도 있습니다.
산소가 잘 공급된 종양 세포는 저산소 세포보다 방사선 치료에 세 번 더 반응한다는 사실을 발견했습니다
이용가능한 결과에 따르면 환자의 종양 산소분압값은 췌장암, 두부암, 목 종양, 유방암, 자궁경부암, 흑색종 및 암을 포함한 여러 다른 종양 유형에서 낮은 값(<10mmHg)의 존재를 입증했습니다..
대사적 산소 요구량이 공급량을 초과하면 암세포의 산소 결핍 부위가 악화되고 대사에 변화가 생깁니다
암은 빠르게 성장하여 암이 발생한 부위의 혈관계가 부족하고 저산소 상태가 되는 경우가 많습니다.
암 환경에서는 암세포와 혈관 사이의 거리가 증가하고 O 2 확산이 감소함에 따라 만성 저산소증이 발생합니다.
활성산소(ROS)가 최대로 세포 독성이 되도록 생성하려면 산소가 필요함을 의미합니다.
고압산소와 시스플라틴을 결합하면 인간 난소암 이종이식 모델에서 종양 부피가 크게 감소했습니다.
산소 농도가 항암요법과 방사선 치료의 효과에 영향을 미칩니다.
산소 농도가 낮은 저산소증은 대부분의 암에서 나타납니다.
그러나 그 산소양은 종양 유형에 따라 다릅니다.
성장하는 종양에는 이용 가능한 양보다 더 많은 산소가 필요합니다.
또한 이미 존재하고 있는 세포와 혈관 사이의 거리도 늘어납니다.
이는 산소가 환경 전체로 퍼지는 것을 더 어렵게 만들고 공기의 산소화도를 더욱 감소시킵니다.
평균적으로 저산소 종양 조직의 산소량은 1%~2% O2 이하입니다.
이것이 바로 저산소 종양 조직이 자라기 위해 더 많은 산소가 필요한 이유입니다.
고형 종양/암의 특징 중 하나는 과학적으로 저산소증이라고 하는 저산소 세포 환경입니다. (Hypo = 낮음, oxia = 산소)
저산소증은 일반적으로 뇌졸중이나 폐색전증의 경우와 같이 세포 사멸을 유발하지만
암세포는 이러한 상황에서 생존하고 번성하도록 적응했습니다.
고형 종양의 일반적인 특징인 저산소증은 화학 요법, 방사선 요법 및 면역 요법과 같은 기존 암 치료의 효능을 크게 방해합니다.
증식 및 진행성 종양에서 산소 고갈은 생존, 전이 및 임상적으로 악성 표현형을 촉진하는
일련의 유전적, 전사적 및 대사적 적응을 유발합니다.
저산소증은 조직의 정상적인 생리적 산소화보다 산소 수치가 낮은 상태로 종양의 특징이며
전립선암, 자궁경부암, 유방암, 두경부암을 포함한 많은 암의 예후가 좋지 않다는 지표입니다.
저산소증은 일반적으로 1-2% O2 범위이지만 종양 크기, 병기, 초기 산소화 수준 및 산소 측정 방법에 따라 다릅니다.
종양 미세혈관까지의 거리는 저산소증의 정도에 영향을 미칠 수 있습니다.
일부 영역은 무산소 상태(산소 0%)이거나 심각한 저산소 상태(약 0.2% 산소)일 수 있습니다.
인간은 생명의 근원을 산소에 두고 있습니다.
암 치료에서도 산소가 바탕이 되지 않으면
삶의 양과 삶의 질이 나아지지 않습니다.
암이 발생하는 원인도 인체내의 산소 부족이 결정적인 원인이 됩니다.
또한 암 치료에서도 고압산소의 위력은 대단합니다.
저산소의 우려 때문에 고압산소테라피는 저산소 세포 환경을 극복하는 데 도움이 되는 역할을 할 수 있습니다.
이러한 요법 중 하나는 정상 대기압보다 높은 압력에서 100% 산소를 투여하는 고압산소테라피(HBOT)입니다.
고압산소테라피는 혈액 내 용존 산소량을 증가시켜 종양 환경으로의 산소 전달을 증가시키고 저산소증을 감소시킵니다.
이처럼 다양한 표적이 있는 가운데 암세포의 에너지 생산과 물질대사의 특징인 바르부르크 효과를 타깃으로 한
치료법이 주목 받고 있습니다.
이 바르부르크 효과(Warburg effect)라고 하는 것은
"암세포는 산소가 충분한 상황에서도 미토콘드리아의 산화적 인산화가 억제되어, 산소를 사용하지 않는 혐기성 해당과정을
항진하고 있다"는 현상으로, 암세포의 에너지 생산과 물질대사에서 가장 특징적인 변화입니다.
고압산소테라피의 암 치료 효과
제공할 수 있는 이점 중 일부는 다음과 같습니다. (저산소유도인자인 Hif-1 억제)
고압산소와 암에 대한 대사적 접근
암에 대한 대사적 접근 방식은 암 치료 및 예방을 위한 새로운 길을 열었고 , HBOT는 이러한 맥락에서 잠재적인 보조 치료법으로 떠오르고 있습니다 . HBOT가 암에 대한 대사적 접근 방식과 어떻게 관련될 수 있는지는 다음과 같습니다.
왜 암 치료에서 고압산소테라피가 중요할까요?
이 문제를 몇 가지 경우로 나누어 설명하고자 합니다.
항암제, 방사선 등의 치료를 할 때 산소가 중요한 이유는 항암제 방사선치료의 효과를 높이고,
치료의 부작용으로부터 정상세포를 보호하는데 있습니다.
암세포는 세포호흡 과정에서 무산소해당 과정만을 거치므로 체내에 젖산,피부루산 등 많은 노폐물이 생기게 되며
이 과정에서 암세포 주변은 아주 강한 산성을 띠게 되고, 혈액의 점성도가 높아지며 면역력은 억제시키며
체내의 산소는 부족한 상태에 이릅니다.
또 고압산소는 암세포의 성장과 증식을 억제합니다. 암 성장은 저산소 상태에서 이루어지기에 고압산소로 풍부한 산소를 공급해주면
암은 더 이상 성장.증식을 할 수 없습니다. 세포 대사도 해당작용에서 미토콘드리아를 통한 산화적인산화로 바꾸면서 에너지 생성 시
부산물인 활성산소를 통해 암세포를 사멸시킬 수 있습니다. 분화가 안된 암 세포가 정상 세포로 돌아가는 것은 덤으로 얻을 수 있습니다.
산성화된 혈액에서 정상적인 혈액순환이 이루어지지 않는 상태에서는 항암제를 투여하더라도 약물이 암세포에 제대로 전달될 수 없어
항암제의 효과가 떨어지게 됩니다. 따라서 항암제의 효과를 최대한 얻기 위해서는 암세포 주변의 혈관에 산소를 많이 공급해 주어야 합니다.
방사선 치료가 암과 싸우는 데 매우 중요하다는 것을 알고 있지만 문제는 방사선이 주변 조직도 손상시 킬 수 있다는 것입니다.
이 손상은 너무 자주 방사선 직장염(결장 손상) 및 방사선 방광염(방광 손상)과 같은 상태를 초래합니다.
환자는 또한 골반 및 복부 부위에 다른 합병증을 유발할 수 있습니다.
이러한 합병증은 요실금과 일상 활동을 수행하는 데 통증을 유발할 수 있으며, 이는 여러 면에서 쇠약해질 수 있습니다.
고압산소 요법이 수많은 환자들이 결장, 방광, 머리와 목, 유방, 뼈 및 연조직에 대한 그러한 손상으로부터 회복하는 데 도움이 됩니다.
수년간의 연구 결과에 따르면 고압산소 요법은 의사의 진료에 대한 보조 요법으로 방사선 요법의 고통스러운 합병증과 싸우는 것으로
나타났습니다. 아마도 방사선 방광염이나 방사선 직장염이 있을 때 가장 실망스러운 부분은 의사가 이러한 어려운 상태가 언제 끝날지
예측할 수 없다는 것입니다. 일부 환자는 방사선 요법 후 수십 년 동안 심각한 증상을 경험합니다
또 방사선 치료의 경우에도 방사선의 감수성 (암세포가 방사선을 흡수하는 것, 방사선의 감수성이 높아야 암세포가 많이 죽습니다)이
산소의 농도에 좌우됩니다. 즉 방사선 치료를 받을 부위의 산소 농도가 높으면 암세포가 많이 죽고, 방사선 치료를 받을 부위가
산소 농도가 낮으면 방사선이 암세포를 제대로 죽이지를 못합니다.
현재 방사선 치료를 할 때 여러 번 나누어서 하는 이유 중 하나가 오늘 방사선을 하고 다음날 방사선 할 때까지 방사선 치료를 받을 부위에
산소의 농도가 높아지기를 기다리는 것입니다.
따라서 단순히 방사선 치료를 받고 다음날이 되기까지 손을 놓고 기다리기보다는 치료 부위에 산소 농도를 높일 수 있는
고압산소테라피(HBOT)를 이용하는 것이 반드시 필요합니다.
대부분의 경우 HBOT 요법은 화학 요법 및 방사선과 같은 전통적인 암 치료법과 함께 작동합니다.
그러나 최근 연구에서는 HBOT 치료가 암 치료에 중요한 역할을 할 수 있다는 유망한 결과를 보여주고 있습니다.
Cancer Biology and Therapy에 발표된 2010년 연구에 따르면 생쥐의 난소 종양에 HBOT 요법을 21일 동안 매일 투여한 결과
종양 성장이 크게 감소한 것으로 나타났습니다 . 그들은 한 단계 더 나아가 다른 쥐의 HBOT 요법과 함께 화학요법제를 추가했습니다.
결과는 조합이 2주 이내에 종양 부피를 감소 시키는 것으로 나타났습니다.
지난 몇 년 동안 수많은 연구에서 HBOT 치료와 다양한 유형의 뇌암 사이의 연관성을 조사했습니다.
Oncology Letters에 발표된 2015년 연구에서 연구자들은 HBOT 치료가 예후가 좋지 않은 매우 공격적인 뇌암인
다형교모세포종(GBM)으로 새로 진단받은 환자에게 효과적인지 여부를 조사했습니다. 그
들은 HBOT 치료의 추가가 효과적인 치료 옵션이며 환자의 예후를 개선할 수 있다고 판단했습니다.
2018년 4월에 발표된 또 다른 연구에 따르면 방사선 요법과 함께 HBOT를 사용하면 두경부암 진단을 받은 환자의 사망률이
크게 감소했습니다. 또한 HBOT 치료를 추가하면 종양 재발 가능성이 낮아졌습니다.
고압산소가 방사선 직장염 환자의 부작용 문제 해결
방사선 치료를 받았거나 전립선 수술을 받은 환자는 아래와 같은 여러 가지 합병증과 부작용을 경험할 수 있습니다.
다행스럽게도 고압산소 요법은 방사선으로 인한 손상을 75% 이상 감소시키고 종종 치료하는 것으로 나타났습니다.
고압산소로 방사선 방광염 환자의 부작용 문제 해결
방사선 치료를 받았거나 전립선 수술을 받은 환자는 아래와 같이 여러 가지 합병증과 부작용을 경험할 수 있습니다.
전통적인 치료에는 종종 수혈이나 수술이 포함되며 이는 종종 고통스럽습니다.
즉, 고압산소 요법은 방사선 방광염 환자를 75% 이상 성공적으로 치료합니다
