Jedna od najbolje objašnjenih indikacija za HBO je gasna gangrena izazvana anaerobnim mikroorganizmima. Organizam predominantno odgovoran za nekrotični miozitis kod gasne gangrene je Clostridium perfringens (Welchii). Spada u grupu ubikvitarne flore, široko je zastupljen u čovekovoj okolini i postaje naročito opasan kada kontaminaciju rane prati ishemija i prisustvo nekrotičnog tkiva. Kiseonik je bakteriostatičan i baktericidan za anaerobne mikroorganizme grupe Clostridiae. Izlaganje kulture Clostridum perfringensa visokom pritisku kiseonika dovodi do usporavanja njihove replikacije i konačno umiranje mikroorganizama. Ipak, korisan učinak HBO u lečenju gasne gangrene, više se zasniva na inhibiciji proizodnje bakterijskog alfa toksina nego na uništavanju samih mikroorganizama. Alfa toksin je glavni činilac u razvijanju nekrotizirajućeg miozitisa. Toksin se po izlasku iz bakterijske ćelije odmah vezuje za okolno tkivo i nije odgovoran za toksemiju koja se javlja kod gasne gangrene. Pad povišene temperature i smanjenje toksemije koje se javlja kod pacijenata tretiranih HBO terapijom izgleda da je posledica smanjenja destrukcije mišića.

Korišćenje 100% kiseonika čak i na veoma visokim pritiscima, ne može da podigne ćelijski pritisak kiseonika ili da ubije klostridiju u regionima gde je lokalna cirkulacija u potpunosti kompromitovana. Zato primena HBO terapije ne može biti zamena za adekvatne hirurške procedure kao što su drenaža, debridman, ponekad i amputacija. HBO kao antibiotska terapija, u ovom slučaju je samo važan pomoćni činilac. Do sada nije utvrđen povoljan učinak HBO terapije na klinički razvijenu infekciju tetanusnom klostridijom iako se koristi u praksi.

Nekrotizirajuće infekcije mekih tkiva, uzrokovane aerobnim, anaerobnim ili mešovitim bakterijskim mikroorganizmima, postaju sve značajniji problem u medicinskoj i hirurškoj praksi. Događaju se u sve većem broju i idu ozbiljnijim tokom, naročito kod imunodeficijentnih pacijenata. Supresija imunog sistema može biti uzrokovana nekom postojećom sistemskom bolešću, kao što je dijabetes, kod kandidata za transplanataciju ili nekritičnom upotrebom antibiotika. Klinička slika ovih infekcija varira i često kasni za objektivnim razvojem situacije. Zato i na samu sumnju anaerobne infekcije treba primeniti HBO tretman sa visokim PO2. Visok pritisak kiseonika u inficiranom tkivu putem HBO ima direktan baktericidni efekt na striktno anaerobne i neke mikroaerofilne aerobne mikroorganizme. Objašnjenje za ovaj efekat je formiranje nekoliko toksičnih kiseoničkih radikala: superoksida, vodonik peroksida, hidroksilnih radikala i molekularnog kiseonika intracelularno i ekstracelularno. Osetljivi mikroorganizmi nemaju odbrambene mehanizme kao što su formiranje enzima za degradaciju kiseonika kao što su superoksid dizmutaza, peoksidaza i katalaza. HBO tako ima baktericidan efekt na većinu klostridija a istovremeno sprečava produkciju histotoksičnog alfa toksina.

Većina aerobnih mikroorganizama su u stvari fakulatativni anaerobni. Mogu da žive i da se razmnožavaju u okolini sa smanjenom ili normalnom koncentracijom kiseonika. Striktno aerobni organizmi zahtevaju normalnu koncentraciju kiseonika za život i reprodukciju. HBO uzrokuje povećanje produkcije toksičnih kiseoničnih radikala ali se ovi mikroorganizmi brane povećanom produkcijom antioksidativnih enzima, zato nema direktnog efekta HBO na aerobe. Međutim kod infekcija aerobima kiseonik ima indirektan efekat. Povišena tenzija kiseonika u inficiranom tkivu veoma je važna za fagocitne mehanizme odbrane. U Procesu fagocitoze, kada fagocit ingestira bakteriju dešavaju se dva intraćelijska procesa: degranulacija zavisna od kiseonika i takozvana kiseonična erupcija leukocita. Tokom degranulacije razvijaju se enzimi koji ubijaju bakteriju, npr. hidroksilaze i peroksidaze. Proces kiseonične ili respiratorne erupcije (burst) opisan je još 1933. od Baldridža i Žerara a odnosi se na fenomen naglog povećanja potrošnje kiseonika od strane aktiviranog fagocita. U početku se mislilo da se radi o povećanoj metaboličkoj potrebi ali je kasnije postalo jasno da leukocit koristi ovaj dodatni kiseonik za produkciju batkericidnih kiseoničkih radikala. Za normalnu fagocitozu neophodno je tkivna tenzija kiseonika od 40 mm Hg. Ova koncentracija se gotovo nikad ne dostiže u inficiranom tkivu bez HBO. Sledeći efekat HBO je pojačanje osteogeneze putem: proliferacije fibroblsta i formiranja kolagena u višku, pupljenjem kapilara i neovaskularizacija, osteoklastične i osteoblastične aktivnosti, formiranje kalusa i mineralizacija. Indirektni efekat kiseonika može biti sumiran kao stimulacija odbrambenih i reparatornih mehanizama domaćina.

Klasifikacija se obično formiraju na osnovu predpostavljenih uzročnika, vrste zahvaćenog tkiva i neophodne terapije. Svaki od navedenih kriterijuma ima prednosti i nedostatke obzirom da se bazira samo na jednoj komponenti problema. Teško je izolovati pravog izazivača iz mase anaeroba i aeroba koji se mogu izolovati iz inficiranog tkiva. Teško je odrediti koje je tkivo primarno zahvaćeno naročito u odmaklim slučajevima. Konačno terapija je skoro uvek sklop hirurških procedura, antibiotkse terapije i hiperbarične oksigenacije u odabranim slučajevima.

Melenea je 1924 opisao gangrenu hemolitičkim streptokokom i nazvao je Melenejev čir, a Cullen je iste godine opisao takozvanu "postoperativnu, progresivnu, bakterijsku sinergističku gangrenu" posle appendiktomije. U početku je vladala velika konfuzija. Ogroman broj različitih mikroorganizama je prikazivan kao uzročnik, ali se posle detaljnih studija tokom godina došlo do zaključka da se radi o sinergističkoj akciji mikroaerofilnog nehemolitičkog streptokoka i hemolitičkog stafilokokus aureusa. Od ranih 30 godina, postoji velika konfuzija u nomenkalturi jer je ista infekcija zbog različite kliničke slike bila svaki put drugačije nazvana i publikovana u mnogim radovima kao zaseban, novootkriveni entitet. 1975. godine Ledingham i Tehrani, predložili su da se sve obe bolesti mogu klasifikovati u dve različite grupe:

1. Progresivna bakterijska gangrena i celulitis
2. Nekrotizirajući fasciitis i miozitis

Etiologija nekrotizirajućeg fasciitisa i progresivne bakterijske gangrene je multi faktorijalna. Neki faktori su bakterijska populacija i lokalni faktori povoljni za rast bakterija.

1. Lokalna trauma tkiva i bakterijska invazija su posledice operacija kao što su abdominalni zahvati kod intraperitonealnih abscea, drenažne procedure kod ishiorektalnih i perianalnih abscesa, manje i veće lezije kod intramuskularnih injekcija i intravenskih infuzija.
   Kod nekrotizirajućeg fasciitisa, hemolitički streptokoki inicijalno igraju važnu ulogu. Kasnije se bakteriološke šema menja zbog korišćenja antibiotika i naseljavanja inficirane regije drugim mikrooranizmima.
   Kod progresivne bakterijske gangrene, bakterijski sinergizam izgleda da igra ulogu inicijalno, ali nije otkrivena specifična kombinacija bakterija a bakteriološka slika se takođe vrlo brzo menja.
2. Lokalna ishemija se često javlja kod pacijenata sa dijabetesom, arteriosklerozom kao i posle amputacija koje su nekad neophodne kod dijabetične i arteriosklerotične vaskularne insuficijencije. Štaviše, relativna avaskularnost fascijalnih površina se može zapaziti kod nekrotizirajućeg fasciitisa. Dokazano je da je gangrena potkožnog tkiva i kože uzrokovana trombozom potkožnih krvnih sudova.
3. Redukovani odbrambeni mehanizmi domaćina. Kod skoro svih pacijenata prisutna je ozbiljna sistemska bolest. Specifični imunološki defekt nije mogao biti izolovan.
   Dijagnoza se postavlja na osnovu makroskopskog izgleda obolele regije. Opšte stanje pacijenta, klinički kurs bolesti i bakteriološki nalaz nisu od odlučujućeg značaja.
   Terapija je kombinovani pristup hirurgije, antibiotika i hiperbarične oksigenacije koja je od krucijalnog značaja. Mortaliteti se kreću od 30-75%.

Progresivna bakterijska gangrena i celulitis

Lagano napredujući infektivni proces koji primarno zahvata kožu i potkožno tkivo, ali nikad duboku fasciju. Gangrena kože je direktno povezana sa infekcijom kože. Oko mesta povrede ili infekcije javlja se celulitis s crvenilom i edemom praćenim centrifugalnom nekrozom. Patognomonično je da je duboka fascija iznad mišića uvek intaktna. Oko zahvaćenog regiona, formira se uzdignuta eritematozna granična zona širine 1-2 cm. Brzina širenja varira od svega nekoliko časova do nekoliko nedelja, čak i meseci. Sveže granulacije s reepitalizacijom u centru se mogu pojaviti istrovremeno sa centrifugalnim širenjem na periferiji. Zahvaćena regija je uvek jako bolna.

Bakteriološki, uzročnik može biti anaerob kao kod krepitirajućeg klostridijalnog celulitisa, aerob ili mešovita flora. Bakterijski sinergizam igra važnu ulogu, ali se ne može jasno izdvojiti nijedna specifična kombinacija bakterija. Da bi se kulturom odredio uzročnik, neophodno je uzeti biopsiju tkiva sa periferije procesa, nikako bris iz nekrotičnog centra u kome se nalaze različiti mikroorganizmi ne vezani za infekciju. U 92 % slučajeva, uz pravilno zasejane kulture uzete biopsijom tkiva s ruba promene, izolovani su streptokoki, stafilokoki i ređe koliformni bacili, proteus, pseudomonas i klostridije.

Anaerobni klostridijalni celulitis se često pogrešno dijagnostikuje kao gasna gangrena. Generalno, radi se o mnogo benignijem oboljenju. Klostridije se mogu naći u čistoj kulturi i može postojati izražena nekroza ali nisu zahvaćeni mišići niti duboka fascija, osim u krajnje odmaklim slučajevima. Kada postoji ekstenzivno oštećenje mekih tkiva, klostridijalni celulitis zaista može preći u pravi klostridijalni miozitis sa mionekrozom.

U preko 90 % slučajeva progresivne bakterijske gangrene, postoji osnovna sistemska bolest, najčešće dijabetes a ređe arterioskleroza i maligniteti.

Prognoza progresivne bakterijske gangrene je generalno nešto bolja nego kod nekrotizirajućeg fasciitisa a izgleda da je u većoj korelaciji sa osnovnom sistemskom bolešću. Hirurški pristup može se ograničiti na nekretomiju, ekciziju ivične zone i autotrensplantaciju kožnih transplantata.

Za antibiotsku terapiju važe ista pravila kao i za antibiotsko lečenje nekrotizirajućeg fasciitisa. Antibiotici moraju biti upravljeni prema uzročniku što je naravno lakše reći nego učiniti. Pitanje je koji je od izolovanih mikroorganizama odgovoran kao uzročnik. Ovo podvlači neophodnost uske saradnje hirurga i kliničkog bakteriologa.

Rezon za primenu HBO je dobro dokumentovan. Svakako da se HBO mora posmatrati kao adjuvantna metoda u odnosu na hiruršku proceduru i antibiotike. U našem iskustvu, svi pacijenti su povoljno reagovali kada je HBO bila pridodata hirurškoj proceduri. Uvođenjem hiperbarične oksigenacije, progresija gangrene se zaustavlja, formira se čista, granulisana rana pogodna za graftovanje posle tri nedelje svakodnevnog HBO tretmana. Mi preporučujemo ađuvantnu HBO terapiju kod slučajeva refraktornih na ostale modalitete terapije, u slučajevima sa ozbiljnom osnovnom bolešću i kod simptoma generalizovane intoksikacije.

Nekrotizirajući fasciitis i miozitis

Nekrotizirajući fasciitis i miozitis je progresivni, fudrojantan inflamatorni proces lokalizovan na površini duboke fascije i u potkožnom tkivu uključujući i površnu fasciju sa sekundarnom nekrozom kože uzrokovanom trombozom potkožnih krvnih sudova.

Nekrotizirajući fasciitis može početi kao hirurška rana, posle obične trivijalne povrede kao što je ujed insekta, kontuzija sa oguljotinom a može se javiti i bez definisanog razloga čak i kod dece. Obično se javlja nagli bol, otok na mestu ili u blizini povrede sa nespecifičnim eritemom i edemom. U početku je region jako bolan ali kasnije bol prestaje, region postaje praktično anesteziran. U nekoliko sledećih časova ili dana zavisno od slučaja, crvenilo se rapidno širi, ivice se nejasno stapaju sa zdravom kožom ali nisu uzdignute kao kod erizipela. Ovi znaci i simptomi su sekundarni u odnosu na patognomonični fenomen fascijalne nekroze. Nekroza se manifestuje u ekstenzivnom podminiranju kože. Ukoliko postoji otvor na koži sondom ili prstom može se lako ući pod kožu. U slučaju intaktne kože, jedini način je incizija do fascije koja je zelenkasto žuta, nekrotična. Po uklanjanju fascije, zdrav, crven, krvareći mišić se jasno vidi. Ukoliko se facija ostavi intaktna, sekundarna infekcija mišića s miozotisom i mionekrozom može se očekivati u kasnijoj fazi. Zato je rana ekscizija nekrotične fascije preventivna. Bez tretmana, na koži se pojavljuje mrka diskoloracija s nepravilnim i nejasnim ivicama. Ova fleka se može javiti na izvesnoj razdaljini od mesta povrede ili hirurške rane. Mrljaste zone se spajaju dok ne formiraju slivenu gangrenoznu površinu, dok se difuzno crvenilo i dalje širi. Obično je pacijent lošeg opšteg stanja, febrilan 39-40 C0. Karakteristično je mnogo veće širenje fascijalne nekroze nego što se može pretpostaviti na osnovu kožnih promena. Koža koja izgleda normalno je ustvari podminirana i odignuta od fascije na velikoj razdaljini od mesta infekcije. Nekroza kože, sekundarana je posledica tromboza potkožnih krvnih sudova a cela regija je anestezirana zbog nekroze nervnih vlakana. Lokalizacija nekrotizirajućeg fasciitisa ima jednaku distribuciju na telu i na ekstremitetima. Glava i vrat su nešto ređe zahvaćeni.

Furnijerova gangrena je oblik nekrotizirajućeg fasciitisa. Pažljivom opservacijom možemo utvrditi da proces počinje na skrotalnoj fasciji, nekrozom, tvrdinom, lokalnim edemom i crvenilom kože skrotuma. Ubrzo koža postaje nekrotična tako da se patognomična crna tačka jasno vidi. Kada proces krene iz penoskrotalne odnosno vulvarne regije ka abdomenu ili ekstremitetima, viđa se karakteristična slika nekrotizirajućeg fasciitisa. Ovakva infekcija najčešće je lokalizovana u perianalnoj regiji posle loše lečenog paerianalnog abscesa. Oko 75% uglavnom starijih pacijenata ima dijabetes kao osnovnu bolest. Najčešće su izolovani aerobni gram negativni bacili: B. Fragilis i anaerobni streptokok. Streptokoki mogu biti odgovorni za prateću mišićnu nekrozu. Neuobičajeno visok mortalitet od skoro 75 % može se objasniti starošću pacijenata i ozbiljnim osnovnim oboljenjima.

Preporučuje se rana i ekstenzivna incizija kože i potkožnog tkiva, široko do u zdravo, čemu sledi ekcizija sve nekrotične facije i devitalizovanog potkožnog tkiva i kože. Ovakva procedura se mora ponavljati koliko god puta bude potrebno. Antibiotska terapija je važna stavka u terapiji ali sekundarna u odnosu na hirurški zahvat. Preporučene terapijske šeme se stalno menjaju zbog razvoja novih antibiotika kao i zbog rezistencije mikroorganizama. Kolonizacija i selekcija mikroorganizama direktno zavisi od primenjenim antibiotika. U vreme kada se postavi klinička dijagnoza, obično je prisutna mešovita flora pa je od izuzetnog značaja tretirati uzročnika a ne konkomitantnu floru. Ako su streptokoki već indetifikovani kao glavni uzročnik nekrotizirajućeg fasciitisa, onda je lek izbora penicilin a ceflaosporini i klnidamicin su lekovi drugog izbora. Ukoliko je prisutna bacteroides fragilis, može se tretirati klindamicinom ili metronidazolom.

Klinički izveštaji ukazuju na adjuvantnu ulogu HBO u lečenju nekrotizirajućeg fasciitisa. U nekim slučajevima primenom HBO došlo je do dramatičnog oporavka, dok je u drugim izostala bilo kakva reakcija. Ostaje da se utvrdi tačna uloga i mesto HBO. Ukoliko postoje uslovi za primenu HBO ne treba je uskretiti nijednom pacijentu obolelom od nekrotizirajučeh fasciitisa. Međutim, rana i pravilna hirurška intervencija je od tolikog značaja da se u ovoj fazi razvoja hiperbarične medicine ne može preporučiti transport u udaljeni centar za HBO terapiju ukoliko bi to značilo ozbiljnije kašnjenje hirurške procedure. Idealna je rana hirurška intervencija u kombinaciji sa HBO terapijom.

Iako miozitis i mionekroza mogu biti uzrokovani aerobima i mešovitom florom ovo je prilično retka situacija. Najčešća i najopasnija je gasna gangrena tj. anaerobni klostridijalni miozitis sa mionekrozom. Dijgnoza gasne gangrene je ekskluzivno rezervisana za invazvnu klostridijalnu infekciju mišića, karakterizovanu toksemijom, ekstenzivnim edemom, masivnom destrukcijom tkiva i produkcijom gasa u različitom stepenu. Gasna gangrena je ili endogena ili egzogena infekcija uzrokovana anaerobnim sporiformnim, gram pozitivnim inkapsuliranim bacilima iz roda Clostridium. Više od 150 sojeva klostridija je opisano, ali samo šest su povezane sa gasnom gangrenom kod ljudi: C. perfringens, C. septicum, C. bifermentans, C. sporogenes, C. fallax i C. novyi. Najrasprostranjeniji u prirodi je ubikvitarni C. perfirngens.

Jedan od prvih znakova gasne gangrene je izuzetno jaka bol u predelu rane, operativnog ožiljka ili mesta intramuskularne injekcije. Ubrzo posle javljanja ovog neobično jakog bola, region rane enormno otiče. Inicijalno, bela koža postaje zategnuta i sjajna. Može se javiti vodenast, crvenkasto braon eksudat. Gas koji bakterije proizvode iz ugljenih hidrata je delikatno raspoređen u mišićima tako da se u početku ne može osetiti, ali se može videti na RTG snimku kao paperjaste strukture između mišićnih vlakana. U sledećoj fazi dolazi do progresivne centripetalne diskoloracije kože koja dobija bakarnu ili bronzanu boju. Najtamnija je zona oko same rane. Pritisak u otečenom tkivu može biti toliko veliki da kompromituje arterijsku cirkulaciju i drenažu limfe. Destrukcija tkiva i brzina progresije mogu biti zapanjujuće. U ovoj fazi bolesti formirani gas prednjači u odnosu na diskoloraciju kože i nekrozu. Sada se gas može napipati sa čujnim krepitacijama prokismlno od zone diskoloracije. Zatim koža tamni, formiraju se bule ispunjene serosangvinolentnim eksudatom koji sakrži klostridije, a iz rane se širi specifičan slatkast smrad. Bez lečenja pacijent umire.

Moderno lečenje gasne gangrene uključuje hirurgiju, antibiotski tretman, mere reanimacije i hiperbaričnu oksigenaciju. Klinički eksperimenti na životinjama, dokazali su da se kombinacijom hirurgije, antibiotika i HBO terapije postižu daleko bolji rezultati nego ako se bilo koji od navedenih modaliteta primene pojedinačno.

Iako hirurgija ima važnu ulogu u lečenju gasne gangrene, uvođenjem hiperbarične oksigenacije, hirurški postupak je pretrpeo određene izmene u pogledu ekstenzivnosti i vremena izvođenja. Najvažniji zadatak hirurškog postupka je da ukloni mrtvo tkivo i krv jer eritrociti koji sadrže enzim katalazu smanjuju efekte HBO terapije. Najvažniji problem kod gasne gangrene je brzo napredujuća flegmona između mrtvog i vijabilnog tkiva. Vijabilno tkivo se najbolje tretira hiperbaričnom oksigenacijom. Inicijalni hirurški postupak, može se ograničiti na otvaranje rane i dekompresiju tkiva putem fasciektomija. Radikalna, ablativna hirurgija nije neophodna, a uklanjanje mrtvog tkiva se može odložiti do završetka trećeg ili četvrtog tretmana hiperbaričnih kiseonikom ili čak i do kompletnog završetka hiperbaričnog tretmana.

Treba davati ogromne doze penicilina u kombinaciji s još jednim ili dva antibiotika delotvornim protiv klostridija. Posle penicilina, lekovi izbora su Klindamicin, Vankomicin i Metronidazol. Obzirom da se traže ogromne intravenske doze penicilina, neophodno je koristiti Natrijum penicilin umesto Kalijum penicilina zbog mogućnosti pojave jatroogene hiperkalijemije. Antitoksin u vidu seruma protiv gasne gangrene ne koristi se od 1964 jer su rizici njegove upotrebe kao i teškoće oko aplikacije premašili realnu vrednost.

Aktivnost hiperbaričnog kiseonika na klostridije zasniva se na formiranju slobodnih kiseonikovih radikala u odsustvu enzima koji ih mogu razoriti. Van Unnik je 1965 dokazao da je pritisak kiseonika od 20 mmHg dovoljan da potpuno zaustavi produkciju alfa toksina. Ova koncentracija ne ubija sve Klostridije perfringens ali deluje i baktericidno i bakteriostatski. Progrsivnost gasne gangrene zavisi od kontinuirane produkcije alfa toksina pa je stoga primena hiperbaričnog kiseonika najbrži način da se raskine začarani krug. Eksperimenti na životinjama kao i klinički podaci nedvosmisleno ukazuju da je kombinacija HBO, hirurška obrada i antibiotika daleko potentnija u lečenju gasne gangrene nego bilo koji modalitet terapiije pojedinačno. Važno je što hitnije započeti HBO jer se kašnjenjem tretmana postižu lošiji rezultati. Rana hirurška obrada uz zakasnelu HBO imaju znatno veći morbiditet i mortalitet. Odlaganje hiperbrične oksigenacije zbog dugotrajnih hirurških procedura je kontraindikovano jer ugrožava život pacijenata.

Prednost hitne HBO terapije su sledeće:

1. Spašava život pacijenta jer zaustavlja produkciju alfa toksina
2. Spašava tkiva i ekstremitete jer nije potrebno unapred raditi radikalnu hiruršku intervenciju čime se gubi mnogo manje tkiva.
3. Jasno daje zonu demarkacije tokom 30 časova tako da se jasno može sagledati granica između umrlog i još uvek vitalnog tkiva.

Destrukcija cirkulišućeg alfa toksina kao i periodi bez produkcije alfa toksina tokom HBO tretmana omogućavaju brži opravak organizma i angažovanje sopstvenih mehanizama odbrane. Problem gasne gangrene nije u mrtvom odnosno vijabilnom tkivu već u rapidno širećoj flegmoni između ta dva tkivna stanja. U lečenju gasne gangrene primarno je hitno sprečiti produkciju alfa toksina a jedini način da se to postigne je primena hiperbarične oksigenacije. Odlaganje hirurške intervencije ne povećava morbidetet i mortalitet.