TOXICIDADE TOXICIDADE

DO DO

OXIGÊNIOOXIGÊNIO

Curso de especialização e aprimoramento em Curso de especialização e aprimoramento em Fisioterapia Pediátrica - UnicampFisioterapia Pediátrica - Unicamp

Entender o que é ‘toxicidade do O2”Entender o que é ‘toxicidade do O2”

Mecanismo fisiopatológicoMecanismo fisiopatológico

Medidas de segurançaMedidas de segurança

Conseqüências da oxigenoterapiaConseqüências da oxigenoterapia

OBJETIVOSOBJETIVOS

• importante recurso terapêuticoimportante recurso terapêutico

• droga droga efeitos colaterais: efeitos colaterais:- secura de mucosa- secura de mucosa

- depressão respiratória (hipóxia)- depressão respiratória (hipóxia) - atelectasia (ausência de gás inerte)- atelectasia (ausência de gás inerte)

complicações reversíveiscomplicações reversíveis

• mais grave mais grave lesão direta sobre os pulmões lesão direta sobre os pulmões IR IR óbito óbito

  

OXIGÊNIOOXIGÊNIO

Objetivo geralObjetivo geralManutenção da oxigenação tecidual e minimizar o trabalho Manutenção da oxigenação tecidual e minimizar o trabalho cardiopulmonar. cardiopulmonar.

Objetivos clínicos específicosObjetivos clínicos específicos- corrigir a hipoxemia aguda suspeita ou comprovada- corrigir a hipoxemia aguda suspeita ou comprovada- reduzir os sintomas associados à hipoxemia crônica- reduzir os sintomas associados à hipoxemia crônica-reduzir a carga de trabalho que a hipoxemia impõe no reduzir a carga de trabalho que a hipoxemia impõe no sistema cardiopulmonar sistema cardiopulmonar (( demanda ventilatória = demanda ventilatória = débito cardíaco) débito cardíaco)

* Hipóxia = vasoconstrição pulmonar e hipertensão = * Hipóxia = vasoconstrição pulmonar e hipertensão = trabalho coração D trabalho coração D

OXIGENOTERAPIAOXIGENOTERAPIA

ORIENTAÇÕES ORIENTAÇÕES DA PRÁTICADA PRÁTICACLÍNICACLÍNICA

American American Association for Association for Respiratory CareRespiratory Care

(Respir Care, 1991)(Respir Care, 1991)

Indicações da Indicações da OxigenoterapiaOxigenoterapia

AVALIAÇÃO DA NECESSIDADE DE O2AVALIAÇÃO DA NECESSIDADE DE O2

Avaliação – 3 formas:Avaliação – 3 formas:

1.1. Mensuração laboratorial Mensuração laboratorial para comprovação de para comprovação de hipoxemiahipoxemia

2. Patologia e condição 2. Patologia e condição clínica do pacienteclínica do paciente

3. Técnicas de avaliação da 3. Técnicas de avaliação da hipoxemia à beira do hipoxemia à beira do leitoleito

ConsideraçõesConsiderações

Gás de grande efeito nas trocas gasosas alvéolo-Gás de grande efeito nas trocas gasosas alvéolo-capilares.capilares.

Aumento da diferença da PO2 entre alvéolo e capilar Aumento da diferença da PO2 entre alvéolo e capilar = aumento da velocidade da difusão = melhora da = aumento da velocidade da difusão = melhora da oxigenação sanguínea oxigenação sanguínea

FiO2 de 100% = PO2 aumenta + de 600 mmHgFiO2 de 100% = PO2 aumenta + de 600 mmHg

BASES QUÍMICASBASES QUÍMICAS

 

Respiração celular = O2 Respiração celular = O2 reações de oxidação reações de oxidação

redução da molécula de O2 redução da molécula de O2

(aceitação de 4 elétrons)(aceitação de 4 elétrons)

formação de H2O formação de H2O

(oxidação fosforilativa)(oxidação fosforilativa)

Fosforilação OxidativaFosforilação Oxidativa

O2 + 4 elétrons H2OO2 + 4 elétrons H2O

Formação de radicais livresFormação de radicais livres

TOXICIDADETOXICIDADE

Configuração eletrônica do O2 Configuração eletrônica do O2 (tende receber 1 e de cada vez)(tende receber 1 e de cada vez)

Formação de produtos intermediáriosFormação de produtos intermediários

(altamente reativos – agentes oxidantes como ânion superóxido, (altamente reativos – agentes oxidantes como ânion superóxido, peróxido de hidrogênio ou água oxigenada , radical hidroxila) peróxido de hidrogênio ou água oxigenada , radical hidroxila)

Destruição de componentes Destruição de componentes

(proteínas, membranas lipídicas, ácidos nucléicos)(proteínas, membranas lipídicas, ácidos nucléicos)

Reação com componentes celularesReação com componentes celularesRuptura de membranas celularesRuptura de membranas celulares

Liberação de enzimas degradadoras (lisossomos)Liberação de enzimas degradadoras (lisossomos)

Morte celularMorte celular

Ação direta das substâncias oxidantes Ação direta das substâncias oxidantes + +

efeito lesivo por efeito lesivo por de mediadores inflamatórios de mediadores inflamatórios

atividade vasoativa e broncoativaatividade vasoativa e broncoativa

permeabilidade atração de leucócitos e permeabilidade atração de leucócitos e vascular pulmonar células inflamatórias vascular pulmonar células inflamatórias

para o pulmãopara o pulmão

lesão alveolarlesão alveolar

MECANISMOS PROTETORESMECANISMOS PROTETORES

Tolerância ao O2 - presença de mecanismos antioxidantes Tolerância ao O2 - presença de mecanismos antioxidantes de defesa no interior celular .de defesa no interior celular .

- Enzima fosforilativa – Citocromo oxidase - remove RL- Enzima fosforilativa – Citocromo oxidase - remove RL

- Vitaminas A e C - Diminui formação de radicais livres- Vitaminas A e C - Diminui formação de radicais livres

MECANISMOS PROTETORESMECANISMOS PROTETORES

Toxicidade do O2 - desequilíbrio entre:Toxicidade do O2 - desequilíbrio entre:velocidade de formação de RLvelocidade de formação de RLintensidade de formação de RLintensidade de formação de RLmecanismos para remoção de RLmecanismos para remoção de RL

Exposição prolongada ao O2 Exposição prolongada ao O2 produção de RL suplanta produção de RL suplanta as defesas antioxidantes as defesas antioxidantes

MANIFESTAÇÕES CLÍNICASMANIFESTAÇÕES CLÍNICAS

Velocidade de desenvolvimento da lesão pulmonar - Velocidade de desenvolvimento da lesão pulmonar - concentração de O2 concentração de O2

Nenhuma alteração pulmonar – Nenhuma alteração pulmonar – concentração inferior a 50% concentração inferior a 50% (Werther, 1993) (Werther, 1993)

Primeira manifestação da toxicidade do O2 - Primeira manifestação da toxicidade do O2 - irritação da mucosa traqueobrônquica irritação da mucosa traqueobrônquica

(outros gases)(outros gases)

EXPOSIÇÃO AO O2EXPOSIÇÃO AO O2

•6 horas - 6 horas - do transporte do muco do transporte do muco(precede qualquer alteração anatômica da mucosa traqueobrônquica ou da função pulmonar)(precede qualquer alteração anatômica da mucosa traqueobrônquica ou da função pulmonar)

•24 horas - 24 horas - capacidade vital capacidade vital capacidade de difusão capacidade de difusão complacência pulmonar (atelectasias)complacência pulmonar (atelectasias)

•48 horas - 48 horas - permeabilidade do epitélio alveolar permeabilidade do epitélio alveolar edemaedema inativação do surfactante.inativação do surfactante. • Quadro final - IR e óbito.Quadro final - IR e óbito.

ASPECTOS HISTOPATOLÓGICOSASPECTOS HISTOPATOLÓGICOS

Fase aguda inicial : ExsudativaFase aguda inicial : Exsudativa lesão das células do septo alveolocapilarlesão das células do septo alveolocapilar

(pneumócito I = sensível ao O2)(pneumócito I = sensível ao O2)

permeabilidade à água, eletrólitos e proteínas permeabilidade à água, eletrólitos e proteínas

edema intersticial, alveolar e de bronquíolosedema intersticial, alveolar e de bronquíolos

depósito de material hialino na luz alveolardepósito de material hialino na luz alveolar

Alterações anatomopatológicas da agressão pulmonar pelo O2 Alterações anatomopatológicas da agressão pulmonar pelo O2 animais x humanosanimais x humanos

ASPECTOS HISTOPATOLÓGICOSASPECTOS HISTOPATOLÓGICOS

Fase aguda: InflamaçãoFase aguda: Inflamação

proliferação celularproliferação celular

reestabelece continuidade do epitélio reestabelece continuidade do epitélio (epitélio cuboidal)(epitélio cuboidal)

agregação de plaquetas nos capilares e invasão de agregação de plaquetas nos capilares e invasão de leucócitos no interstício leucócitos no interstício

processo inflamatório típico processo inflamatório típico

ASPECTOS HISTOPATOLÓGICOSASPECTOS HISTOPATOLÓGICOSFase tardia: ProliferativaFase tardia: Proliferativa

proliferação de pneumócito tipo II proliferação de pneumócito tipo II (resistente ao O2)(resistente ao O2)

++afluxo e proliferação de afluxo e proliferação de fibroblastos, macrófagos e leucócitos fibroblastos, macrófagos e leucócitos

deposição de colágeno no interstício do pulmão deposição de colágeno no interstício do pulmão

áreas de fibrose áreas de fibrose

alterações nas propriedades mecânicas e perfusionais e alterações nas propriedades mecânicas e perfusionais e prejuízo da função pulmonar prejuízo da função pulmonar

• instalação insidiosainstalação insidiosa

• após exposição = oxidação dos componentes celulares, lesão após exposição = oxidação dos componentes celulares, lesão das células e manifestações pulmonaresdas células e manifestações pulmonares

• altas concentrações de O2 = dor retroesternal, tosse, dispnéiaaltas concentrações de O2 = dor retroesternal, tosse, dispnéia • PFP = PFP = CV, CV, complacência pulmonar, complacência pulmonar, difusão pulmonar difusão pulmonar

DIAGNÓSTICO DA TOXICIDADE DO O2DIAGNÓSTICO DA TOXICIDADE DO O2

• crianças em VM = por dados clínicos ( tempo de exposição)crianças em VM = por dados clínicos ( tempo de exposição)

• diferenciar alterações sobrevindas da moléstia de basediferenciar alterações sobrevindas da moléstia de base

• trabalhos = mediadores inflamatórios no lavado trabalhos = mediadores inflamatórios no lavado broncoalveolar e por biópsia pulmonar broncoalveolar e por biópsia pulmonar

DIAGNÓSTICO DA TOXICIDADE DO O2DIAGNÓSTICO DA TOXICIDADE DO O2

PRECAUÇÕES E RISCOS DO O2PRECAUÇÕES E RISCOS DO O2

Pode afetar: Pode afetar: - SNC - - SNC - + de 1 atm+ de 1 atm

- Pulmões - - Pulmões - broncopneumoniabroncopneumonia

2 fatores que 2 fatores que determinam a determinam a toxicidade:toxicidade:

1.1. Concentração do O2Concentração do O2

2.2. Tempo de exposiçãoTempo de exposição

Lesão do endotélio capilarLesão do endotélio capilar

Edema intersticialEdema intersticial

Espessamento da membrana Espessamento da membrana alvéolo-capilaralvéolo-capilar

Células alveolares tipo I destruídasCélulas alveolares tipo I destruídas

Proliferação das células alveolares Proliferação das células alveolares

tipo IItipo II

Fase exsudativa (V/Q baixos e Fase exsudativa (V/Q baixos e hipoxemia)hipoxemia)

Membranas hialinas na região Membranas hialinas na região

alveolaralveolar

Fibrose + hipertensão pulmonarFibrose + hipertensão pulmonar

LESÃO ALVEOLARLESÃO ALVEOLAR

TOXICIDADE DO O2TOXICIDADE DO O2

Toxicidade do O2 se deve aos RL Toxicidade do O2 se deve aos RL ( subprodutos do metabolismo celular)( subprodutos do metabolismo celular)

FiO2 elevada = RL podem superar os sistemas antioxidantes e FiO2 elevada = RL podem superar os sistemas antioxidantes e causar lesões celulares causar lesões celulares (resposta imune + mediadores inflamatórios)(resposta imune + mediadores inflamatórios)

Pulmão em crescimento = + sensível ao O2Pulmão em crescimento = + sensível ao O2

Concentração exata de O2 seguro – discutidaConcentração exata de O2 seguro – discutida

Lesão pulmonar piora – oxigenação sangüínea deteriora = Lesão pulmonar piora – oxigenação sangüínea deteriora = + O2+ O2

CICLO VICIOSOCICLO VICIOSO

É importante evitar a toxicidade do O2 É importante evitar a toxicidade do O2 porque a única maneira de aliviar a porque a única maneira de aliviar a hipoxemia resultante é elevando o O2 hipoxemia resultante é elevando o O2 inspirado, criando um círculo vicioso.inspirado, criando um círculo vicioso.

Toxicidade do O2Toxicidade do O2

FiO2 aumentada Agressão/DestruiçãoFiO2 aumentada Agressão/Destruição

PaO2 baixaPaO2 baixa

LESÃO PELO O2LESÃO PELO O2

-     Alterações nas junções intercelulares endoteliais Alterações nas junções intercelulares endoteliais

- Aumento da permeabilidade capilar- Aumento da permeabilidade capilar

- Edema intersticial e alveolar- Edema intersticial e alveolar

- Desnudamento do epitélio alveolar- Desnudamento do epitélio alveolar

- Substituição epitelial por células alveolares tipo II- Substituição epitelial por células alveolares tipo II

- Fibrose intersticial- Fibrose intersticial

Efeitos de altas concentrações de O2 no homem são difíceis Efeitos de altas concentrações de O2 no homem são difíceis de documentar:de documentar:

-O2 a 100% por 24h = desconforto substernal em normais -O2 a 100% por 24h = desconforto substernal em normais -O2 a 100% por 36h (VM)= queda progressiva da PO2 O2 a 100% por 36h (VM)= queda progressiva da PO2

• Concentrações de 50% ou maiores durante mais de 2 dias Concentrações de 50% ou maiores durante mais de 2 dias podem produzir alterações tóxicas. podem produzir alterações tóxicas.

• Limitar a exposição ao O2 100% a menos de 24h. Limitar a exposição ao O2 100% a menos de 24h. FiO2 elevadas podem ser aceitáveis se O2 puder ser FiO2 elevadas podem ser aceitáveis se O2 puder ser

- 70% em 2 dias -menos de 50% em 5 - 70% em 2 dias -menos de 50% em 5 diasdias

CONSIDERAÇÕESCONSIDERAÇÕES

POSSÍVEIS CONSEQÜÊNCIAS DA POSSÍVEIS CONSEQÜÊNCIAS DA SUPLEMENTAÇÃOSUPLEMENTAÇÃO

1. Retenção de Dióxido de Carbono / Depressão da ventilação1. Retenção de Dióxido de Carbono / Depressão da ventilação

NormalNormal

estímulo principal da estímulo principal da respiração respiração

falta de O2falta de O2 (detectada pelos (detectada pelos

quimiorreceptores periféricos)quimiorreceptores periféricos)

DPOC e hipercapnia DPOC e hipercapnia crônicacrônica

estímulo respiratórioestímulo respiratório

HipóxiaHipóxia

Suplementação de O2Suplementação de O2

Suplemento de O2Suplemento de O2

níveis sangüíneos de O2níveis sangüíneos de O2

suprime quimiorreceptores periféricos suprime quimiorreceptores periféricos ( responsivos à hipóxia) ( responsivos à hipóxia) deprime o estímulo ventilatóriodeprime o estímulo ventilatório (Hipoventilação) (Hipoventilação) PCO2 PCO2

Estes pacientes devem receber OEstes pacientes devem receber O22 contínuo a uma baixa concentração, e contínuo a uma baixa concentração, e

os gases sanguíneos precisam ser monitorados.os gases sanguíneos precisam ser monitorados.

2 - Instabilidade das unidades com baixas relações de V/Q2 - Instabilidade das unidades com baixas relações de V/Q

Unidades com baixas relações de V/Q podem tornar-se Unidades com baixas relações de V/Q podem tornar-se instáveis e colapsar quando só inaladas ricas misturas de O2instáveis e colapsar quando só inaladas ricas misturas de O2

Regiões mal ventiladas, Regiões mal ventiladas, respirando O2 tornam-se respirando O2 tornam-se não ventiladas (shunt)não ventiladas (shunt)

3- Retinopatia da prematuridade / Fibroplasia Retrocristaliniana 3- Retinopatia da prematuridade / Fibroplasia Retrocristaliniana

- condição oftálmica anormal - condição oftálmica anormal

- neonatos prematuros ou de baixo peso- neonatos prematuros ou de baixo peso

O2 no sangue O2 no sangue vasoconstrição retiniana vasoconstrição retiniana necrose dos vasos sangüíneos necrose dos vasos sangüíneos

cicatriz atrás da retina cicatriz atrás da retina hemorragia hemorragia formação de novos vasos formação de novos vasos descolamento da retinadescolamento da retina

•decorre da ausência de gases inertes no alvéolodecorre da ausência de gases inertes no alvéolo

•pode ser evitada adicionando-se nitrogênio (5%) nos gases pode ser evitada adicionando-se nitrogênio (5%) nos gases inaladosinalados

•risco maior nos pacientes inspirando VC baixos = alvéolos risco maior nos pacientes inspirando VC baixos = alvéolos mal ventilados = instáveis (perdem O2 mais rápido que sua mal ventilados = instáveis (perdem O2 mais rápido que sua reposição)reposição)

•paciente consciente não há risco: suspiro hiperinsufla paciente consciente não há risco: suspiro hiperinsufla periodicamente os pulmõesperiodicamente os pulmões

•pulmão normal = ventilação colateral retarda ou previne a pulmão normal = ventilação colateral retarda ou previne a atelectasia ao fornecer um caminho alternativo para o gás atelectasia ao fornecer um caminho alternativo para o gás entrar na região obstruídaentrar na região obstruída

4 - Atelectasia de Absorção4 - Atelectasia de Absorção

É importante evitar a toxicidade do O2 porque a única É importante evitar a toxicidade do O2 porque a única maneira de aliviar a hipoxemia resultante é elevando o O2 maneira de aliviar a hipoxemia resultante é elevando o O2

inspirado, criando um círculo vicioso.inspirado, criando um círculo vicioso.

O fato da oxigenoterapia poder fazer com que alguns O fato da oxigenoterapia poder fazer com que alguns pacientes hipoventilem, nunca deve impedir que se pacientes hipoventilem, nunca deve impedir que se

administre O2 para alguém que necessite. A prevenção da administre O2 para alguém que necessite. A prevenção da hipóxia sempre deve ser a primeira prioridade.hipóxia sempre deve ser a primeira prioridade.

Nunca se deve restringir a suplementação de O2 a um Nunca se deve restringir a suplementação de O2 a um paciente hipóxico, embora existam efeitos tóxicos da FiO2.paciente hipóxico, embora existam efeitos tóxicos da FiO2.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICASREFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS · Ventilação Pulmonar Mecânica em Pediatria· Ventilação Pulmonar Mecânica em Pediatria Werther Brunow de Carvalho - Editora Atheneu, 1993 Werther Brunow de Carvalho - Editora Atheneu, 1993 · Fisiologia Humana e mecanismo das doenças· Fisiologia Humana e mecanismo das doençasGuyton - Guanabara Koogan, 1992.Guyton - Guanabara Koogan, 1992. · Fisiopatologia Pulmonar Moderna 4a edição· Fisiopatologia Pulmonar Moderna 4a edição John B. West - Editora Manole, 1996John B. West - Editora Manole, 1996 · Fundamentos da Terapia Respiratória de EGAN · Fundamentos da Terapia Respiratória de EGAN Craig L. scanlan e cols - Editora Manole, 2000Craig L. scanlan e cols - Editora Manole, 2000