TOXICIDADE DO OXIGÊNIO Curso de especialização e aprimoramento em Fisioterapia Pediátrica - Unicamp

OBJETIVOS Entender o que é ‘toxicidade do O2” Mecanismo fisiopatológico Medidas de segurança Conseqüências da oxigenoterapia

- atelectasia (ausência de gás inerte) complicações reversíveis OXIGÊNIO importante recurso terapêutico  droga  efeitos colaterais: - secura de mucosa - depressão respiratória (hipóxia) - atelectasia (ausência de gás inerte)  complicações reversíveis mais grave lesão direta sobre os pulmões  IR  óbito  

OXIGENOTERAPIA Objetivo geral Manutenção da oxigenação tecidual e minimizar o trabalho cardiopulmonar. Objetivos clínicos específicos - corrigir a hipoxemia aguda suspeita ou comprovada - reduzir os sintomas associados à hipoxemia crônica reduzir a carga de trabalho que a hipoxemia impõe no sistema cardiopulmonar ( demanda ventilatória =  débito cardíaco) * Hipóxia = vasoconstrição pulmonar e hipertensão =  trabalho coração D

ORIENTAÇÕES DA PRÁTICA CLÍNICA American Association for Respiratory Care (Respir Care, 1991) Indicações da Oxigenoterapia

AVALIAÇÃO DA NECESSIDADE DE O2 Avaliação – 3 formas: Mensuração laboratorial para comprovação de hipoxemia 2. Patologia e condição clínica do paciente 3. Técnicas de avaliação da hipoxemia à beira do leito

Considerações Gás de grande efeito nas trocas gasosas alvéolo-capilares. Aumento da diferença da PO2 entre alvéolo e capilar = aumento da velocidade da difusão = melhora da oxigenação sanguínea FiO2 de 100% = PO2 aumenta + de 600 mmHg

redução da molécula de O2 (aceitação de 4 elétrons) BASES QUÍMICAS   Respiração celular = O2  reações de oxidação  redução da molécula de O2 (aceitação de 4 elétrons) formação de H2O (oxidação fosforilativa)

Fosforilação Oxidativa O2 + 4 elétrons H2O Formação de radicais livres TOXICIDADE

Configuração eletrônica do O2  Formação de produtos intermediários (tende receber 1 e de cada vez)  Formação de produtos intermediários (altamente reativos – agentes oxidantes como ânion superóxido, peróxido de hidrogênio ou água oxigenada , radical hidroxila) Destruição de componentes (proteínas, membranas lipídicas, ácidos nucléicos) Reação com componentes celulares Ruptura de membranas celulares Liberação de enzimas degradadoras (lisossomos) Morte celular

lesão alveolar Ação direta das substâncias oxidantes + efeito lesivo por  de mediadores inflamatórios  atividade vasoativa e broncoativa  permeabilidade atração de leucócitos e vascular pulmonar células inflamatórias para o pulmão lesão alveolar

MECANISMOS PROTETORES Tolerância ao O2 - presença de mecanismos antioxidantes de defesa no interior celular . - Enzima fosforilativa – Citocromo oxidase - remove RL - Vitaminas A e C - Diminui formação de radicais livres

MECANISMOS PROTETORES Toxicidade do O2 - desequilíbrio entre: velocidade de formação de RL intensidade de formação de RL mecanismos para remoção de RL   Exposição prolongada ao O2  produção de RL suplanta as defesas antioxidantes

MANIFESTAÇÕES CLÍNICAS Velocidade de desenvolvimento da lesão pulmonar - concentração de O2 Nenhuma alteração pulmonar – concentração inferior a 50% (Werther, 1993)  Primeira manifestação da toxicidade do O2 - irritação da mucosa traqueobrônquica (outros gases)

EXPOSIÇÃO AO O2 6 horas -  do transporte do muco (precede qualquer alteração anatômica da mucosa traqueobrônquica ou da função pulmonar) 24 horas -  capacidade vital  capacidade de difusão  complacência pulmonar (atelectasias) 48 horas -  permeabilidade do epitélio alveolar edema inativação do surfactante.   Quadro final - IR e óbito.

ASPECTOS HISTOPATOLÓGICOS Alterações anatomopatológicas da agressão pulmonar pelo O2 animais x humanos Fase aguda inicial : Exsudativa  lesão das células do septo alveolocapilar (pneumócito I = sensível ao O2)   permeabilidade à água, eletrólitos e proteínas edema intersticial, alveolar e de bronquíolos depósito de material hialino na luz alveolar

ASPECTOS HISTOPATOLÓGICOS Fase aguda: Inflamação   proliferação celular  reestabelece continuidade do epitélio (epitélio cuboidal) agregação de plaquetas nos capilares e invasão de leucócitos no interstício processo inflamatório típico

ASPECTOS HISTOPATOLÓGICOS Fase tardia: Proliferativa   proliferação de pneumócito tipo II (resistente ao O2) + afluxo e proliferação de fibroblastos, macrófagos e leucócitos  deposição de colágeno no interstício do pulmão áreas de fibrose alterações nas propriedades mecânicas e perfusionais e prejuízo da função pulmonar

DIAGNÓSTICO DA TOXICIDADE DO O2 instalação insidiosa após exposição = oxidação dos componentes celulares, lesão das células e manifestações pulmonares altas concentrações de O2 = dor retroesternal, tosse, dispnéia PFP =  CV,  complacência pulmonar,  difusão pulmonar

DIAGNÓSTICO DA TOXICIDADE DO O2 crianças em VM = por dados clínicos ( tempo de exposição) diferenciar alterações sobrevindas da moléstia de base trabalhos = mediadores inflamatórios no lavado broncoalveolar e por biópsia pulmonar

PRECAUÇÕES E RISCOS DO O2 Pode afetar: - SNC - + de 1 atm - Pulmões - broncopneumonia 2 fatores que determinam a toxicidade: Concentração do O2 Tempo de exposição

LESÃO ALVEOLAR Lesão do endotélio capilar  Edema intersticial Espessamento da membrana alvéolo-capilar Células alveolares tipo I destruídas Proliferação das células alveolares tipo II Fase exsudativa (V/Q baixos e hipoxemia) Membranas hialinas na região alveolar Fibrose + hipertensão pulmonar LESÃO ALVEOLAR

TOXICIDADE DO O2 Toxicidade do O2 se deve aos RL ( subprodutos do metabolismo celular) FiO2 elevada = RL podem superar os sistemas antioxidantes e causar lesões celulares (resposta imune + mediadores inflamatórios) Pulmão em crescimento = + sensível ao O2 Concentração exata de O2 seguro – discutida Lesão pulmonar piora – oxigenação sangüínea deteriora = + O2

CICLO VICIOSO Toxicidade do O2 FiO2 aumentada Agressão/Destruição PaO2 baixa É importante evitar a toxicidade do O2 porque a única maneira de aliviar a hipoxemia resultante é elevando o O2 inspirado, criando um círculo vicioso.

LESÃO PELO O2 - Aumento da permeabilidade capilar -         Alterações nas junções intercelulares endoteliais -         Aumento da permeabilidade capilar -         Edema intersticial e alveolar -         Desnudamento do epitélio alveolar -         Substituição epitelial por células alveolares tipo II -         Fibrose intersticial

CONSIDERAÇÕES Efeitos de altas concentrações de O2 no homem são difíceis de documentar: -O2 a 100% por 24h = desconforto substernal em normais O2 a 100% por 36h (VM)= queda progressiva da PO2 Concentrações de 50% ou maiores durante mais de 2 dias podem produzir alterações tóxicas. Limitar a exposição ao O2 100% a menos de 24h. FiO2 elevadas podem ser aceitáveis se O2 puder ser  - 70% em 2 dias -menos de 50% em 5 dias

POSSÍVEIS CONSEQÜÊNCIAS DA SUPLEMENTAÇÃO 1. Retenção de Dióxido de Carbono / Depressão da ventilação DPOC e hipercapnia crônica estímulo respiratório Hipóxia Suplementação de O2 Normal estímulo principal da respiração falta de O2 (detectada pelos quimiorreceptores periféricos)

 níveis sangüíneos de O2   Suplemento de O2    níveis sangüíneos de O2  suprime quimiorreceptores periféricos ( responsivos à hipóxia) deprime o estímulo ventilatório (Hipoventilação)  PCO2    Estes pacientes devem receber O2 contínuo a uma baixa concentração, e os gases sanguíneos precisam ser monitorados.

2 - Instabilidade das unidades com baixas relações de V/Q Unidades com baixas relações de V/Q podem tornar-se instáveis e colapsar quando só inaladas ricas misturas de O2 Regiões mal ventiladas, respirando O2 tornam-se não ventiladas (shunt)

3- Retinopatia da prematuridade / Fibroplasia Retrocristaliniana - condição oftálmica anormal - neonatos prematuros ou de baixo peso  O2 no sangue  vasoconstrição retiniana  necrose dos vasos sangüíneos cicatriz atrás da retina  hemorragia  formação de novos vasos descolamento da retina

4 - Atelectasia de Absorção decorre da ausência de gases inertes no alvéolo pode ser evitada adicionando-se nitrogênio (5%) nos gases inalados risco maior nos pacientes inspirando VC baixos = alvéolos mal ventilados = instáveis (perdem O2 mais rápido que sua reposição) paciente consciente não há risco: suspiro hiperinsufla periodicamente os pulmões pulmão normal = ventilação colateral retarda ou previne a atelectasia ao fornecer um caminho alternativo para o gás entrar na região obstruída

É importante evitar a toxicidade do O2 porque a única maneira de aliviar a hipoxemia resultante é elevando o O2 inspirado, criando um círculo vicioso.   O fato da oxigenoterapia poder fazer com que alguns pacientes hipoventilem, nunca deve impedir que se administre O2 para alguém que necessite. A prevenção da hipóxia sempre deve ser a primeira prioridade. Nunca se deve restringir a suplementação de O2 a um paciente hipóxico, embora existam efeitos tóxicos da FiO2.

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