nieuws

Zuurstoftherapie is een van de meest gebruikte methoden in de moderne geneeskunde, maar er bestaan ​​nog steeds misvattingen over de indicaties voor zuurstoftherapie en onjuist gebruik van zuurstof kan ernstige toxische reacties veroorzaken.

Klinische evaluatie van weefselhypoxie

De klinische manifestaties van weefselhypoxie zijn gevarieerd en niet-specifiek, met als meest prominente symptomen dyspneu, kortademigheid, tachycardie, ademnood, snelle veranderingen in de mentale toestand en aritmie. Om de aanwezigheid van weefselhypoxie (visceraal) vast te stellen, zijn serumlactaat (verhoogd tijdens ischemie en verlaagd hartminuutvolume) en SvO2 (verlaagd tijdens verlaagd hartminuutvolume, bloedarmoede, arteriële hypoxemie en een hoge stofwisseling) nuttig voor klinische evaluatie. Lactaat kan echter verhoogd zijn in niet-hypoxische omstandigheden, dus een diagnose kan niet uitsluitend op basis van lactaatverhoging worden gesteld, aangezien lactaat ook verhoogd kan zijn in omstandigheden met verhoogde glycolyse, zoals snelle groei van maligne tumoren, vroege sepsis, stofwisselingsstoornissen en toediening van catecholamines. Andere laboratoriumwaarden die wijzen op specifieke orgaandisfunctie zijn ook belangrijk, zoals verhoogde creatinine-, troponine- of leverenzymwaarden.

Klinische evaluatie van de arteriële zuurstofstatus

Cyanose. Cyanose is meestal een symptoom dat optreedt in de late fase van hypoxie en is vaak onbetrouwbaar bij het diagnosticeren van hypoxemie en hypoxie, omdat het mogelijk niet voorkomt bij bloedarmoede en slechte bloeddoorstroming. Bovendien is het voor mensen met een donkere huid moeilijk om cyanose te detecteren.

Pulsoximetriemonitoring. Niet-invasieve pulsoximetriemonitoring wordt veel gebruikt voor het monitoren van alle ziekten, en de geschatte SaO2 wordt SpO2 genoemd. Het principe van pulsoximetriemonitoring is de wet van Bill, die stelt dat de concentratie van een onbekende stof in een oplossing kan worden bepaald door de absorptie van licht. Wanneer licht door weefsel gaat, wordt het grootste deel ervan geabsorbeerd door de weefselelementen en het bloed. Bij elke hartslag ondergaat het arteriële bloed echter een pulserende stroom, waardoor de pulsoximetriemonitor veranderingen in lichtabsorptie kan detecteren op twee golflengten: 660 nanometer (rood) en 940 nanometer (infrarood). De absorptiesnelheden van gereduceerd hemoglobine en zuurstofrijk hemoglobine zijn verschillend bij deze twee golflengten. Na aftrek van de absorptie van niet-pulserend weefsel, kan de concentratie zuurstofrijk hemoglobine ten opzichte van totaal hemoglobine worden berekend.

Er zijn enkele beperkingen aan het monitoren van pulsoximetrie. Elke stof in het bloed die deze golflengtes absorbeert, kan de meetnauwkeurigheid verstoren, waaronder verworven hemoglobinopathieën – carboxyhemoglobine en methemoglobinemie, methyleenblauw en bepaalde genetische hemoglobinevarianten. De absorptie van carboxyhemoglobine bij een golflengte van 660 nanometer is vergelijkbaar met die van zuurstofrijk hemoglobine; zeer weinig absorptie bij een golflengte van 940 nanometer. Daarom zal SpO2, ongeacht de relatieve concentratie van koolmonoxideverzadigd hemoglobine en zuurstofverzadigd hemoglobine, constant blijven (90%~95%). Bij methemoglobinemie, wanneer heemijzer wordt geoxideerd tot de ferro-toestand, egaliseert methemoglobine de absorptiecoëfficiënten van twee golflengtes. Dit resulteert erin dat SpO2 slechts varieert binnen het bereik van 83% tot 87% binnen een relatief breed concentratiebereik van methemoglobine. In dit geval zijn vier golflengten van licht nodig om het zuurstofgehalte in het arteriële bloed te meten en onderscheid te maken tussen de vier vormen van hemoglobine.

Pulsoximetriebewaking is afhankelijk van voldoende pulserende bloeddoorstroming. Pulsoximetriebewaking kan daarom niet worden gebruikt bij shockhypoperfusie of bij gebruik van niet-pulserende ventriculaire hulpmiddelen (waarbij het hartminuutvolume slechts een klein deel van het hartminuutvolume uitmaakt). Bij ernstige tricuspidalisklepinsufficiëntie is de concentratie deoxyhemoglobine in veneus bloed hoog, en de pulsatie van veneus bloed kan leiden tot lage zuurstofsaturatiewaarden in het bloed. Bij ernstige arteriële hypoxemie (SaO2 < 75%) kan de nauwkeurigheid ook afnemen, aangezien deze techniek nog nooit binnen dit bereik is gevalideerd. Tot slot realiseren steeds meer mensen zich dat pulsoximetriebewaking de arteriële hemoglobinesaturatie met wel 5-10 procentpunten kan overschatten, afhankelijk van het specifieke hulpmiddel dat door personen met een donkere huid wordt gebruikt.

PaO2/FIO2. De PaO2/FIO2-ratio (algemeen bekend als de P/F-ratio, variërend van 400 tot 500 mm Hg) weerspiegelt de mate van abnormale zuurstofuitwisseling in de longen en is in deze context het meest nuttig, aangezien mechanische beademing de FIO2 nauwkeurig kan instellen. Een AP/F-ratio van minder dan 300 mm Hg duidt op klinisch significante afwijkingen in de gasuitwisseling, terwijl een P/F-ratio van minder dan 200 mm Hg wijst op ernstige hypoxemie. De factoren die de P/F-ratio beïnvloeden, zijn onder andere beademingsinstellingen, positieve eind-expiratoire druk en FIO2. De impact van veranderingen in FIO2 op de P/F-ratio varieert afhankelijk van de aard van de longbeschadiging, de shuntfractie en het bereik van FIO2-veranderingen. Bij afwezigheid van PaO2 kan SpO2/FIO2 dienen als een redelijke alternatieve indicator.

Verschil in alveolaire arteriële partiële zuurstofdruk (Aa PO2). De Aa PO2-differentiaalmeting is het verschil tussen de berekende alveolaire partiële zuurstofdruk en de gemeten arteriële partiële zuurstofdruk, gebruikt om de efficiëntie van de gasuitwisseling te meten.

Het "normale" Aa PO2-verschil voor het ademen van omgevingslucht op zeeniveau varieert met de leeftijd, variërend van 10 tot 25 mm Hg (2,5 + 0,21 x leeftijd [jaar]). De tweede beïnvloedende factor is FIO2 of PAO2. Als een van deze twee factoren toeneemt, zal het verschil in Aa PO2 toenemen. Dit komt doordat de gasuitwisseling in alveolaire capillairen plaatsvindt in het vlakkere deel (helling) van de hemoglobine-zuurstofdissociatiecurve. Bij dezelfde mate van veneuze menging zal het verschil in PO2 tussen gemengd veneus bloed en arterieel bloed toenemen. Daarentegen, als de alveolaire PO2 laag is als gevolg van onvoldoende ventilatie of grote hoogte, zal het Aa-verschil lager zijn dan normaal, wat kan leiden tot onderschatting of onnauwkeurige diagnose van longdisfunctie.

Oxygenatie-index. De zuurstofindex (OI) kan worden gebruikt bij mechanisch beademde patiënten om de benodigde intensiteit van de beademingsondersteuning te bepalen om de zuurstofvoorziening te handhaven. Deze index omvat de gemiddelde luchtwegdruk (MAP, in cm H₂O), F₂O₂ en PaO₂ (in mm Hg) of SpO₂. Als deze hoger is dan 40, kan deze worden gebruikt als standaard voor extracorporale membraanoxygenatietherapie. De normale waarde is lager dan 4 cm H₂O/mm Hg; vanwege de uniforme waarde van cm H₂O/mm Hg (1,36) worden eenheden meestal niet meegenomen in de rapportage van deze ratio.

Indicaties voor acute zuurstoftherapie
Wanneer patiënten ademhalingsproblemen ervaren, is zuurstofsuppletie meestal nodig vóór de diagnose hypoxemie. Wanneer de arteriële partiële zuurstofdruk (PaO2) lager is dan 60 mm Hg, is arteriële hypoxemie de meest duidelijke indicatie voor zuurstofopname. Dit komt doorgaans overeen met een arteriële zuurstofsaturatie (SaO2) of perifere zuurstofsaturatie (SpO2) van 89% tot 90%. Wanneer de PaO2 onder de 60 mm Hg daalt, kan de zuurstofsaturatie in het bloed sterk dalen, wat leidt tot een significante daling van het arteriële zuurstofgehalte en mogelijk tot weefselhypoxie.

Naast arteriële hypoxemie kan zuurstofsuppletie in zeldzame gevallen noodzakelijk zijn. Ernstige bloedarmoede, trauma en patiënten met een operatieve kritieke toestand kunnen weefselhypoxie verminderen door de arteriële zuurstofniveaus te verhogen. Bij patiënten met koolmonoxidevergiftiging (CO) kan zuurstofsuppletie het gehalte aan opgeloste zuurstof in het bloed verhogen, de aan hemoglobine gebonden CO vervangen en het aandeel geoxygeneerde hemoglobine verhogen. Na het inademen van zuivere zuurstof bedraagt ​​de halfwaardetijd van carboxyhemoglobine 70-80 minuten, terwijl de halfwaardetijd bij het inademen van omgevingslucht 320 minuten bedraagt. Onder hyperbare zuurstofomstandigheden wordt de halfwaardetijd van carboxyhemoglobine verkort tot minder dan 10 minuten na het inademen van zuivere zuurstof. Hyperbare zuurstof wordt over het algemeen gebruikt in situaties met hoge carboxyhemoglobinewaarden (> 25%), cardiale ischemie of sensorische afwijkingen.

Ondanks het gebrek aan ondersteunende gegevens of onnauwkeurige gegevens, kunnen ook andere ziekten baat hebben bij zuurstofsuppletie. Zuurstoftherapie wordt vaak gebruikt bij clusterhoofdpijn, sikkelcelcrisis, verlichting van ademnood zonder hypoxemie, pneumothorax en mediastinaal emfyseem (bevordering van luchtopname in de borstkas). Er zijn aanwijzingen dat intraoperatief hoog zuurstofgebruik de incidentie van wondinfecties kan verminderen. Zuurstofsuppletie lijkt echter postoperatieve misselijkheid en braken niet effectief te verminderen.

Met de verbetering van de zuurstofvoorzieningscapaciteit bij poliklinische patiënten neemt ook het gebruik van langdurige zuurstoftherapie (LTOT) toe. De normen voor de implementatie van langdurige zuurstoftherapie zijn al zeer duidelijk. Langdurige zuurstoftherapie wordt vaak gebruikt bij chronische obstructieve longziekte (COPD).
Twee onderzoeken bij patiënten met hypoxemische COPD leveren ondersteunende gegevens voor LTOT. Het eerste onderzoek was de Nocturnal Oxygen Therapy Trial (NOTT) uitgevoerd in 1980, waarin patiënten willekeurig werden toegewezen aan ofwel nachtelijke (ten minste 12 uur) ofwel continue zuurstoftherapie. Na 12 en 24 maanden hebben patiënten die alleen nachtelijke zuurstoftherapie krijgen een hogere mortaliteit. Het tweede experiment was de Medical Research Council Family Trial uitgevoerd in 1981, waarin patiënten willekeurig werden verdeeld in twee groepen: zij die geen zuurstof kregen of zij die ten minste 15 uur per dag zuurstof kregen. Net als bij de NOTT-test was het mortaliteitspercentage in de anaërobe groep significant hoger. De proefpersonen van beide onderzoeken waren niet-rokende patiënten die de maximale behandeling kregen en stabiele omstandigheden hadden, met een PaO2 lager dan 55 mm Hg, of patiënten met polycytemie of pulmonale hartziekte met een PaO2 lager dan 60 mm Hg.

Deze twee experimenten geven aan dat zuurstoftoediening gedurende meer dan 15 uur per dag beter is dan helemaal geen zuurstof, en dat continue zuurstoftherapie beter is dan alleen 's nachts behandelen. De inclusiecriteria voor deze onderzoeken vormen de basis voor huidige zorgverzekeraars en ATS om LTOT-richtlijnen te ontwikkelen. Het is redelijk om te concluderen dat LTOT ook wordt geaccepteerd voor andere hypoxische cardiovasculaire aandoeningen, maar er is momenteel een gebrek aan relevant experimenteel bewijs. Een recent multicenteronderzoek vond geen verschil in de impact van zuurstoftherapie op mortaliteit of kwaliteit van leven bij COPD-patiënten met hypoxemie die niet voldeed aan de rustcriteria of uitsluitend werd veroorzaakt door inspanning.

Artsen schrijven soms zuurstofsuppletie voor de nacht voor aan patiënten die tijdens de slaap een ernstige daling van de zuurstofsaturatie in het bloed ervaren. Er is momenteel geen duidelijk bewijs voor het gebruik van deze aanpak bij patiënten met obstructief slaapapneusyndroom. Voor patiënten met obstructief slaapapneusyndroom of obesitashypopnoesyndroom, wat leidt tot een slechte ademhaling 's nachts, is niet-invasieve positievedrukbeademing in plaats van zuurstofsuppletie de belangrijkste behandelmethode.

Een andere kwestie die overwogen moet worden, is of zuurstofsuppletie nodig is tijdens vliegreizen. De meeste commerciële vliegtuigen verhogen de cabinedruk doorgaans tot een hoogte van 8000 voet (ongeveer 2400 meter), met een ingeademde zuurstofspanning van ongeveer 108 mm Hg. Bij patiënten met longaandoeningen kan een afname van de ingeademde zuurstofspanning (PiO2) hypoxemie veroorzaken. Vóór vertrek dienen patiënten een uitgebreide medische evaluatie te ondergaan, inclusief een arteriële bloedgasanalyse. Als de PaO2 van de patiënt op de grond ≥ 70 mm Hg (SpO2> 95%) is, zal de PaO2 tijdens de vlucht waarschijnlijk hoger zijn dan 50 mm Hg, wat over het algemeen voldoende wordt geacht om minimale fysieke activiteit aan te kunnen. Voor patiënten met een lage SpO2 of PaO2 kan een 6-minuten looptest of hypoxiesimulatietest worden overwogen, waarbij doorgaans 15% zuurstof wordt ingeademd. Als er hypoxemie optreedt tijdens vliegreizen, kan zuurstof via een neusbril worden toegediend om de zuurstofinname te verhogen.

Biochemische basis van zuurstofvergiftiging

Zuurstofvergiftiging wordt veroorzaakt door de productie van reactieve zuurstofsoorten (ROS). ROS is een van zuurstof afgeleid vrij radicaal met een ongepaard orbitaal elektron dat kan reageren met eiwitten, lipiden en nucleïnezuren, waardoor hun structuur verandert en celschade ontstaat. Tijdens een normaal mitochondriaal metabolisme wordt een kleine hoeveelheid ROS geproduceerd als signaalmolecuul. Immuuncellen gebruiken ROS ook om ziekteverwekkers te doden. ROS omvat superoxide, waterstofperoxide (H₂O₂) en hydroxylradicalen. Overmatige ROS zal steevast de cellulaire afweerfuncties overtreffen, wat leidt tot celdood of celschade.

Om de schade veroorzaakt door ROS-productie te beperken, kan het antioxidantbeschermingsmechanisme van cellen vrije radicalen neutraliseren. Superoxidedismutase zet superoxide om in H₂O₂, dat vervolgens door catalase en glutathionperoxidase wordt omgezet in H₂O en O₂. Glutathion is een belangrijk molecuul dat ROS-schade beperkt. Andere antioxidantmoleculen zijn onder andere alfa-tocoferol (vitamine E), ascorbinezuur (vitamine C), fosfolipiden en cysteïne. Menselijk longweefsel bevat hoge concentraties extracellulaire antioxidanten en superoxidedismutase-iso-enzymen, waardoor het minder giftig is bij blootstelling aan hogere zuurstofconcentraties dan andere weefsels.

Door hyperoxie geïnduceerde ROS-gemedieerde longschade kan worden onderverdeeld in twee fasen. Ten eerste is er de exsudatieve fase, gekenmerkt door de dood van alveolaire type 1 epitheelcellen en endotheelcellen, interstitieel oedeem en de vulling van exsudatieve neutrofielen in de alveoli. Vervolgens is er een proliferatiefase, waarin endotheelcellen en type 2 epitheelcellen prolifereren en de eerder blootgelegde basale membraan bedekken. De kenmerken van de herstelperiode na zuurstofschade zijn proliferatie van fibroblasten en interstitiële fibrose, maar het capillaire endotheel en alveolair epitheel behouden nog steeds een min of meer normaal uiterlijk.
Klinische manifestaties van pulmonale zuurstoftoxiciteit

Het blootstellingsniveau waarbij toxiciteit optreedt, is nog niet duidelijk. Wanneer de FIO2 lager is dan 0,5, treedt er doorgaans geen klinische toxiciteit op. Vroege studies bij mensen hebben aangetoond dat blootstelling aan bijna 100% zuurstof sensorische afwijkingen, misselijkheid en bronchitis kan veroorzaken, evenals een afname van de longcapaciteit, de longdiffusiecapaciteit, de longcompliantie, de PaO2 en de pH. Andere problemen die verband houden met zuurstoftoxiciteit zijn onder andere absorptieve atelectase, zuurstofgeïnduceerde hypercapnie, acute respiratory distress syndrome (ARDS) en neonatale bronchopulmonale dysplasie (BPD).
Absorberende atelectase. Stikstof is een inert gas dat zeer langzaam in de bloedbaan diffundeert in vergelijking met zuurstof en zo een rol speelt bij het in stand houden van alveolaire expansie. Bij gebruik van 100% zuurstof kan stikstoftekort leiden tot alveolaire collaps in gebieden met een lagere alveolaire ventilatieperfusieverhouding (V/Q), omdat de zuurstofabsorptiesnelheid hoger is dan de afgiftesnelheid van vers gas. Vooral tijdens operaties kunnen anesthesie en verlamming leiden tot een afname van de resterende longfunctie, wat collaps van kleine luchtwegen en alveoli bevordert, wat resulteert in een snelle atelectase.

Zuurstofgeïnduceerde hypercapnie. Patiënten met ernstige COPD zijn vatbaar voor ernstige hypercapnie wanneer ze worden blootgesteld aan hoge zuurstofconcentraties tijdens de verslechtering van hun toestand. Het mechanisme van deze hypercapnie is dat het vermogen van hypoxemie om de ademhaling aan te sturen, wordt geremd. Bij elke patiënt spelen echter twee andere mechanismen in verschillende mate een rol.
De hypoxemie bij COPD-patiënten is het gevolg van een lage alveolaire partiële zuurstofdruk (PAO2) in de lage V/Q-regio. Om de impact van deze lage V/Q-regio's op hypoxemie te minimaliseren, zorgen twee reacties van de longcirculatie – hypoxische pulmonale vasoconstrictie (HPV) en hypercapnische pulmonale vasoconstrictie – ervoor dat de bloedstroom naar goed geventileerde gebieden wordt verplaatst. Wanneer zuurstofsuppletie de PAO2 verhoogt, neemt de HPV-waarde aanzienlijk af, waardoor de perfusie in deze gebieden toeneemt, wat resulteert in gebieden met een lagere V/Q-ratio. Deze longweefsels zijn nu rijk aan zuurstof, maar hebben een verminderd vermogen om CO2 te elimineren. De verhoogde perfusie van deze longweefsels gaat ten koste van beter geventileerde gebieden, die niet zoals voorheen grote hoeveelheden CO2 kunnen afgeven, wat leidt tot hypercapnie.

Een andere reden is het verzwakte Haldane-effect, wat betekent dat zuurstofarm bloed meer CO2 kan transporteren dan zuurstofrijk bloed. Wanneer hemoglobine zuurstofarm is, bindt het meer protonen (H+) en CO2 in de vorm van amino-esters. Naarmate de concentratie deoxyhemoglobine afneemt tijdens zuurstoftherapie, neemt ook de buffercapaciteit van CO2 en H+ af, waardoor het vermogen van veneus bloed om CO2 te transporteren afneemt en de PaCO2 toeneemt.

Bij het toedienen van zuurstof aan patiënten met chronische CO2-retentie of hoogrisicopatiënten, met name in het geval van extreme hypoxemie, is het uiterst belangrijk om de FIO2 nauwkeurig af te stellen om de SpO2 binnen het bereik van 88% tot 90% te houden. Meerdere casusrapporten geven aan dat het niet reguleren van de zuurstoftoevoer nadelige gevolgen kan hebben; een gerandomiseerde studie uitgevoerd bij patiënten met acute exacerbatie van CODP op weg naar het ziekenhuis heeft dit onomstotelijk bewezen. Vergeleken met patiënten zonder zuurstofbeperking hadden patiënten die willekeurig waren toegewezen aan extra zuurstof om de SpO2 binnen het bereik van 88% tot 92% te houden, een significant lager sterftecijfer (7% versus 2%).

ARDS en BPD. Men heeft al lang ontdekt dat zuurstoftoxiciteit verband houdt met de pathofysiologie van ARDS. Bij niet-menselijke zoogdieren kan blootstelling aan 100% zuurstof leiden tot diffuse alveolaire schade en uiteindelijk de dood. Het exacte bewijs voor zuurstoftoxiciteit bij patiënten met ernstige longziekten is echter moeilijk te onderscheiden van de schade veroorzaakt door onderliggende ziekten. Bovendien kunnen veel ontstekingsziekten een verhoogde regulatie van de antioxidante verdedigingsfunctie veroorzaken. Daarom hebben de meeste studies geen verband kunnen aantonen tussen overmatige blootstelling aan zuurstof en acuut longletsel of ARDS.

Pulmonale hyalinemembraanziekte is een ziekte die wordt veroorzaakt door een tekort aan oppervlakteactieve stoffen, gekenmerkt door alveolaire collaps en ontsteking. Premature pasgeborenen met hyalinemembraanziekte hebben doorgaans behoefte aan inademing van hoge zuurstofconcentraties. Zuurstofvergiftiging wordt beschouwd als een belangrijke factor in de pathogenese van BPD, zelfs bij pasgeborenen die geen beademing nodig hebben. Pasgeborenen zijn bijzonder gevoelig voor hoge zuurstofschade omdat hun cellulaire antioxidante afweerfuncties nog niet volledig ontwikkeld en volgroeid zijn; retinopathie bij prematuren is een ziekte die gepaard gaat met herhaalde hypoxie/hyperoxiestress, en dit effect is bevestigd bij retinopathie bij prematuren.
Het synergetische effect van pulmonale zuurstoftoxiciteit

Er zijn verschillende geneesmiddelen die zuurstoftoxiciteit kunnen versterken. Zuurstof verhoogt de door bleomycine geproduceerde ROS en inactiveert bleomycinehydrolase. Bij hamsters kan een hoge partiële zuurstofdruk de door bleomycine veroorzaakte longschade verergeren, en casussen hebben ook ARDS beschreven bij patiënten die met bleomycine waren behandeld en tijdens de perioperatieve periode aan een hoge FIO2-concentratie waren blootgesteld. Een prospectief onderzoek kon echter geen verband aantonen tussen blootstelling aan hoge zuurstofconcentraties, eerdere blootstelling aan bleomycine en ernstige postoperatieve longfunctiestoornissen. Paraquat is een commercieel herbicide dat ook zuurstoftoxiciteit kan versterken. Daarom moet bij patiënten met paraquatvergiftiging en blootstelling aan bleomycine de FIO2-concentratie zoveel mogelijk worden geminimaliseerd. Andere geneesmiddelen die zuurstoftoxiciteit kunnen verergeren, zijn onder andere disulfiram en nitrofurantoïne. Tekorten aan eiwitten en voedingsstoffen kunnen leiden tot hoge zuurstofschade, mogelijk als gevolg van een tekort aan thiolbevattende aminozuren die cruciaal zijn voor de glutathionsynthese, evenals een tekort aan de antioxidanten vitamines A en E.
Zuurstoftoxiciteit in andere orgaansystemen

Hyperoxie kan toxische reacties veroorzaken aan organen buiten de longen. Een grote multicenter retrospectieve cohortstudie toonde een verband aan tussen verhoogde mortaliteit en hoge zuurstofniveaus na succesvolle cardiopulmonale reanimatie (CPR). De studie toonde aan dat patiënten met een PaO2 hoger dan 300 mm Hg na CPR een risico op sterfte in het ziekenhuis hadden van 1,8 (95% BI, 1,8-2,2) vergeleken met patiënten met een normale bloedzuurstof of hypoxemie. De reden voor de verhoogde mortaliteit is de verslechtering van de functie van het centrale zenuwstelsel na een hartstilstand veroorzaakt door ROS-gemedieerde hoge zuurstofreperfusieschade. Een recente studie beschreef ook een verhoogde mortaliteit bij patiënten met hypoxemie na intubatie op de spoedeisende hulp, wat nauw verband houdt met de mate van verhoogde PaO2.

Voor patiënten met hersenletsel en een beroerte lijkt het toedienen van zuurstof aan patiënten zonder hypoxemie geen voordeel te hebben. Een onderzoek uitgevoerd door een traumacentrum toonde aan dat patiënten met traumatisch hersenletsel die een behandeling met hoge zuurstofconcentratie (PaO2>200 mm Hg) kregen, vergeleken met patiënten met een normaal zuurstofgehalte in het bloed, een hogere mortaliteit en een lagere Glasgow-comascore hadden bij ontslag. Een ander onderzoek onder patiënten die hyperbare zuurstoftherapie kregen, toonde een slechte neurologische prognose. In een groot multicenteronderzoek had het toedienen van zuurstof aan patiënten met een acute beroerte zonder hypoxemie (saturatie hoger dan 96%) geen voordeel wat betreft mortaliteit of functionele prognose.

Bij een acuut myocardinfarct (AMI) is zuurstofsuppletie een veelgebruikte therapie, maar de waarde van zuurstoftherapie voor dergelijke patiënten is nog steeds controversieel. Zuurstof is noodzakelijk bij de behandeling van patiënten met een acuut myocardinfarct en gelijktijdige hypoxemie, omdat het levens kan redden. De voordelen van traditionele zuurstofsuppletie bij afwezigheid van hypoxemie zijn echter nog niet duidelijk. Eind jaren zeventig werd een dubbelblinde gerandomiseerde studie uitgevoerd onder 157 patiënten met een ongecompliceerd acuut myocardinfarct, waarbij zuurstoftherapie (6 l/min) werd vergeleken met geen zuurstoftherapie. Er werd vastgesteld dat patiënten die zuurstoftherapie kregen een hogere incidentie van sinustachycardie en een grotere toename van myocardenzymen hadden, maar er was geen verschil in sterftecijfer.

Bij patiënten met een acuut myocardinfarct met ST-segmentstijging zonder hypoxemie is zuurstoftherapie met een neuscanule van 8 l/min niet effectief in vergelijking met het inademen van omgevingslucht. In een andere studie naar zuurstofinhalatie van 6 l/min en inhalatie van omgevingslucht werd geen verschil gevonden in 1-jaars mortaliteit en heropnamepercentages tussen patiënten met een acuut myocardinfarct. Het reguleren van de zuurstofsaturatie in het bloed tussen 98% en 100% en 90% en 94% heeft geen voordeel bij patiënten met een hartstilstand buiten het ziekenhuis. De mogelijke schadelijke effecten van een hoog zuurstofgehalte op een acuut myocardinfarct zijn onder andere vernauwing van de kransslagaders, een verstoorde microcirculatie, een verhoogde functionele zuurstofshunt, een verlaagd zuurstofverbruik en verhoogde ROS-schade in het gebied waar de reperfusie succesvol is.

Ten slotte onderzochten klinische studies en meta-analyses de juiste SpO2-streefwaarden voor kritiek zieke, opgenomen patiënten. Een single center, open-label gerandomiseerde studie die conservatieve zuurstoftherapie (SpO2-streefwaarde 94%~98%) vergeleek met traditionele therapie (SpO2-waarde 97%~100%) werd uitgevoerd bij 434 patiënten op de intensive care. Het sterftecijfer op de intensive care van patiënten die willekeurig waren toegewezen aan conservatieve zuurstoftherapie is verbeterd, met lagere percentages shock, leverfalen en bacteriëmie. Een daaropvolgende meta-analyse omvatte 25 klinische studies waaraan meer dan 16.000 opgenomen patiënten met verschillende diagnoses, waaronder beroerte, trauma, sepsis, myocardinfarct en spoedoperatie, deelnamen. De resultaten van deze meta-analyse toonden aan dat patiënten die conservatieve zuurstoftherapie kregen een verhoogd sterftecijfer in het ziekenhuis hadden (relatief risico, 1,21; 95% BI, 1,03-1,43).

Twee daaropvolgende grootschalige onderzoeken konden echter geen effect aantonen van conservatieve zuurstoftherapiestrategieën op het aantal dagen zonder beademing bij patiënten met longziekte of op de overlevingskans na 28 dagen bij ARDS-patiënten. Recent bleek uit een onderzoek onder 2541 patiënten die mechanische beademing kregen, dat gerichte zuurstofsuppletie binnen drie verschillende SpO2-bereiken (88%~92%, 92%~96%, 96%~100%) geen invloed had op uitkomsten zoals overlevingsdagen, mortaliteit, hartstilstand, aritmie, myocardinfarct, beroerte of pneumothorax zonder mechanische beademing binnen 28 dagen. Op basis van deze gegevens adviseren de richtlijnen van de British Thoracic Society een streef-SpO2-bereik van 94% tot 98% voor de meeste volwassen ziekenhuispatiënten. Dit is redelijk omdat SpO2 binnen dit bereik (rekening houdend met de afwijking van ± 2% tot 3% van pulsoximeters) overeenkomt met een PaO2-bereik van 65-100 mm Hg, wat veilig en voldoende is voor de zuurstofconcentratie in het bloed. Voor patiënten met een risico op hypercapnische respiratoire insufficiëntie is 88% tot 92% een veiliger streefwaarde om hypercapnie veroorzaakt door O2 te voorkomen.