Gevaren van Zuurstof Dr.Lieven Bedert Dienst longziekten ZNA Middelheim
02/12/2006
1
Gevaren van zuurstof Het element zuurstof Zuurstof toxiciteit Absorptieve atelectase Zuurstof bij prematuren Hypercapnie Fysische gevaren en preventie bij gebruik zuurstof therapie 02/12/2006
2
Het element zuurstof
Zuurstof Zuurstof is een chemische element met atoomnummer 8 O2 is verschenen in significante hoeveelheden 2.5 tot 1.6 miljard jaar geleden. Wordt geproduceerd via fotosynthese. ¾ algen in de oceanen en ¼ door planten op het land. 02/12/2006
4
Zuurstof Meestal gebonden aan andere elementen. Binding covalent (tussen twee nietmetalen) of ionen (tussen een metaal en een niet-metaal). Meest voorkomende element op aarde. Ontdekking toegeschreven aan Wilhelm Scheele (1742-1786) en Joseph Priestley (1733-1804) 02/12/2006
5
02/12/2006
6
02/12/2006
7
02/12/2006
8
Zuurstof Zuurstof vormt chemische bindingen met bijna alle elementen en dit wordt oxidatie genoemd. Atmosfeer bevat 21% zuurstof aan een druk van 0.21 bar (partiële druk)
02/12/2006
9
Zuurstof toxiciteit
Zuurstof toxiciteit Zuurstof kan toxisch worden bij verhoogde druk. Partiële zuurstof druk kan verhogen door: 1. FiO2 te verhogen 2. Inademen onder verhoogde druk (bv duikers) 3. Combinatie (hyperbare zuurstof therapie) 02/12/2006
11
02/12/2006
12
Zuurstof toxiciteit Zuurstof toxiciteit begint op te treden vanaf drukken boven 0.5 atmosfeer of bar. Dus 2.5x partiële zuurstof spanning op zee niveau, gasmengsels die minder dan 50% zuurstof bevatten zijn dus niet toxisch op zee niveau. Gasmengsels die meer dan 50% zuurstof bevatten kunnen schade veroorzaken aan de longen. 02/12/2006
13
Zuurstof toxiciteit Zuurstof toxiciteit is het gevolg van het ontstaan van zuurstof radicalen, welke zeer toxisch kunnen zijn. Het lichaam heeft mechanismen ontwikkeld (anti-oxidantia)om zich te beschermen tegen deze toxische elementen. Het immuun systeem gebruikt deze zuurstof radicalen ook als afweer mechanisme.
02/12/2006
14
02/12/2006
15
02/12/2006
16
Zuurstof radicalen Een radicaal is een groep atomen waarvan 1 een ongepaard electron in zijn buitenste schil heeft. Dit een extreem onstabiele configuratie en radicalen reageren snel met andere moleculen of radicalen om een stabiele configuratie van 4 gepaarde electronen te bereiken. 02/12/2006
17
02/12/2006
18
02/12/2006
19
Zuurstof toxiciteit
Blootstelling aan hoge concentraties zuurstof kan leiden tot long schade. De effecten zijn gradueel en afhankelijk van de druk en tijdsduur.
02/12/2006
20
Al-Motabagani MA Ital.J. Anat. Embryol. 2005 110 (4) Ratten blootgesteld aan verschillende zuurstof concentraties
controlegroep FiO2 95%; 24 h
FiO2 95%, 24 h + 2 weken herstel FiO2 60% 2 weken
Longoedeem, veranderingen alveolen Geen herstel
Verdikking alv septa, cellulaire infiltratie FiO2 60% 2 weken + Partiële verbetering 2 weken herstel 02/12/2006
21
Zuurstof toxiciteit Longen van mensen die sterven na langdurige zuurstof therapie vertonen gelijkaardige afwijkingen. Longfunctie onderzoek na hyperoxie toont: 1. Daling in- en expiratoire longvolumes 2. Kleine luchtwegen dysfunctie 3. Daling diffusie capaciteit 4. Daling long compliance 02/12/2006
22
Zuurstof toxiciteit Symptomen van zuurstof toxiciteit beginnen langzaam, meestal met substernale irritatie, nemen progressief toe samen met optreden hoestklachten. Het begin van de klachten is variabel maar bij 1 ata (1 bar=100% FiO2) meestal na 1216 uur. 02/12/2006
23
Klachten zuurstof toxiciteit CNS
Pulmonaal
Misselijkheid en braken
Droge hoest
Convulsies
Substernale last
Zweten
Bronchitis
Bleekheid
Kortademigheid
Spiertrekkingen
Longoedeem
Angst
Pulmonale fibrose
Gezichtstoornissen Tintelingen Hallucinaties Draainissen Hik
02/12/2006
Verminderd bewustzijn
24
Zuurstof toxiciteit Deze klachten worden toegeschreven aan het ontstaan van vrije zuurstof radicalen of reactive oxygen species (ROS). Spelen ook een rol in veroudering, atherosclerose etc.
02/12/2006
25
02/12/2006
26
Zuurstof toxiciteit bij medicatie Het toedienen van zuurstof In combinatie met bepaalde medicaties, of ter behandeling van intoxicaties kan de cellulaire toxiciteit verhogen o.a. bij: 1. Bleomycine 2. Paraquat 3. Methotrexaat 4. Thorax radiotherapie 02/12/2006
27
Cel toxiciteit Meeste chemicaliën zijn niet direct toxisch voor de cel. Meestal is een vorm van biotransformatie (bioactivatie)nodig. Dit proces loopt meestal via 2 fazen, de eerste fase is een oxidatieve reactie en de tweede een conjugatie waardoor metaboliet meer water oplosbaar wordt en is dus eigenlijk een detoxificatie proces. 02/12/2006
28
Cel toxiciteit Dit proces leidt in fase 1 ook tot het ontstaan van reactieve electrofiele metaboliet of zuurstof radicaal. Deze producten kunnen door binding aan essentiële macromoleculen leiden tot cel dysfunctie en mutaties. Cel beschadiging wordt gevolgd door ontsteking en herstel die in sommige omstandigheden overmatig en ongecontroleerd kan zijn. 02/12/2006
29
Celtoxiciteit
02/12/2006
30
Absorptieve atelectase
Absorptieve atelectase Hoge concentratie zuurstof verdringt het alveolair stikstof. Als de absorptie van zuurstof sneller gaat dan nieuwe aanvoer dan kan dit leiden tot atelectase. Bij oudere vrijwilligers kan 100% O2 ademen leiden tot een shunt van 11%.
02/12/2006
32
Absorptieve atelectase Theoretisch waarschijnlijker bij: 1. Lage regionale V/Q verhouding (in het algemeen afsluiten luchtweg om belangrijk te zijn) 2. Kwalitatieve en kwantitatieve surfactant abnormaliteiten waardoor meer kans op alveolair collaps. 3. Hoge zuurstofopname oiv metabole vraag. 4. Gestoord ademhalingspatroon. 02/12/2006
33
Zuurstof bij prematuren
Bronchopulmonale dysplasie (BPD) BPD is een aandoening van premature pasgeborenen die toegeschreven wordt aan de effecten van: mechanische ventilatie en zuurstof toxiciteit op de immature long. BPD wordt gekarakteriseerd door epitheliale hyperplasie en squameuze metaplasie van de grote luchtwegen, verdikte alveolaire wanden en peribronchiale en interstitiële fibrose. Vaak langdurige zuurstof nood nadien. 02/12/2006
35
Retinopathie van de prematuur
Vaatwoekeringen in de retina bij de prematuur worden eveneens toegeschreven aan het toxisch effect van zuurstof.
02/12/2006
36
02/12/2006
37
Hypercapnie
Toename hypercapnie Ongeacht chronische PaCO2 is een acute stijging van PaCO2 geassocieerd met een daling van de pH. De pH en de leeftijd zijn geassocieerd met het risico op overlijden. Het is niet de absolute PaCO2 maar mate en snelheid van verandering, die gereflecteerd wordt door de pH. 02/12/2006
39
Toename Hypercapnie Reeds in zestiger jaren was bekend dat ongecontroleerde zuurstof therapie kan leiden tot respiratoire acidose en CO2 narcose. Het mechanisme is nog steeds slecht begrepen. 20% van de COPD exacerbaties zijn hypercapnische bij opname. 02/12/2006
40
Hypercapnie en zuurstof therapie
One year period prevalence study of respiratory acidosis in acute exacerbations of COPD: implications for the provision of non-invasive ventilation and oxygen administration. PK Plant, JL Owen, MWElliot; Thorax 20;55:550-554 02/12/2006
41
Toename Hypercapnie Mechanismen: 1. Haldane effect: verschuiving CO2hemoglobine dissociatie curve. Oxyhemoglobine bindt CO2 minder goed dan deoxyhemoglobine waardoor stijging CO2 in het bloed. 2. Toename dode ruimte ventilatie. Dit door verslechtering ventilatie-perfusie verhouding.
02/12/2006
42
Toename Hypercapnie
Mechanismen: 3. Daling minuut ventilatie door verminderde stimulatie perifere chemoreceptoren. 4. Anxiolytische en anti-dyspnoeische effecten O2, kunnen slaap bevorderen.
02/12/2006
44
AZM
45
Therapie zuurstof toxiciteit
Zuurstof titreren tot PaO2 60-65 mmHg of SO2>90%. Zuurstof gebrek is gevaarlijker dan hypercapnie!!!
02/12/2006
46
Fysische gevaren zuurstof therapie
Fysische gevaren van zuurstof
Zuurstof is brandbevorderend maar zelf niet brandbaar! Branddriehoek!
02/12/2006
48
02/12/2006
49
Brandgevaar BW Robb et al. Home oxygen therapy: adjunct or risk factor. J. Burn Care Rehabil. 2003 Nov-Dec;24(6):403-6
10 jaar 27/3673 brandwonden direct gerelateerd aan zuurstof therapie. 89% rookte tijdens zuurstof therapie!!! 4 overlijdens door de brandwonden.
02/12/2006
50
Voorzorgen gebruik zuurstof In ruimten waar zuurstof gebruikt wordt mag geen ‘open vuur’ zijn en is roken niet toegestaan Zet een zuurstof cilinder niet in de buurt van verwarmingselementen. Regelmatige ventilatie van de ruimte waar zuurstof wordt gebruikt. Gebruik nooit vet of olie bij een zuurstof cilinder 02/12/2006
51
Voorzorgen gebruik zuurstof Geen verplichting om brandweer op de hoogte te brengen, maar aanbrengen pictogram brandbevorderende substantie bij ingang plaatsen waar zuurstof wordt opgeslagen/gebruikt. Aanwezigheid brandmelder/ blusapparaat is aangewezen. Best CO2 of koolzuursneeuwblusser 02/12/2006
52
02/12/2006
53
02/12/2006
54
02/12/2006
55
Voorzorgen gebruik zuurstof Zuurstof wordt opgeslagen aan 200 bar. Een druk van 200 bar kan van een zuurstoffles een dodelijk projectiel maken. Zet de cilinder zodanig neer dat ze niet kan omvallen en bevestig de cilinder met een riem of ketting. Kleinere flessen bevestigen aan wagentje. 02/12/2006
56
Voorzorgen gebruik zuurstof Zuurstof mag vervoerd worden in de auto, ook hier best vastgemaakt. Op fles moeten ADR gegevens opstaan dit is standaard, chauffeur moet géén ADR rijbewijs hebben. Voor particulier gebruik mag 1000l waterinhoud zuurstof vervoerd worden (kan niet in personen wagen) 02/12/2006
57
Voorzorgen gebruik zuurstof Het gebruik zuurstof thuis en onderweg moet niet gemeld worden aan de verzekeraar (dixit Fortis) Volgens Touring best wel door te geven aan de verzekeraar. Praktisch misschien polis nakijken en verzekeraar op de hoogte brengen zodat geen discussie kan ontstaan. 02/12/2006
58
Voorzorgen gebruik zuurstof
De meest voorkomende interactie is deze met alle oliebevattende substanties. Cave vaseline, huidcrèmes, cosmetica. Kan leiden tot spontane ontbranding.
02/12/2006
59
Dank U voor uw aandacht
02/12/2006
60
