Gevaren van Zuurstof. Dr.Lieven Bedert Dienst longziekten ZNA Middelheim

Transcriptie

1 Gevaren van Zuurstof Dr.Lieven Bedert Dienst longziekten ZNA Middelheim

2 02/12/2006 1

3 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

4 Het element zuurstof

5 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

6 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 ( ) en Joseph Priestley ( ) 02/12/2006 5

7 02/12/2006 6

8 02/12/2006 7

9 02/12/2006 8

10 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

11 Zuurstof toxiciteit

12 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/

13 02/12/

14 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/

15 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/

16 02/12/

17 02/12/

18 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/

19 02/12/

20 02/12/

21 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/

22 Al-Motabagani MA Ital.J. Anat. Embryol (4) Ratten blootgesteld aan verschillende zuurstof concentraties controlegroep FiO2 95%; 24 h FiO2 95%, 24 h + 2 weken herstel FiO2 60% 2 weken FiO2 60% 2 weken + 2 weken herstel Longoedeem, veranderingen alveolen Geen herstel Verdikking alv septa, cellulaire infiltratie Partiële verbetering 02/12/

23 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/

24 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 uur. 02/12/

25 Klachten zuurstof toxiciteit CNS Misselijkheid en braken Convulsies Zweten Bleekheid Spiertrekkingen Angst Gezichtstoornissen Pulmonaal Droge hoest Substernale last Bronchitis Kortademigheid Longoedeem Pulmonale fibrose Tintelingen Hallucinaties Draainissen Hik Verminderd bewustzijn 02/12/

26 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/

27 02/12/

28 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/

29 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/

30 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/

31 Celtoxiciteit 02/12/

32 Absorptieve atelectase

33 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/

34 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/

35 Zuurstof bij prematuren

36 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/

37 Retinopathie van de prematuur Vaatwoekeringen in de retina bij de prematuur worden eveneens toegeschreven aan het toxisch effect van zuurstof. 02/12/

38 02/12/

39 Hypercapnie

40 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/

41 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/

42 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: /12/

43 Toename Hypercapnie Mechanismen: 1. Haldane effect: verschuiving CO2- hemoglobine 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/

44

45 Toename Hypercapnie Mechanismen: 3. Daling minuut ventilatie door verminderde stimulatie perifere chemoreceptoren. 4. Anxiolytische en anti-dyspnoeische effecten O2, kunnen slaap bevorderen. 02/12/

46 AZM 45

47 Therapie zuurstof toxiciteit Zuurstof titreren tot PaO mmhg of SO2>90%. Zuurstof gebrek is gevaarlijker dan hypercapnie!!! 02/12/

48 Fysische gevaren zuurstof therapie

49 Fysische gevaren van zuurstof Zuurstof is brandbevorderend maar zelf niet brandbaar! Branddriehoek! 02/12/

50 02/12/

51 Brandgevaar BW Robb et al. Home oxygen therapy: adjunct or risk factor. J. Burn Care Rehabil Nov-Dec;24(6): jaar 27/3673 brandwonden direct gerelateerd aan zuurstof therapie. 89% rookte tijdens zuurstof therapie!!! 4 overlijdens door de brandwonden. 02/12/

52 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/

53 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/

54 02/12/

55 02/12/

56 02/12/

57 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/

58 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/

59 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/

60 Voorzorgen gebruik zuurstof De meest voorkomende interactie is deze met alle oliebevattende substanties. Cave vaseline, huidcrèmes, cosmetica. Kan leiden tot spontane ontbranding. 02/12/

61 Dank U voor uw aandacht 02/12/