Keywords

Hiperoxemia; Hemorheology; Perfusion; Viscosity; Aggregation; Deformability

Oxygen therapy has been used to prevent or treat hyppoxemia more frequently in intensive care unit (ICU) setting for years. A demanda de oxigênio dos pacientes é prevista através da avaliação dos gases sangüíneos, indicadores de insuficiência de órgãos e achados fisiológicos da hipoxemia em progresso. Entretanto, a proporção de oxigênio inspirado fracionado (FiO2) precisava ser administrada ao paciente para superar os efeitos adversos da hipoxemia, evitando os efeitos deletérios do oxigênio, é um tema de debate. Muitos estudos comprovaram a existência de toxicidade do oxigênio devido ao aumento da formação de espécies reativas de oxigênio (ROS), especialmente em condições de hipóxia/reperfusão. Embora esses efeitos sejam particularmente pronunciados durante a administração a longo prazo, ou seja, além das 12-24 h, vários estudos retrospectivos sugerem que mesmo a hipoxemia de menor duração também está associada ao aumento da mortalidade e morbidade. A eficácia da ventilação a curto prazo com alta FiO2 (0,8-1,0) durante o período perioperatório (i.e, A eficácia da ventilação a curto prazo com alta FiO2 (0,8-1,0) durante o período perioperatório (ou seja, indução anestésica ou desmame, transporte do paciente), sedação para procedimentos invasivos (ou seja, cateterismos, tentativas endoscópicas) ou ressuscitação cardiopulmonar (RCP) não está atualmente comprovada em termos de microcirculação e perfusão de órgãos.

A troca de gases, nutrientes e metabólitos entre o sangue e os tecidos através da rede microcirculatória é a pedra angular da perfusão tecidual e da função dos órgãos. Um conceito que abrange tanto o fornecimento de oxigênio, o transporte de oxigênio dos tecidos e o consumo de oxigênio das células poderia ser denominado perfusão de oxigênio dos tecidos. Existem vários métodos não invasivos para estimar a perfusão e oxigenação dos tecidos como gradiente de temperatura corporal, pulsoximetria, espectroscopia de infravermelho próximo, espectrofotometria polarizante ortogonal, medidor de fluxo Doppler a laser, oximetria transcutânea e capnografia sublingual. Todos esses métodos são parcialmente capazes de monitorar os componentes essenciais da perfusão como débito cardíaco, resistência vascular sistêmica, saturação de oxigênio da hemoglobina e integridade da microcirculação. O fornecimento de sangue e oxigênio aos tecidos é estimado através destes métodos e a oxigenoterapia é mantida para alcançar os objetivos de saturação suficiente de oxihemoglobina e fluxo sanguíneo. Entretanto, os efeitos das propriedades hemorreológicas são freqüentemente negligenciados.

Hemorreologia trata do comportamento do fluxo e da deformação do sangue e seus elementos formados (ou seja, hemácias, leucócitos, plaquetas) . Como o sangue é um líquido bifásico (plasma e elementos celulares), sua fluidez a uma determinada taxa de cisalhamento e temperatura é determinada pelas propriedades reológicas das fases plasmáticas e celulares e pela fração de volume (ou seja, hematócrito) da fase celular. Além da concentração dos elementos celulares no sangue, suas propriedades reológicas são importantes determinantes da fluidez do sangue. As hemácias são os principais determinantes deste efeito, com estas células exibindo um comportamento reológico muito especial. As hemácias normais são corpos altamente deformáveis e tendem a se orientar com as linhas de fluxo, especialmente se as forças de cisalhamento forem altas o suficiente para deformar levemente essas células. Outra característica reológica importante das hemácias é sua tendência a se agregar em matrizes lineares, chamadas de roleaux, nas quais estão dispostas como pilhas de moedas. Os agregados lineares interagem então para formar estruturas tridimensionais. O fibrinogênio e outras grandes proteínas plasmáticas promovem a agregação das hemácias, sendo que a agregação depende da magnitude das forças de cisalhamento que atuam sobre as células. O aumento do cisalhamento perturba os agregados, enquanto que a redução do cisalhamento favorece a agregação . Devido ao aumento do tamanho efetivo das partículas, o distúrbio das linhas de fluxo torna-se mais pronunciado quando os agregados de hemácias são formados e a viscosidade do sangue é significativamente aumentada. A agregação das hemácias é, portanto, o principal determinante da viscosidade do sangue sob condições de baixo cisalhamento . Estudos ligando alterações dependentes da viscosidade da perfusão microvascular a dados relevantes para os resultados sugerem que a viscosidade do sangue total e parâmetros hemorreológicos relevantes são insignificantes como determinante da perfusão microvascular sob condições fisiológicas quando a auto-regulação é eficaz. Como a autorregulação é orientada para manter constante o suprimento de oxigênio, o organismo compensará as mudanças na viscosidade do sangue para sustentar o fornecimento de oxigênio. Entretanto, quando os mecanismos fisiológicos compensatórios são dificultados por cursos patológicos ou intervenções terapêuticas (ou seja, ventilação mecânica, sedação, etc.) alterações hemorreológicas podem levar a distúrbios de perfusão.

A hiperoxemia aguda está comprovadamente relacionada com vasoconstrição cerebral, morte de células neuronais, diminuição do índice cardíaco e da frequência cardíaca enquanto aumenta a resistência vascular periférica . Apesar do rápido crescimento da informação sobre os efeitos da terapia com FiO2 elevado na perfusão através da diminuição do fluxo sanguíneo e da citotoxicidade relacionada à ROS, existem dados limitados sobre o impacto da hiperoxemia na reologia do sangue, que está diretamente correlacionada com a perfusão tecidual, especialmente em pacientes críticos. Dois estudos recentes mostraram que a hiperoxemia aguda devida a oxigenoterapia hiperbárica ou ventilação normobárica com alta FiO2 não teve efeito significativo na viscosidade sanguínea, agregação de glóbulos vermelhos ou deformabilidade. Apesar dos conhecidos efeitos perturbadores da perfusão da hipoxemia como diminuição da deformabilidade dos eritrócitos, viscosidade do sangue, viscosidade do plasma e aumento da agregação dos eritrócitos, a hiperoxemia parece ser ineficaz e/ou inofensiva em termos de perfusão dos tecidos através da liquidez do sangue.

Inalação de alta FiO2 é utilizada em indivíduos gravemente doentes ou saudáveis com várias indicações. Insuficiências respiratórias agudas e crônicas são indicações importantes em pacientes internados em UTI. Além disso, a RCP e muitos outros procedimentos invasivos como sucção traqueal, cateterismo, intubação e extubação são realizados sob alta FiO2. Dados recentes verificam a aplicação de alta FiO2 para evitar hipoxemia em procedimentos agudos e de curto prazo diante dos riscos de toxicidade potencial do oxigênio e microcirculação prejudicada. Mais estudos são necessários para definir o ‘intervalo e duração seguros’ para oxigenoterapia, a fim de contribuir para melhorar a oxigenação ao invés de frustrar a perfusão dos tecidos.

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