Keywords

Hiperoxemie; Hemorheologie; Perfuzie; Vâscozitate; Agregare; Deformabilitate

Terapia cu oxigen a fost folosită de ani de zile pentru a preveni sau trata hipoxemia mai frecvent în cadrul unității de terapie intensivă (ICU). Cererea de oxigen a pacienților este prezisă prin evaluarea gazelor din sânge, a indicatorilor de insuficiență a organelor și a constatărilor fiziologice ale hipoxiei în progresie. Cu toate acestea, raportul de oxigen inspirat fracționat (FiO2) necesar a fi administrat pacientului pentru a depăși efectele adverse ale hipoxemiei, evitând în același timp efectele nocive ale oxigenului, este un subiect de dezbatere. Numeroase studii au dovedit existența toxicității oxigenului din cauza formării crescute de specii reactive de oxigen (ROS), în special în condiții de hipoxie/reperfuzie. În timp ce aceste efecte sunt deosebit de pronunțate în timpul administrării pe termen lung, adică dincolo de 12-24 h, mai multe studii retrospective sugerează că și hipoxemia de durată mai scurtă este, de asemenea, asociată cu o creștere a mortalității și morbidității .Eficacitatea ventilației pe termen scurt cu FiO2 ridicată (0,8-1,0) în timpul perioadei perioperatorii (de ex, inducerea sau înțărcarea anesteziei, transportul pacientului), sedarea pentru proceduri invazive (de exemplu, cateterizări, încercări endoscopice sau resuscitare cardiopulmonară (RCP) nu este dovedită în prezent în ceea ce privește microcirculația și perfuzia organelor.

Schimbul de gaze, nutrienți și metaboliți între sânge și țesuturi prin intermediul rețelei microcirculatorii este piatra de temelie a perfuziei tisulare și a funcției organelor. Un concept care acoperă atât livrarea de oxigen, cât și transportul de oxigen tisular și consumul de oxigen al celulelor ar putea fi numit perfuzie tisulară de oxigen . Există diverse metode neinvazive de estimare a perfuziei și oxigenării tisulare, cum ar fi gradientul de temperatură corporală, pulsoximetria, spectroscopia în infraroșu apropiat, spectrofotometria cu polarizare ortogonală, debitmetrul Doppler cu laser, oximetria transcutanată și capnografia sublinguală . Toate aceste metode sunt parțial capabile să monitorizeze componentele esențiale ale perfuziei, cum ar fi debitul cardiac, rezistența vasculară sistemică, saturația hemoglobinei în oxigen și integritatea microcirculației. Aprovizionarea cu sânge și livrarea de oxigen către țesuturi sunt estimate prin intermediul acestor metode, iar terapia cu oxigen este menținută pentru a atinge țintele de saturație suficientă a oxihemoglobinei și de flux sanguin. Cu toate acestea, efectele proprietăților hemorheologice sunt frecvent neglijate.

Hemorheologia se ocupă de comportamentul de curgere și de deformare a sângelui și a elementelor sale formate (de exemplu, hematii, globule roșii, globule albe, trombocite) . Deoarece sângele este un lichid bifazic (plasmă și elemente celulare), fluiditatea sa la o anumită viteză de forfecare și temperatură este determinată de proprietățile reologice ale fazelor plasmatică și celulară și de fracția de volum (adică hematocritul) a fazei celulare. În plus față de concentrația elementelor celulare din sânge, proprietățile reologice ale acestora sunt factori determinanți importanți ai fluidității sângelui. Eritrocitele sunt principalul factor determinant al acestui efect, aceste celule prezentând un comportament reologic foarte special. Eritrocitele normale sunt corpuri foarte deformabile și au tendința de a se orienta cu liniile de curgere, mai ales dacă forțele de forfecare sunt suficient de mari pentru a deforma ușor aceste celule. O altă caracteristică reologică importantă a globulelor roșii este tendința lor de a se agrega în rețele liniare, denumite rouleaux, în care sunt dispuse ca niște grămezi de monede. Agregatele liniare interacționează apoi pentru a forma structuri tridimensionale . Fibrinogenul și alte proteine plasmatice mari favorizează agregarea hematiilor, agregarea depinzând de amploarea forțelor de forfecare care acționează asupra celulelor. O forfecare crescută perturbă agregatele, în timp ce o forfecare redusă favorizează agregarea . Din cauza mărimii efective crescute a particulelor, perturbarea liniilor de curgere devine mai pronunțată atunci când se formează agregate de globule roșii și când vâscozitatea sângelui este semnificativ crescută. Agregarea globulelor roșii este astfel principalul factor determinant al vâscozității sângelui în condiții de forfecare redusă . Studiile care leagă modificările de perfuzie microvasculară dependente de vâscozitate de datele relevante pentru rezultat sugerează că vâscozitatea sângelui total și parametrii hemorheologici relevanți sunt neglijabili ca factor determinant al perfuziei microvasculare în condiții fiziologice, atunci când autoreglarea este eficientă. Deoarece autoregulația este determinată de menținerea constantă a aprovizionării cu oxigen, organismul va compensa modificările vâscozității sângelui pentru a susține furnizarea de oxigen . Cu toate acestea, atunci când mecanismele fiziologice de compensare sunt îngreunate din cauza evoluțiilor patologice sau a intervențiilor terapeutice (de exemplu, ventilație mecanică, sedare etc.), alterările hemorheologice pot duce la tulburări de perfuzie.

Se dovedește că hiperoxemia acută este legată de vasoconstricția cerebrală, moartea celulelor neuronale, scăderea indicelui cardiac și a frecvenței cardiace, în timp ce rezistența vasculară periferică crește . În ciuda informațiilor în creștere rapidă cu privire la efectele deteriorante ale terapiei cu FiO2 ridicată asupra perfuziei prin scăderea fluxului sanguin și citotoxicitatea legată de ROS, există date limitate cu privire la impactul hiperoxemiei asupra reologiei sângelui, care este direct corelată cu perfuzia tisulară, în special la pacienții în stare critică. Două studii recente au arătat că hiperoxemia acută datorată terapiei cu oxigen hiperbaric sau ventilației normobarice cu FiO2 ridicată nu a avut un efect semnificativ asupra vâscozității sângelui, agregării sau deformabilității globulelor roșii . În ciuda efectelor binecunoscute ale hipoxiei care perturbă perfuzia, cum ar fi scăderea deformabilității globulelor roșii, a vâscozității sângelui, a vâscozității plasmei și creșterea agregării globulelor roșii, hiperoxemia pare a fi ineficientă și/sau inofensivă în ceea ce privește perfuzia tisulară prin lichiditatea sângelui.

Inhalarea cu FiO2 ridicată este utilizată la subiecți grav bolnavi sau sănătoși cu diverse indicații. Insuficiențele respiratorii acute și cronice sunt indicații majore la pacienții din USI. Mai mult decât atât, resuscitarea cardio-respiratorie și multe alte proceduri invazive, cum ar fi aspirarea traheală, cateterizarea, intubarea și extubarea, sunt efectuate în condiții de FiO2 ridicată. Datele recente verifică aplicarea unei FiO2 ridicate pentru a evita hipoxemia în cazul procedurilor acute și pe termen scurt, care se confruntă cu riscurile unei potențiale toxicități a oxigenului și ale unei microcirculații afectate. Sunt necesare mai multe studii pentru a defini „intervalul și durata sigure” pentru oxigenoterapie, pentru a contribui la îmbunătățirea oxigenării și nu la frustrarea perfuziei tisulare.

1. Hafner S, Beloncle F, Koch A, Radermacher P, Asfar P (2015) Hyperoxia in intensive care, emergency, and perioperative medicine: Dr. Jekyll sau Mr. Hyde? O actualizare din 2015. Ann Intensive Care 5: 42.
2. Gottrup F (1994) Fiziologia și măsurarea perfuziei tisulare. Ann Chir Gynaecol 83: 183-189.
3. Alexandre L (2012) Monitorizarea neinvazivă a perfuziei periferice. În: In: Michael R, Pinsky LB, Jordi M, Massimo A (edr) Springer Berlin Heidelberg p. 131-141.
4. Baskurt OK, Meiselman HJ (2003) Blood rheology and hemodynamics. Semin Thromb Hemost 29: 435-450.
5. Copley AL (1990) Fluid mechanics and biorheology. Biorheology 27: 3-19.
6. Feher MD, Rampling MW, Sever PS, Elkeles RS (1988) Hipertensiunea diabetică – Importanța fibrinogenului și a vâscozității sângelui. J Hum Hypertens 2: 117-122.
7. Lenz C, Rebel A, Waschke KF, Koehler RC, Frietsch T (2008) Vâscozitatea sângelui modulează perfuzia tisulară: Uneori și undeva. Transfus Altern Transfus Med 9: 265-272.
8. Gershengorn H (2014) Hyperoxemia–Too much of a good thing? Crit Care 18: 556.
9. Sinan M, Ertan NZ, Mirasoglu B, Yalcin O, Atac N, et al. (2016) Efectele acute și pe termen lung ale terapiei cu oxigen hiperbaric asupra parametrilor hemorheologici la pacienții cu diverse afecțiuni. Clin Hemorheol Microcirc 62: 79-88.
10. Ulker P (2016) The effect of acute and short term normobaric hyperoxia on hemorheologic parameters. Biorheology 53: 171-177.

.