二、氧中毒
氧对细胞的生物学效应具有双重性,组织细胞有氧代谢产生能量以维持正常生理功能,PO2降低至一定水平必然影响细胞的有氧代谢,并可能导致代谢、功能和结构的损伤;相反过高PO2同样会损伤细胞。一般而言,健康人在常压下对<40%的氧浓度可长期耐受而不致出现组织损伤;长时间中等浓度氧疗对肺组织可能有轻微损伤作用,但总体安全;高浓度氧疗则容易发生肺损伤,典型表现是急性呼吸窘迫综合征(ARDS)。若PaO2长时间过高也可导致其他组织损伤,特别是新生儿视网膜损伤。
1. 氧毒性的作用机制 主要用氧自由基(oxygen free radical,OR)学说解释。弥散至细胞内的氧分子绝大部分由细胞线粒体内的细胞色素氧化酶催化还原产生CO2和水,占氧耗量1%~5%的氧分子在还原过程中形成自由基(radical),如超氧阴离子自由基(O-2)、羟自由基(·OH);过氧化氢(H2O2)具有较强的氧化性,也被视为OR。氧(主要是高浓度氧)还可刺激巨噬细胞(AM)生成并释放趋化因子,使中性粒细胞(PNM)黏附到内皮细胞上,PNM 和AM 细胞膜的还原辅酶Ⅱ氧化酶活性增强,便产生大量OR。OR 引起生物体过氧化反应,包括细胞膜脂质的过氧化反应、蛋白质硫基的氧化和交联、DNA和RNA 交联反应等。若损伤生物膜和细胞内的酶、损伤线粒体,将影响氧化磷酸化的过程,导致三羧酸循环障碍,使细胞呼吸功能减退甚至丧失。
正常情况下,OR产生量极少,可被组织抗氧化系统(tissue antioxidant system)清除,如过氧化物歧化酶(SOD)清除O-2,过氧化氢酶清除H2O2、·OH,谷胱甘肽过氧化酶、还原型谷胱甘肽酶、维生素E、维生素C、胡萝卜素等亦可减少OR的产生或促进OR的清除。若长时间吸入高浓度氧将导致PAO2和PaO2持续过高,OR生成加快、增多,并超过组织抗氧化系统的清除能力,将损伤肺组织或其他组织。
2.氧毒性的主要表现
(1)气道损伤:高浓度氧可抑制气管、支气管的纤毛黏液活动,气道排除分泌物能力降低,肺泡巨噬细胞的吞噬能力减弱,容易导致呼吸道感染。(https://www.daowen.com)
(2)肺损伤:早期为肺泡毛细血管膜的通透性增加,导致肺间质和肺泡水肿;逐渐出现毛细血管内皮细胞和肺泡上皮细胞破坏,以及肺泡表面活性物质丧失和失活,进一步加重引起肺泡萎陷、不张,重症表现为ARDS。过高PaO2使交感肾上腺系统功能亢进,使肺对血管活性胺类物质的清除作用下降,加重肺损伤。长期、慢性氧中毒可导致肺组织增生、纤维化。
(3)视网膜损害:PaO2显著升高,使视网膜的毛细血管受损,导致毛细血管阻塞,纤维增生,可引起不可逆失明,主要见于新生儿,特别是早产儿。
(4)其他:任何其他器官和组织皆可发生OR损伤,但程度较轻。
3.氧中毒的防治 无特殊治疗方法,以预防为主,一旦发生,首先要降低FiO2。需特别注意下述几点:①正确选择并控制FiO2。FiO2的高低以保持机体最低需要PaO2为原则,只要PaO2适当高于60 mm Hg即可。②需要高FiO2者应注意控制吸氧时间,特别是高压氧疗。③对于高浓度氧疗患者,应密切观察病情和动脉血气监测。一旦出现病情恶化,应注意鉴别是原发病恶化或发生其他并发症,还是氧中毒的表现。④对于需要高FiO2的患者应尽早MV,一方面改善气体交换,降低对高FiO2的需求;另一方面适当PEEP 等可保护肺组织,减轻氧中毒。⑤必要时尽早给予ECMO。⑥一旦高度怀疑或诊断氧中毒,即降低FiO2,尽早给予糖皮质激素治疗,加用ECMO等其他呼吸支持技术。若氧中毒持续时间较长则容易造成不可逆的病理变化,治疗效果极差。
(朱 蕾)