Quando o Oxigênio se torna tóxico?

A correção da hipoxemia está baseada na elevação dos níveis alveolar e sanguíneo de oxigênio. O sistema cardiopulmonar compensa a hipoxemia aumentando a ventilação e o débito cardíaco. Como a oxigenoterapia aumenta o conteúdo de oxigênio no sangue, o coração não necessita bombear tanto sangue por minuto para responder às demandas teciduais. Essa redução da carga de trabalho é particularmente importante quando o coração já se encontra estressado por uma doença, como o infarto do miocárdio. A hipoxemia também causa vasoconstrição e hipertensão pulmonar, nessas condições há um aumento na carga de trabalho do coração direito. Nos pacientes com hipoxemia crônica, esse aumento de carga de trabalho pode levar à insuficiência ventricular direita (cor pulmonale). A oxigenoterapia pode reverter a vasoconstrição pulmonar e diminuir a carga de trabalho ventricular direita.

A oxigenoterapia está indicada sempre que existir uma deficiência no aporte de oxigênio aos tecidos. A hipóxia celular pode ser causada pela diminuição da quantidade de oxigênio no gás inspirado (exposição a elevadas altitudes), diminuição da ventilação alveolar, alterações na relação ventilação/perfusão, aumento do shunt intrapulmonar, alterações de transferência gasosa, decréscimo no gasto cardíaco, em situações de choque hipovolêmico, bem como diminuição ou alterações moleculares da hemoglobina. 

O oxigênio pode ser também tóxico quando administrado em grandes quantidades, devendo ser monitorado. Os efeitos deletérios ou tóxicos do O2 ainda são alvo de muitos estudos, porém, sabe-se que o tempo e as concentrações de O2, dependendo da forma administrada, podem levar a disfunções pulmonares devido a alterações no SNC (Sistema Nervoso Central) e cardiovasculares. E quando se fala em toxicidade, deve-se pensar sempre em valores de fração inspirada de oxigênio (FiO2) iguais ou maiores que 60%. 

O pulmão em crescimento pode ser mais sensível ao O2, assim, é necessário maior cautela com os lactentes. As pressões arteriais de oxigênio (PaO2) elevadas também estão associadas à retinopatia da prematuridade e a displasia broncopulmonar. A utilização de FiO2 superiores a 0,5 apresenta um risco importante de atelectasia de absorção. A inspiração de níveis elevados de oxigênio depleta rapidamente os níveis de nitrogênio do organismo. Quando os níveis de nitrogênio no sangue diminuem, a pressão total dos gases venosos cai rapidamente. Sob tais condições, os gases existentes na pressão atmosférica no interior de qualquer cavidade corpórea irão se difundir rapidamente para o sangue venoso, podendo produzir colapso alveolar. Como os alvéolos colapsados são perfundidos, mas não são ventilados, a atelectasia de absorção aumenta o shunt fisiológico e piora a oxigenação sanguínea.

A toxicidade do O2 em função das variáveis de FiO2 e do tempo de administração está relacionada da seguinte forma: 

• em uma FiO2 de 100% durante 24 a 40 horas os pulmões vão se encontrar íntegros. Em um tempo aproximado de 40 horas ocorrem manifestações de traqueobronquite, aumento dos pneumócitos tipo II, destruição de células endoteliais, espessamento da membrana alvéolo-capilar e aumento de células mononucleares, observando que os tempos relatados têm relação com variáveis importantes, tais como idade, doença de base, fatores nutricionais, presença de pneumopatias, entre outros;
• uma exposição de FiO2 a 85% durante 7 dias provocará proliferação e hipertrofia de pneumócitos tipo II, edema mitocondrial, destruição e hipertrofia de células endoteliais, bem como aumento de células mononucleares; 
• já quando se utiliza uma FiO2 de 60% durante 7 dias, não há alterações dos pneumócitos tipos I e II, mas há lesão endotelial pulmonar e aumento de macrófagos alveolares, foco de redução do volume pulmonar e espessamento da parede de capilares endoteliais;
• na administração de uma FiO2 de 40% durante 30 dias não há alteração observada.

É importante perceber que a oxigenoterapia deve ser aplicada de modo criterioso para não gerar outras alterações clínicas no indivíduo que faz uso desse tipo de terapia, e ainda devemos mais uma vez chamar a atenção para os prematuros que são a população mais afetada com os efeitos indesejáveis do oxigênio. 

A toxicidade do O2 é atribuída às reações de radicais livres de O2 nos componentes celulares, mesmo que estes tenham papéis fundamentais no desenvolvimento normal dos processos biológicos e nas reações de oxidação e redução no nível celular. Essas reações podem romper a membrana lipoproteica, destruindo as funções enzimáticas celulares, mudando o DNA e levando à morte celular. A definição de radical livre é quando há um ou mais elétrons não-pareados na órbita externa, tornando-se extremamente reativos, pois quando um radical livre reage com um radical não-livre, o produto é outro radical livre, produzindo reações em cadeia. Essa cadeia termina quando ocorre o encontro entre dois radicais livres que produzem uma ligação entre dois elétrons, ou o encontro com uma substância antioxidante.

Os pacientes com hipercapnia crônica podem apresentar depressão ventilatória quando recebem concentrações altas de oxigênio. Nesses casos, a oferta adicional de oxigênio deve ser rigorosamente controlada para corrigir a hipóxia sem, contudo, aumentar a hipercarbia. Normalmente para esta população a oferta de oxigênio é em torno de 1 a 2 l/m.