Oxigen medical: tot ce trebuie să știi

Redactor specializat
Biochimist, psihoterapeut, formare nutriție și terapii complementare
Studii: Facultatea de Biologie și Masterul în Biochimie.
Alte formări: cursuri acreditate de Lucrător Social, Manager proiect și Antreprenoriat, Hipnoză Clinică, Relaxare și Terapie Ericksoniană.


Oxigenul este unul dintre cele mai importante elemente chimice, fără de care viața umană și a majorității ființelor vii nu ar fi posibilă. Fără oxigen medical medicii nu ar putea salva viața pacienților. Acest element extrem de reactiv, care întreține arderile, este foarte răspândit, al treilea ca abundență din Univers, după hidrogen și heliu.  Oxigenul reprezintă 21% din compoziția atmosferei terestre, fiind gazul care stă la baza respirației aerobe și eliberării de energie în celule.  Toate clasele majore de compuși din organism conțin oxigen, fie că este vorba de acizii nucleici, proteine, lipide sau glucide. La fel de importantă pentru viață, apa are și ea oxigen în structura sa, astfel încât acest element este cel mai răspândit pe Pământ, în special la nivelul biosferei.  Plantele verzi, algele și cianobacteriile sunt principalii producători de oxigen, rezultat prin descompunerea apei sub acțiunea radiațiilor solare, în procesul de fotosinteză. Grație rolului esențial al plantelor și algelor, este garantată existența celorlalte ființe care au nevoie de oxigen pentru respirație, printre care și omul. Un calcul estimativ arată că întreaga umanitate are nevoie de circa 6 bilioane de tone de oxigen pe an.  

Date fiind proprietățile sale extraordinare, printre care importanta cantitate de energie pe care o înmagazinează, oxigenul reprezintă un gaz fundamental pentru viață și, ca atare, este utilizat intensiv în medicină.  Folosirea sa terapeutică datează de la începutul secolului 20, când OMS a inclus oxigenul medical pe Lista Medicațiilor Esențiale (List of Essential Medicines). Astăzi, oxigenul medical este folosit atât în unitățile medicale cât și la domiciliul pacienților dependenți de acest gaz, fiind considerat cel mai frecvent tratament administrat în spitale.

Cum este folosit oxigenul în respirație

Actul respirației are la bază schimbul de gaze ce se realizează la nivel pulmonar, când oxigenul trece în sânge, pentru a fi transportat la țesuturi, iar dioxidul de carbon rezultat din metabolismul celular este eliminat prin expirație. Oxigenul se leagă de hemoglobina din hematii și este transportat la nivel celular, unde este utilizat pentru arderile nutrienților și producerea de energie. Un om respiră între 20.000 şi 30.000 de ori pe zi, în jur de 11.000 de litri de aer , astfel că prin plămâni trece o cantitate considerabilă de mai mult de 4 milioane de litri de aer pe an.  Aerul pe care îl respirăm conține 78% azot, 21% oxigen și 1% alte gaze, predominant argon, dioxid de carbon, neon, heliu și hidrogen.  Dintre aceste gaze, numai oxigenul difuzează prin alveolele pulmonare, trecând în sânge pentru a ajunge la țesuturi, unde are loc respirația internă sau celulară.

În mod normal, o persoană adultă inspiră între 1,8- 2,4 grame de oxigen în fiecare minut, iar dacă această cantitate nu este disponibilă sau este împiedicată să pătrundă în plămâni din cauza unor afecțiuni, se poate instala hipoxie severă, care poate duce, în final, la moarte. Iată de ce suplimentarea cantității de oxigen este esențială în anumite situații și pentru anumite persoane.

În medicină, folosirea oxigenului este esențială; în chirurgie, pentru anestezii, în medicina de urgență, în secțiile de terapie intensivă sau în cazul unor boli pulmonare grave, oxigenul medical este gazul care face, adesea, diferența dintre viață și moarte.

Oxigen medical: când este necesar

Terapia cu oxigen medicinal prin inhalare este necesară pentru a corecta concetrația de oxigen în sânge, în caz de insuficiență respiratorie determinată de boli sau condiții speciale de mediu (altitudini mari). Oxigenul medical este necesar și în timpul anesteziilor, pentru că inhalarea gazelor anestezice poate duce la scăderea concentrației de oxigen, astfel încât este necesară suplimentarea sa. În cazul intoxicației severe cu monoxid de carbon, terapia cu oxigen hipebaric este absolut necesară, pentru că oxigenul suplimentar poate înlocui monoxidul de carbon din hematii.

Anumite boli necesită folosirea de oxigen medical pe termen lung, cum este cazul bolii obstructive pulmonare cronice sau fibrozei chistice.

Aerul obișnuit furnizează doar 21% oxigen, ceea ce este suficient pentru respirație în condiții normale. Terapia cu oxigen poate crește procentul până la 100% oxigen. Inhalarea directă a oxigenului de înaltă puritate este dăunătoare pentru corpul uman, de aceea trebuie folosit pe termen lung în concentrații ce nu depășesc 40%.  În cazul bolii pulmonare obstructive cronice este necesar un procent de 28-40% oxigen, acesta ajungând până la 60% în caz de astm bronșic și 100% în stările de hipoxie severă și de otrăvire cu gaze toxice.

Oxigen medical: principalele utilizări

Principalele indicații terapeutice pentru oxigen medical includ:

  • tratamentul hipoxiei şi hipoxemiei
  • în timpul intervenţiei chirurgicale, pentru a menţine oxigenarea ţesuturilor sub anestezie.
  • ca parte a resuscitării.
  • în ventilaţia mecanică a plămânilor, pentru tratamentul depresiei respiratorii
  • în tratamentul unor boli, precum boala pulmonară obstructivă cronică (BPOC), pneumoconioza, pneumonia, infarctul şi embolismul pulmonar.
  • în tratamentul sindromului respirator la nou-născuţi.
  • pentru cefaleea în ciorchine.
  • în tratamentul arsurilor respiratorii şi ca parte a celui mai bun standard de îngrijire în cazul  intoxicării cu monoxid de carbon.
  • în îngrijirea la domiciliu, pentru pacienţii care necesită terapie cu oxigen pe termen lung sau ventilaţie mecanică.

În cazul bolii pulmonare obstructive cronice, bronșitelor cronice sau emfizemului pulmonary agravat de fumat sunt situații în care este necesară suplimentarea oxigenului pe termen lung, uneori zi și noapte, în cazul în care starea pacientului se înrăutățește. În BPOC, când presiunea arterial a oxigenului ajunge la mai puțin de 55 mmHg sau saturația oxigenului arterial este mai mică de 88%, administrarea de oxygen suplimentar este o condiție esențială, care crește speranța de viață a pacientului. Oxigenul este prescris și persoanelor cu insuficiență respiratorie sau cardiacă severă, cancer în stadii terminale sau boli neurodegenerative, chiar dacă au un nivel relativ normal de oxigen în sânge.

Oxigenul medical este indicat și în intoxicarea cu o serie de substanțe, precum monoxidul de carbon, cianidele sau diclorometanul. Terapia cu oxigen hiperbaric este utilizată, de regulă, în cazuri de urgență și presupune administrarea a 100% oxigen, la presiune de 1 atm, în caz de infarct miocardic, cefalee violentă, atac vascular cerebral sau cancer.

Oxigenul medical în pandemia COVID-19

În cazul bolnavilor de coronavirus, terapia cu oxigen medical poate fi vitală. Chiar dacă multe persoane au forme ușoare, sunt bolnavi internați în secțiile ATI care nu pot supraviețui fară oxigen.

Un caz grav de infecție cu COVID- 19 poate însemna ”pneumonie bilaterală, pneumonie care are nevoie de oxigen, undeva peste 10 litri, obligatoriu administrat cu mască de reinhalare sau sisteme de ventilație cu debit crescut de oxigen. Am avut situația în care am fost nevoiți, la o pacientă tânără, cu necesar crescut de oxigen, să o conectăm la două surse de oxigen, pentru a asigura un flux de oxigen crescut. Acești pacienți sunt pacienți care nu au comorbidități, pacienți care nu au și alte insuficiențe și atunci, dacă reușești să le rezolvi insuficiența respiratorie, ei pot să depășească momentul fără să ajungă în terapie intensivă.”, arată dr.Beatrice Mahler, managerul Institutului de Pneumoftiziologie Marius Nasta, într-un interviu acordat spotmedia.ro

Medicii de la terapie intensivă consideră oxigenul principalul tratament în infecția cu COVID-19. În lipsa lui, pacientul poate intră în colaps, indiferent de ce tratament i se administrează.

Oxigen medical: utilizare și administrare

Există mai multe variante de stocare a oxigenului medical:

  • poate fi stocat sub formă de oxigen lichid, în rezervoare menținute la temperaturi scăzute, în așa evaporatoare izolate sub vid (VIE) sau rezervoarele în vrac, care permit stocarea sa la o presiune optima de 4-5 bari.

Scopul izolației sub vid este de a preveni transferul de căldură între carcasa interioară, care reține lichidul și atmosfera înconjurătoare. Fără izolație funcțională, lichidul stocat se va încălzi rapid și va suferi o tranziție de fază la gaz, crescând semnificativ în volum și provocând potențial o defecțiune catastrofală a vasului din cauza creșterii presiunii . Pentru a combate un astfel de eveniment, VIE-urile sunt instalate cu o supapă de siguranță de presiune . Pentru a rămâne lichid, conținutul vasului trebuie păstrat la sau sub temperatura sa critică, de -118 ° C. În momentul în care este necesară folosirea oxigenului, acesta este supus unui proces de fierbere, fiind eliberat sub formă de gaz.

  • stocarea sub formă de gaz compimat, în recipient cilindrice, care nu necesită refrigerare, ca oxigenul lichid. Un recipient poate conține până la 6.500 litri de oxygen, dar există și cilindri mai mici, cu 164-170 litri de oxigen, care pot asigura respirația unei persoane pentru o durată de 6-8 ore. Astfel de butelii de oxigen se folosesc frecvent în unități medicale mai mici.
  • oxigenul poate fi stocat și sub formă de concentratoare portabile, care pot fi folosite la domiciliu, fiind acționate electric sau  chimic.

Administrarea oxigenului către pacienți se face în mod diferit, în funcție de necesarul de suplimentare pe care îl are o persoană. Astfel, la pacienții care necesită o suplimentare scăzută, oxigenul se administrează folosind  canule nazale sau mască de oxigen simplă.

Canulele nazale pot furniza circa 2-6 litri de oxigen pe minut, în concentrații de 24-40%. O mască nazală simplă permite trecerea a 5-8 litri de oxigen pe minut, în concentrație de 28-50%, În cazul în care necesarul de oxigen este mare, se folosește o mască anestezică, care poate furniza până la 100% oxigen, fiind indicată în situații de urgență. Inhalarea directă a oxigenului de înaltă puritate este dăunătoare pentru corpul uman, de aceea trebuie folosit pe termen lung în concentrații ce nu depășesc 40%.

Efectele adverse ale terapiei cu oxigen medical

Inhalarea oxigenului medicinal pentru o perioadă mai mare de 15 ore continuu afectează sistemul respirator. La prematuri, oxigenarea intensivă poate provoca fibroplazie retrolentală (o formă de retinopatie). Folosirea oxigenului cu o presiune ce depășește 200 atm poate determina convulsii și orbire temporară. În timpul sarcinii și alăptării este contraindicată folosirea oxigenului medical.

Folosirea oxigenului este contraindicată în cazul intoxicării cu anumite substanțe, cum ar fi unele erbicide (paraquat sau viologen), în cazul cărora administrarea de oxigen ar putea spori toxicitatea. În astfel de intoxicații, oxigenul poate fi folosit doar în caz de insuficiență respiratorie severă sau stop cardio-respirator. De asemenea, terapia cu oxigen nu este recomandată în cazul persoanelor cu fibroză pulmonară sau alte leziuni pulmonare, care au apărut ca urmare a tratamentului cu bleomicină (un medicament folosit în anumite tipuri de cancer).

Riscuri legate de depozitarea și utilizarea oxigenului medical

Principalul risc este cel al unor incendii sau explozii, pentru că sursele de oxigen concentrat amplifică rapid arderile. Oxigenul în sine nu este inflamabil, dar întreține un foc care a izbucnit deja, determinând creșterea accelerată în intensitate și facilitând arderea unor materiale mai puțin combustibile. Focul poate izbucni foarte ușor, dacă o sursă de căldură sau un combustibil sunt aduse în vecinătatea oxigenului concentrat sau a unor produși cu potențial oxidativ crescut, precum peroxizii, clorații, nitrații. Dispozitivele de stocare, regulatoarele, conductele și orice alt echipament utilizat pentru păstrarea sau transportul oxigenului foarte concentrat trebuie să fie perfect curate înainte de utilizare, pentru a asigura absența potențialilor combustibili. Acest lucru nu se aplică doar oxigenului pur; orice concentrație semnificativ mai mare decât atmosferică (aproximativ 21%) prezintă un risc potențial.

Surse: