An die Redaktion:
Die kontraintuitive Frage nach dem Zusammenhang zwischen Hyperoxämie und erhöhter Sterblichkeit wurde in den letzten 10 Jahren häufig gestellt. Die randomisierte kontrollierte Studie von Austin und Kollegen aus dem Jahr 2010 war die erste Studie, die eine erhöhte Sterblichkeit bei einer kurzen Exposition mit großzügigem Sauerstoffeinsatz bei Patienten mit akutem Atemversagen nachwies (1). Die Ergebnisse der kürzlich veröffentlichten Metaanalyse von Chu und Kollegen, die 16.037 Patienten aus 25 randomisierten kontrollierten Studien umfasste, waren überzeugend. Die Autoren wiesen eine erhöhte Sterblichkeit bei akut erkrankten Patienten nach, wenn der Sauerstoff großzügig verabreicht wurde (Sauerstoffsättigung, gemessen durch Pulsoximetrie >94-96%) (2). In dieser Meta-Analyse wurde eine Dosis-Wirkungs-Beziehung für die Sauerstofftoxizität festgestellt (2). Obwohl die Toxizität einer schweren Hyperoxämie auf der Intensivstation bekannt ist (3), sind die Auswirkungen einer mäßigen Hyperoxämie unklar.
In einer kürzlich im Journal veröffentlichten Studie zeigten Palmer und Kollegen, dass selbst eine mäßige Hyperoxämie (definiert als PaO2 >100 mm Hg) mit einer erhöhten Sterblichkeit bei Intensivpatienten verbunden war (4). Interessanterweise waren 77,5 % und 90,6 % der in diese Studie einbezogenen Patienten nach 1 bzw. 7 Tagen auf der Intensivstation einer Hyperoxämie ausgesetzt. Die Autoren konnten keine Dosis-Wirkungs-Beziehung zwischen Sauerstoff und Sterblichkeit feststellen, aber sie fanden einen Zusammenhang zwischen der Dauer der Hyperoxämieexposition und der Sterblichkeit. Bei der in der Studie von Palmer und Kollegen (4) untersuchten Population war der PaO2-Bereich jedoch unklar, da keine Angaben zu den mittleren, medianen oder interquartilen PaO2-Werten gemacht wurden. Wenn der Bereich der PaO2-Werte zu eng ist, kann keine Dosis-Wirkungs-Beziehung hergestellt werden. Es ist sogar möglich, dass in britischen Zentren sehr hohe PaO2-Werte selten sind, weil sich die britischen Ärzte der möglichen Sauerstofftoxizität besonders bewusst sind. Es ist auch unklar, ob der zur Definition der Hyperoxämie verwendete Parameter („Hyperoxämie-Dosis“) optimal war. Helmerhorst und Kollegen haben gezeigt, dass die Definition der Hyperoxämie (erster PaO2-Wert, schlechtester Wert, Mittelwert, Fläche unter der Kurve, während 24 Stunden oder während des gesamten Aufenthalts auf der Intensivstation) die Auswirkungen auf das Ergebnis stark beeinflusst (3). Die Studie von Helmerhorst und Kollegen lieferte überzeugende Daten, dass eine mäßige (mittlerer PaO2 zwischen 120 und 200 mm Hg bei 15 % der Patienten) und eine schwere Hyperoxämie (mittlerer PaO2 >200 mm Hg bei 1 % der Patienten) mit einer erhöhten Sterblichkeit bei Intensivpatienten verbunden waren (3). In der Helmerhorst-Studie wurde sowohl eine Dosis-Wirkungs-Beziehung als auch eine Zeit-Wirkungs-Beziehung zwischen der Hyperoxämie und den Ergebnissen (Dauer der mechanischen Beatmung sowie Sterblichkeit auf der Intensivstation und im Krankenhaus) nachgewiesen.
Paracelsus schrieb 1538: „Alle Dinge sind Gift, und nichts ist ohne Gift, nur die Dosis macht das Gift“ (5). Das Verhältnis von Dosis und Zeit bei der Sauerstofftoxizität ist nicht überraschend, wenn man die Physiologie der Sauerstofftoxizität bedenkt, die durch toxische Metaboliten des Sauerstoffs, reaktive Sauerstoffspezies oder freie Radikale vermittelt wird.
Die Produktion reaktiver Sauerstoffspezies ist dosisabhängig. Dank verschiedener Schutzmechanismen gegen freie Radikale, einschließlich enzymatischer (Superoxiddismutase, Katalase und Glutathionperoxidase) und nicht-enzymatischer (Vitamine A, C, E usw.) Antioxidantien, können die Auswirkungen der freien Radikale reduziert werden. „Unser ganzer Körper ist eine Antioxidantien-Maschine“, die an einen progressiven Anstieg der atmosphärischen Sauerstoffkonzentration (im Laufe von 4 Milliarden Jahren) um bis zu 40 % während des Paläozoikums angepasst ist. Der Homo sapiens lebte in den letzten 300.000 Jahren in einer Atmosphäre mit einer Sauerstoffkonzentration von 21 % (6). Nur Homo sapiens, die durch Krankenhäuser gehen, sind reinem Sauerstoff und Hyperoxämie ausgesetzt, was zu einer erhöhten Anzahl freier Radikale mit systemischen Auswirkungen führt (Zell- und DNA-Schäden, mikrovaskuläre Gefäßverengung, Lungenschäden usw.). Die Sauerstofftoxizität weiterhin zu übersehen, ist angesichts der Menge der verfügbaren Daten möglicherweise unethisch. Es ist an der Zeit, dass die Krankenhäuser endlich die Ziele der Sauerstofftherapie erreichen und die richtige Sauerstoffdosis bereitstellen, um Hypoxämie zu behandeln, Hyperoxämie zu vermeiden und die Patienten vom Sauerstoff zu entwöhnen.