To the Editor:
De contra-intuïtieve vraag naar het verband tussen hyperoxemie en verhoogde mortaliteit is de afgelopen 10 jaar vaak aan de orde gesteld. De gerandomiseerde gecontroleerde studie van Austin en collega’s in 2010 was de eerste studie die een verhoogde mortaliteit aantoonde bij een korte blootstelling aan een liberaal gebruik van zuurstof bij patiënten met acuut ademhalingsfalen (1). De resultaten van de onlangs gepubliceerde meta-analyse van Chu en collega’s, die 16.037 patiënten uit 25 gerandomiseerde gecontroleerde studies omvatte, waren overtuigend. De auteurs toonden een verhoogde mortaliteit aan bij acuut zieke patiënten wanneer zuurstof rijkelijk werd toegediend (zuurstofsaturatie zoals gemeten door pulsoximetrie >94-96%) (2). In deze meta-analyse werd een dosis-effect relatie gevonden voor zuurstof toxiciteit (2). Hoewel de toxiciteit van ernstige hyperoxemie op de IC goed is vastgesteld (3), is de impact van matige hyperoxemie onduidelijk.
In een recente studie gepubliceerd in het Journal toonden Palmer en collega’s aan dat zelfs matige hyperoxemie (gedefinieerd als PaO2 >100 mm Hg) geassocieerd was met een verhoogde mortaliteit bij IC-patiënten (4). Interessant is dat 77,5% en 90,6% van de patiënten in deze studie na respectievelijk 1 en 7 dagen op de ICU aan hyperoxemie waren blootgesteld. De auteurs konden geen dosis-effect relatie vinden voor zuurstof en mortaliteit, maar zij vonden wel een relatie tussen de duur van de blootstelling aan hyperoxemie en mortaliteit. In de populatie die in de studie van Palmer en collega’s (4) werd geëvalueerd, was het bereik van PaO2 echter onduidelijk, omdat er geen gegevens werden verstrekt over de gemiddelde, mediane of interkwartielafstand van PaO2-waarden. Indien het bereik van de PaO2-waarden te smal is, kan geen dosis-effectrelatie worden vastgesteld. Het is immers mogelijk dat in de centra van het Verenigd Koninkrijk zeer hoge PaO2-waarden zeldzaam zijn omdat de artsen in het Verenigd Koninkrijk zich bijzonder bewust zijn van mogelijke zuurstoftoxiciteit. Het is ook onduidelijk of de parameter die werd gebruikt om hyperoxemie te definiëren (“hyperoxemie dosis”) optimaal was. Helmerhorst en collega’s toonden aan dat de definitie van hyperoxemie (eerste PaO2, slechtste waarde, gemiddelde, gebied onder de curve, gedurende 24 uur of gedurende het gehele IC verblijf) het effect op de uitkomst sterk beïnvloedde (3). De studie van Helmerhorst en collega’s leverde overtuigende gegevens op waaruit bleek dat matige (gemiddelde PaO2 tussen 120 en 200 mm Hg bij 15% van de patiënten) en ernstige blootstelling aan hyperoxemie (gemiddelde PaO2 >200 mm Hg bij 1% van de patiënten) geassocieerd waren met een verhoogde mortaliteit bij IC-patiënten (3). In het Helmerhorst-onderzoek werden zowel dosis- als tijd-responsrelaties aangetoond tussen hyperoxemie en uitkomsten (duur van mechanische beademing en ICU- en ziekenhuissterfte).
Paracelsus schreef in 1538: “Alle dingen zijn vergif, en niets is zonder vergif, alleen de dosis maakt het vergif” (5). De dosis- en tijdrelatie voor zuurstoftoxiciteit is niet verrassend, gezien de fysiologie van zuurstoftoxiciteit die gemedieerd wordt door toxische metabolieten van zuurstof, reactieve zuurstofspecies, of vrije radicalen.
De productie van reactieve zuurstofspecies is dosisafhankelijk. Dankzij verschillende mechanismen van bescherming tegen vrije radicalen, waaronder enzymatische (superoxide dismutase, catalase en glutathion peroxidase) en niet-enzymatische (vitamine A, C, E, enzovoort) antioxidanten, kunnen de effecten van vrije radicalen worden verminderd. “Ons hele lichaam is een antioxidantmachine”, aangepast aan een geleidelijke toename van de zuurstofconcentratie in de atmosfeer (in de loop van 4 miljard jaar) tot 40% tijdens het Paleozoïcum. De Homo sapiens heeft de laatste 300.000 jaar geleefd in een atmosfeer met 21% zuurstofconcentratie (6). Alleen de Homo sapiens die door ziekenhuizen loopt, wordt blootgesteld aan zuivere zuurstof en hyperoxemie, wat leidt tot een toename van vrije radicalen met systemische effecten (cellulaire en DNA-beschadiging, microvasculaire vasoconstrictie, longschade, enzovoort). Gezien de hoeveelheid beschikbare gegevens is het wellicht niet ethisch verantwoord om zuurstofvergiftiging over het hoofd te blijven zien. Het wordt tijd dat ziekenhuizen eindelijk de doelstellingen van zuurstoftherapie bereiken en de juiste dosis zuurstof toedienen om hypoxemie te behandelen, hyperoxemie te vermijden en patiënten van zuurstof af te helpen.