Trovanje kiseonikom

**Trovanje kiseonikom, intoksikacija kiseonikom,** je neželjeno-štetno dejstvo kiseonika koji on može izazvati u ćelijama i tkivima živih bića. To je pravi paradoks da kiseonik koji je neophodan za život ćelije može biti i njen otrov.

Kao rezultat disanja, povišene koncentracije kiseonika u organizmu živih bića nastaje hiperoksija, višak kiseonika u tkivima. Iako je terapija kiseonikom korisna u mnogim poremećajima-bolestima, njegova nekontrolisana upotreba može dovesti do trovanja, u uslovima hiperoksije, koji obično uključuju; promene na centralnom nervnom sistemu (CNS), plućima i očima. Zato je za bezbednu primenu kiseonika potrebno; odgovarajuće znanje o mogućim štetnim uticajima, njegova jasno definisana (pravilno dozirana) upotreba i stalni monitoring (praćenje) vitalnih parametara pacijenata, u cilju pravovremenog prepoznavanja početnih manifestacija trovanja.

## Istorijat

Kiseonik je drugi gas po zastupljenosti u formiranju normalanog atmosferskog vazduha, u kom je sa (20,93%), odmah iza azota (78,10 %). Kiseonik je od vitalnog značaja za održanje života na zemlji, a njegov parcijalni pritisaka u atmosferskom vazduhu na nivo mora je oko 160 mmHg.

Pristli, () koji je otkrio kiseonik i veličao njegov značaj za živa bića, među prvima ukazuje i na postojanje mogućih štetnih uticaja ovog gasa na živa bića. Kada je u 1775., primetio da sveća mnogo brže sagori u kiseoniku nego u vazduhu, Pristli se zapitao; 

Lavoazje (), sa saradnicima 1770. definiše kiseonik kaoelement i uvodi termin oksigenacija kao dodavanje kiseoničkog atoma supstanci.

Toksični uticaj kiseonika na centralni nervni sistem, koji je nazvan **„Bertov efekat“** otkrio je Pol Ber, francuski naučnik koji je 1878., prvi prikazao konvulzije u ševa izloženih pritisku od 15-20 ATA . On je dokazao i da je kiseonik toksičan za insekte, mekušce, kišne gliste, gljive, ptice i druge životinje.

Toksični uticaj kiseonika na plućima, poznat pod nazivom **„Smitov efekat“** nazvan je po naučniku (), koji je 1899., tokom pokušaja da reprodukuje „Bertov efekat“, primetio fatalnu upalu pluća kod pacova, nakon četvrtog dana od izlaganja ovih životinja 73% kiseonikom na 1 ATA. On je to i dokazao u daljim eksperimentima na miševima i pticama, koje je prvo izlagao pritisku od 0,43 bara (43 kPa), kada kiseonik nije ispoljio toksično dejstvo a zatim pritisku od 0,75 bara (75 kPa) kada je kiseonik iritirao pluća i ispoljio toksičnost.

Prvi koji je zabeležena trovanje kioseonikom kod ljudi bio je  1910., kod dvojica ljudi koji su disali kiseonik na 2,8 bara (280 kPa) oko 30 minuta, dok je on udisao kiseonik 48 minuta, bez ikakvih simptoma. Godine 1912., Bornstein izaziva grčeve u rukama i nogama, tokom disanja kiseonika na pritisku od 2,8 bara (280 kPa) u trajanju od 51 minuta [3] 

Tokom 1935 Alfred Benke () i sar. su prvi koji proučavaju promene u vidnom polju (tzv."tunelski vid") u toku zarona na 1,0 bara (100 kPa) i 4.1 bara (410 kPa).

Tokom Drugog svetskog rata, () i sar. obavili su preko 2.000 eksperimenata na toksičnost kiseonika u cilju unapređenja opreme za disanje kiseonika kod ronilaca.

Nakon Drugog svetskog rata, Lambertsen i sar. intenzivno su istraživali učinke disanje kiseonika pod pritiskom, i moguću primenu metode za prevenciju  NJihovo rad rezultovao je izradom modela za predviđanje moguće toksičnosti kiseonika na plućima na osnovu plućnih funkcija, kao i izradom ključnih normativa za razvoj standardnih operativnih procedura prilikom disanja kiseonika na povišenom pritisku. Lambertsenov rad pokazao je značaj smanjenja ugljenika u vreme početnih promena na centralnom nervnom sistemu, što je kasnije poslužilo za budući dizajn aparata za disanje.

Retinopatija kod novorođene dece nije primećena pre Drugog svetskog rata, ali uz sve veću mogućnost dopunske primene kiseonika, u narednih deset godina, brzo je postalo jasno da je on jedan od glavnih uzroka slepila novorođenčadi u razvijenim zemljama.

Bronhopulmonalnu displaziju prvi put je opisao () 1967., i naveo uslove koji će dovesti do dijagnoza  Ovo saznanja su kasnije proširili ()i 1988. (), ali su ipak, () i sar.. u 1998. zaključili da su radiografski dokazi, najprecizniji prediktor dugoročnih posledice udisanja kisonika.

I pored brojnih istraživanja, pouzdan model za predviđanje toksičnog dejstva kiseonika na plućima ne objašnjava sve posledice izlaganje jakom parcijalnom pritisku kiseonika 

Krajem 1990., započinje korišćenje kiseonika u rekreativne svrhe, koji su u svetu počeli da promovišu „Kiseonik barovi“, u kojima korisnici njihovih usluga udišu kiseonik preko nosnih kanala. U ovim barovima promoviše se »navodno nova metoda« kojom se smanjuje stres, povećava energija, smanjuje glavobolja, uklanjaju otrovi i masnoća iz organizma itd, (uprkos nedostatku bilo kog naučnog dokaza da je njihova upotreba opravdana).

Američka asocijacija za plućne bolesti povodom otvaranja ovih barova izdala je saopštenje u kome navodi;

Međutim Centar za evaluaciju i istraživanje lekova u SAD, upozorava da ljudi sa srčanim ili plućnim bolestima, ne bi trebali da koriste kiseonik u ovim barovima, pošto njegova upotreba mora da bude jasno regulisana i pod kontrolom medicinskog osoblja, jer u protivnom se ne može isključiti i mogućnost toksičnog dejstva kiseonika kod ovih bolesnika.

## Fizioloski mehanizmi odbrane organizma od viška kiseonika ,
Kiseonik je metabolički gas, difuzno prisutan u aerobnim organizmima. On je uključen u metabolizam svake ćelije kao oksidans u procesu oksidativne fosforilacije i ima izraženu sposobnost da prima elektrone. Ako oksidantna sposobnost kiseonika izmakne antioksidantnoj kontroli od strane organizma mogu nastati ozbiljna oštećenja pa i smrt aerobnih organizama.

Organizam čoveka (i drugih aerobnih bića) u toku svog evolucionog razvoja izgradio je snažne mehanizme zaštite od oksidacionih procesa unutar ćelije i u stanju je da kroz više linija odbrane dosta uspešno ograniči transport kiseonika čak i u izraženim uslovima hiperoksije; 
 **: ''Transport gasova u toku disanja [http://www.youtube.com/watch?v=Qrvrs6RXxwY]***</div></div>

=== Prva linija - plućno-krvna barijera ===
[[fiziologija disanja čoveka|Transport kiseonika]] u [[pluća|plućima]] odvija se kroz [[pluća|alveolokapilarnu membranu]] kroz koju se razmena gasova obavlja [[difuzija|difuzijom]] i ona je prva linija odbrane u hiperoksiji. Jasno definisanim [[fiziologija|fiziološkim]] [[mehanizam (film iz 2000)|mehanizmima]] [[organizam]]a reguliše [[transport]] kiseonika, međutim ti mehanizmi mogu biti ograničeni sledećim faktorima; 
* *Razlikom (gradijentom) pritiska izumeđu alveolarnog vazduha i krvi, te koeficijentom rastvorljvosti kiseonika u plazmi.* 
* *Difuzionom površinom alveolarne membrane pluća* (koja iznosi 90-100m²).

[[Pluća]] na višedenevno izlaganje hiperoksiji, reaguju zadebljanjem aveolokapilarne mebrane i smanjenjem [[vitalni kapacitet|vitalnog kapaciteta]]. Ovaj reverzibilni [[Kompenzacija|kompenzatorni]] mehanizam je prva [[prava (linija)|linija]] zaštite koja ima za [[cilj]] da smanji [[difuzija|difuziju]] kiseonika. Međutim ova mera odbrane organizma u hiperoksiji može imati i nepovoljan uticaj na organizam, ukoliko se ne prekine sa hiperoksijom, jer nastaje „Loren-Smitov efekat“ (*koji je u ovom tekstu posebno opisana*).

=== Druga linija - autonomna nervna kontrola protoka krvi ===
Centralni i periferni [[hemoreceptori]] koji su smešteni u zidu krvnih sudova ([[aorta|karotidna i aortne tela]]) reaguju na promene količine kiseonika i [[ugljen-dioksid|ugljendioksida]] rastvorenog u [[krv|plazmi]]. Na osnovu informacija, koje dobija [[autonomni nervni sistem]] ([[Simpatički nervni sistem|simpatički]] i [[parasimpatikus|parasimpatički]]) iz hemoreceptora, on obavlja kontrolu tonusa i unutrašnji promer prekapilarnog krvnog suda i reguliše kapilarni krvni protok i količinu kiseonika koja će biti dostupna [[ćelija]]ma i [[Tkivo (biologija)|tkivu]] u određenom delu tela. Porast količine kiseonika u [[krv]]i u toku hiperoksije dovodi do snažne vasokonstrikcije (suženja) u svim zdravim krvnim sudovima i u svim zdravim tkivima.



Jedino se suprotan proces odigrava u krvnim sudovima [[pluća]] koji u hiperoksiji reaguju vazodilatacijom a u zonama hipoksije, [[hipoksična plućna vazokonstrikcija|hipoksičnom plućnom vazokonstrikcijom]].

=== Treća linija odbrane - na ćelijskom nivou ===
Transport kiseonika između [[kapilar]]a i ćelije obavlja se [[difuzija|difuzijom]] po istom principu kako i u plućima, u skladu sa razlikom (gradijentom) pritisaka [[gas]]ova. 
.

=== Četvrta linija - kontrolisana oksidaciona reakcija ===
[[Kiseonik]] se u organizmu ponaša i kao kontrolisano oksidaciono sredstvo. Zato je kontrolisana [[Oksido-redukcija|oksidaciona reakcija]], izuzetno značajna mera zaštite [[Ćelija (biologija)|ćelije]] i [[Tkivo (biologija)|tkiva]] u hiperoksiji, kao i stepenasti sistem [[citohrom c oksidaza|citohrom oksidaza]] na nivou [[mitohondrija|mitohondrije]].

=== Peta linija - antioksidativna odbrana ===
[[Enzim|Enzimski sistemi]], [[čistači kiseonikovih radikala]] unutar i van ćelije: [[superoksid dismutaza]] (SOD i ECSOD), [[Katalaza]] (KAT), [[glutation peroksidaza]] (GSH-Px) i [[Glutation-disulfid reduktaza|glutation reduktaze]] (GR)), bitni su mehanizmi zaštitite organizma u [[hiperoksija|hiperoksiji]] jer neutrališu [[superoksidni anjon|superoksidne anjone]], [[vodonik peroksid]] i [[lipidni peroksid|lipidne perokside]].

Pored ove glavne postoji i pomoćna, egzogena linija antioksidativne odbrane, koju čine neenzimske materije koje neutrališu slobodne radikale (npr.[[vitamini|vitamin E, vitamin C]], [[glutation]] (GHS), koenzim [[Ubihinon|Q10]]).

== Etiologija ==
=== Prema načinu nastanka ===
U kliničkoj praksi trovanja kisonik, mogu nastati na jedan od sledeća dva najčešća načina; 
* *Prvi način* – kada je pacijent izložen veoma visokim koncentracijama kiseonika za kraće vreme, npr. u Hiperbaričnoj terapiji kiseonikom (HBOT).

:* [[Hiperbarična medicina|Hiperbarična terapija kiseonikom]] sprovodi se na pritisku u višem od atmosferskog pritiska, koji u proseku obično iznosi od 1,5-2,5 bar-a. Prosečno trajanje HBOT je 60-90 minuta, i primenjuje se u jednodnevnim ciklusima prosečno 15 dana. Na osnovu brojnih istraživanja toksično dejstvo hiperbaričnog kiseonik, obično može početi tek na na parcijalnom pritisku od 50 kPa, koji je 2,5 puta veći od „no međutima ako se HBOT primenjuje duže vreme, veliki broj dana ili u većem broju jednodnevnih seansi, ponekad čak i kraće trajanje, terapije može dovesti do trovanja kiseonikom na nižim pritiscima.

:* *Drugi način* – kada je pacijent izložen nižoj [[koncentracija|koncentraciji]] [[gas]]a, ali se on koristi u dužem vremnenskom periodu.

=== Prema organu ===
Trovanje kiseonikom, na osnovu [[Organ (anatomija)|organa]], u kome je proizveo posledice, može se podeliti, na tri glavna oblika;
* *Centralni nervni sistem (CNS)*. Trovanje (CNS) odlikuje se pojavom [[konvulzije|konvulzija]], nakon kojih nastaje [[gubitak svesti]] i najčešće se javlja u [[hiperbarična medicina|hiperbaričnim uslovima]] (HBOT); 
* *Pluća* (pluća), karakteriše se poteškoćama u disanju i bolom u grudima. Najčešće nastaje kada se [[disanje]] kiseonika primenjuje na povišenom ili normalnom [[pritisak]]u u dužem vremenskom periodu ili kod [[Hronična opstruktivna bolest pluća|hronične opstruktivne bolesti pluća]] (OBP); 
* *Čulo vida*, odlikuju se promenama u očima ([[retinopatija]]), koje se javljaju nakon [[disanje|disanja]] na povišenom ili atmosferskom pritisku kiseonika u dužem vremenskom periodu (npr.[[Hiperbarična medicina|HBOT]] ili kod [[Novorođenče|novorođenčadi]] lečenih u [[Inkubator (medicina)|inkubatorima]]) i nosi naziv [[retinopatija nedonoščadi]] ().

== Epidemiologija ==
Osim ako nije nastalo usled kvara opreme i ljudske greške, *'trovanje kiseonikom danas je postala retka pojava**, zbog većih saznanja o ovom problemu, koja sve više dovode do primene preventivnih mera u toku njegove primene, kao što su;
:* manja učestalost ljudske greške zbog nepravilnog rukovanja kiseoničkom opremom,
:* pravilna [[dijagnostika]] u cilju smanjenja „nekritične“ upotrebe kiseonika kod pojedinih bolesti,
:* smanjenje broja prevremeno rođenih [[beba]], 
:* [[ronjenje|pravilna obuka ronilaca]], [[pilot]]a, [[kosmonaut|astronauta]] i drugih lica koja koriste kiseonik van medicinskih ustanova itd.

Pojavu sve manje učestalosti trovanja kiseonikom u svetu potvrđuju ovi podaci;
* Od 6.250 testova tolerancije na kiseonik koji su obavljeni između [[1976]]. i [[1997]]. (po za to propisanim protokolima ()), samo kod 6 slučajeva ili 0,1%, uočeno je trovanje kiseonikom. 
* U toku terapije 100% kiseonikom na povišenom pritisku ([[hiperbarična medicina|HBOT]]), toksične promene na [[centralni nervni sistem|centralnom nervnom sistemu]] kod bolesnika, lečenih u [[barokomora]]ma, je retka, i kreće se u rasponu od 0,015% do 0,0024%.. 
* [[Retinopatija]] kod prevremeno rođenih [[beba]] je jedna od češćih posledica, toksičnog dejstva kiseonika, a učestalija je u srednje razvijenim zemljama, gde se sve više započinje sa primenom intenzivne nege [[novorođenče|novorođenčadi]].


=== Ronjenje ===



Do [[Drugi svetski rat|Drugog svetskog rata]] [[ronjenje|ronilačke boce]] su punjene uglavnom čistim (100%) [[kiseonik]]om te je i [[incidenca]] toksičnog dejstva kiseonika na [[centralni nervni sistem]], među [[ronjenje|roniocima]] bila jako česta. Nakon Drugog svetskog rata, sve više se u ronjenju primenjuju protokoli koji ograničavaju primenu 100% kiseonika na povišenom pritisku. Godine [[1947]]., posebnim preporukama ograničava se dubina do koje je preporučeno disanje čistog kiseonika, do 7,6 m, a ppO2 na 1,8 bara (180 kPa). Danas ta ograničenje su još više smanjila granicu, preporučenogppO2 na 1,4 [[Bar (jedinica)|bara]] (140 kPa), za rekreativne ronioce i 1,6 bara (160 kPa) tokom postupka [[dekompresiona bolest|dekompresije pri izronjavanju]].

Među prvima je ( - Američka mornarica), prihvatila protokol [[Ronjenje|ronjenja]] uz korišćenje mešavine [[helijum]]-kiseonik, prema posebnim tabelama. Primena tog protokola između [[1995]]. i [[1999]]., pokazala je da su znaci trovanja kiseonikom uočeni samo kod 6 ronilaca ili u (1,5%) zarona.
 Američka mornarica je [[2000]]. sprovela opsežna istraživanja na 150 zarona, od kojih nijedan nije izazvao simptome toksičnog dejstva kiseonika.

Kao rezultat ovih i drugih istraživanja [[2001]]. objavljene su nove revidirane tablice za upotrebu smeše [[helium]]-[[kiseonik]] u [[ronjenje|ronjenju]], koje su još više smanjile broj neželjenih trovanja kiseonikom u toku [[ronjenje|zarona]].

=== HBOT ===
U toku terapije 100% kiseonika na povišenom pritisku ([[hiperbarična medicina|HBOT]]), toksične promene na [[centralni nervni sistem|centralnom nervnom sistemu]] kod bolesnika izuzetno je retka. 
Na stopu trovanja kiseonikom na povišenom pritisku utiče više faktora;
* individualna osetljivost na kiseonik,
* primenjeni protokol lečenja,
* vresta opreme koja se koristi u (HBOT).
Studija koju je sproveo () u [[1996]]. na osnovu prijavljenih incidenata, trovanje kiseonikom javilo se kod 16 slučajeva od 107.264 pacijenata (0,015%), dok su Hampson i Atik u [[2003]]. pronašli da je ta stopa 0,03%.

U studiji (), navodi se da je kod 36.500 bolesnika tretiranih (HBOT) između [[1996]]. i [[2003]]., bilo samo 3 prijavljenih incidenata trovanja kiseonikom, što daje stopu učestalosti od svega 0,008%. 
Nešto kasnije objavljeni podaci nakon pregleda preko 80.000 bolesnika lečenih (HBOT) pokazala su čak i nižau stopu: 0,0024%.
Smanjenjena [[frekvencija|učestalost]] trovanja kiseonikom u toku (HBOT), može biti delimično zbog; upotrebe kiseoničke maske (umesto haube) preko koje se udiše kiseonik.

=== Pedijatrija ===
Primena kiseonika u [[pedijatrija|pedijatriji]] može biti praćena;
* ''Bronhopulmonalnom displazijom'', kao najčešćom komplikacijom, izazvanom toksičnim dejstvom kiseonikom javlja se uglavnom kod prevremeno rođene dece. NJena [[frekvencija|učestalost]] je još više narasla zbog sve učestalije želje [[terapeut]]a da sačuvaju [[život]], sve većeg broja prerano rođenih novorođenčadi u svetu. Sve kvalitetnije i bolje upravljanje kiseoničkom opremom je dovelo da ova bolest bude sve ređa, što ne isključuje mogućnost pojave hiperoksije . 
* ''Retinopatijom i slepilom novorođenčadi''. Retinopatija kod prevremeno rođene [[dete|dece]] nije primećena pre [[Drugi svetski rat|Drugog svetskog rata]], ali nakon [[rat]]a, desetogodišnja primena kiseonika, brzo je postala jedan od glavnih uzroka [[slepilo|slepila]] novorođene dece u razvijenim zemljama. Do [[1960]]. upotreba kiseonika je identifikovana kao faktor rizika i njegove upotreba se ograničava, što dovodi do pada retinopatije kod prevremeno rođene dece, ali i porasta smrtnosti odojčadi kao komplikacija [[hipoksija|hipoksije]]. Od tada, se sve više uvodi sofisticirani nadzor i [[dijagnostika]] i primenjuje preporučen protokol za primenu kiseonika sa ciljem da se uspostavi ravnoteža između hipoksičnih uslova i problema retinopatija kod prevremeno rođene dece. Studija iz neonatalnih jedinica intenzivne nege u ndustrijalizovanim zemljama, pokazala je da se kod 60% beba, sa malom porođajnom težinom razvija retinopatija. I pored toga što je prevremenost, porasla na 72% sa izuzetno niskom porođajnom težinom [[beba]], (definisanom kao težina manje od 1&nbsp;kg na rođenju), teški ishodi su sve ređi. Međutim kod preveremno rođenih beba sa niskom porođajnom težinom manjom od 1,5&nbsp;kg na rođenju-[[incidenca]] slepila je nešto veća od 8%.

== Patofiziologija ==
LJudski organizam je kao i svi aerobni organizmi, stalno je izložen nepovoljnim efektima stvaranja reaktivnih kiseoničkih vrsta (RKV), naročito reaktivnih [[slobodni kiseonički radikali|slobodnih kiseoničkih radikala]] (SKR).

Slobodne kiseoničke radikale otkrio je [[1954]]. () sa saradnicima, koji su ih označili kao verovatni etiološki faktor u razvoju toksičnih efekata kiseonika.

Slobodni kiseonički radikali (SKR) su reaktivne vrste [[kiseonik]]a, koje se sastoje od [[atom]]a, [[molekul]]a ili [[jon]]a koji imaju jedan ili više nesparenih [[elektron]]a u svojoj strukturi. Oni su visoko reaktivni zbog prisustva jednog nesparenog [[elektron]]a. I sam [[kiseonik|molekul kiseonika]] ima dva nesparena elektrona sa istim [[spin]]skim brojevima u spoljnim [[orbita]]ma i teško prima elektronski par [[donor]]a.


Pod uticajem spoljašnjih [[stres]]nih uticaja može doći do dramatičnog povećanja slobodnih radikala, što može dovesti do značajnih oštećenja ćelijskih struktura .

Od unete količine atmosferskog kiseonika (kojeg u vazduhu ima 21%) u organizmu se 5% do 10% kiseonika nepotpuno [[oksido-redukcija|redukuje]] u reaktivne kiseoničke vrste (RKV), najvećim delom u slobodne kiseoničke radikale (SKR). Udisanje 100% kiseonika na 1 ATA može iazvati neželjene [[oksido-redukcija|oksidativne]] procese pod uticajem slobodnih radikala, koji mogu umanjiti aktivnost raznih [[Ćelija (biologija)|ćelija]], (razaranjem molekula, [[enzim]]a, [[protein]]a pa i celih ćelija).

Poremećaji koji kiseonički radikali mogu da izazovu u ćeliji su;
* ''Stvaranje bočnih veza'' - formiranje veza između dva atoma proteina i / ili [[DNK]]
* ''Preoksidacija lipida'' - iniciranje proces razaranja [[lipid]]a i stvaranje novih radikala.
* ''Oštećenje [[lizozom]]a'' - zbog pucanja [[membrana|membrane]] lizozoma, dolazi do naglog izlaska hidrolitičkih [[enzim]]a u ćeliji i razaranje struktura ćelije.
* ''Oštećenje ćelijske membrane'' - razaranje ćelijske membrane i njeno odvajanje od ćelije.
* ''Nagomilavanje [[pigmenat]]a starenja'' - nastaje kao posledica [[hidroliza|hidrolize]] ćelijskih komponenti.

Kao krajnji ishod dejstva kiseoničkih radikala u organizmu, mogu nastati, toksična oštećenja na strukturama ćelija što dovodi do njihove umanjene funkcije i [[samoregulacija|samoregulacije]].

Za kontrolu (RKV) organizam je morao razviti antioksidativni odbrambeni sistem (AODS), sastavljen od više nivoa. Organizam izložen velikim količinama kiseonika (koja vlada u hiperoksiji) može ga prisiliti da stvara (RKV) u velikim količinama što traži povećano angažovanje (AODS). Antioksidativni odbrambeni sistem (AODS) poseduje sopstveni redoks kapacitet za uklanjanja [[reaktivne kiseoničke vrste|reaktivnih kiseoničkih vrsta]] (RKV), a takođe i sposobnost popravke već nastalih oksidativnih oštećenja i koji uglavnom zavisi od individualnog antioksidativnog statusa organizma. Iscrpljivanje ili nesposobnost (AODS) u odbrani ima za posledicu propagaciju nekontrolisanih (RKV) i pojavu oksidativnog stresa u organizmu, što može biti uzrok vrlo ozbiljnih oštećenja i patoloških stanja organizma.

Znajući da je stanje (AODS) u svakom pojedinačnom slučaju različito, to zahteva u toku dugotrajne primene hiperoksije na normalnom ili povišenom pritisku, stalni i direktni [[monitoring]] kako vitalnih parametara, tako i prema ukazanoj potrebi, i određivanje markera oksidativnih oštećenja, kako bi se pravovremeno preduzele mere na poboljšanju antioksidativne odbrane, ili obustavilo sa daljom primenom kiseonika.

U okvirima [[terapija|terapijskih]] pO2 i izuzetno retke primene visokih [[koncentracija]] duže od 24-48 časova, praktično nema opasnosti od toksičnih manifestacija kiseonika, izuzev kod krajnje iscrpljenih organizama kod kojih su ozbiljno urušeni sistemi antioksidativne odbrane, ili kod akcidenata zbog otkaza opreme.

== Klasifikacija i kliničke manifestacije trovanja kiseonikom ==
Kliničke manifestacije toksičnih efekata kiseonika klasifikovane su kao; 
* ''Toksične manifestacije na centralnom nervno sistemu (CNS) ili kiseonikom izazvana epilepsija, poznata pod nazivom Berov () efekat.''
* ''Toksične manifestacije kiseonika na plućima, poznata pod nazivom Smitov ili () efekat.**
* *Toksične manifestacije na čulu vida, koja je poznata kao Retrolentalna fibroplazija.*
* *Ostale manifestacije u pojedinim tkivima;*
:* *hronične toksične manifestacije s poremećajem funkcije autonomnog nervnog sistema i dugotrajnim spazmom perifernih krvnih sudova,*
:* *slobodnoradikalske bolesti.*  
### Bertov efekat

Ber je prvobitno opisao da se toksičnost kiseonika na (CNS), manifestuje na pritiscima > 3 ATA, ali su kasnija istaživanja pokazala da se ona može javiti i na nižim pritiscima > 2,2 bara što uglavnom zavisi od dužine izlaganja.

Toksične promene u (CNS) uglavnom su izazvane oksidacijom i polimerizacijom ćelijskih enzima, što dovodi do njihove inaktivacije, i dovodi do oštećenja funkcija (CNS).
* **Rane manifestacija trovanja ([[Centralni nervni sistem|CNS]]) kiseonikom;** 
:* Najčešće su promenljive i ispoljavaju u vidu, lakih podrhtavanja (fascikulacija) na licu i vratu i grčevima malih mišića na rukama, a kod nešto intenzivnije periferne vazokonstrikcije, zbog hiperoksije, i grčeva dijafragme (prečage) i pojavom bledila lica i „isprekidanim“ disanjem, 
* **Nastavak izlaganja hiperoksiji može dovesti i do;**
:* vrtoglavice praćene mučninom,
:* promene ponašanja, 
:* nekoordinisanih pokreta, 
:* epileptiformnih konvulzija, koje se obično javljaju pri kraju trovanja, najčešće kao grčevi (kloničko-toničkog tipa), da bi u završnoj fazi konvulzije prešle u epilepsiju, 
:* gubitak svesti, koji nastaje na kraju, vrlo brzo nakon pojave konvulzija i prati je gubitak pamćenja),
:* pojava neurogenog plućnog edema istovremeno sa konvulzijama, je takođe moguća.
* **Faktori koji mogu pogoršati toksično dejstvo kiseonika;**
:* porast vrednosti pritiska ugljen dioksida (CO2) u arterijskoj krvi 
:* stres, 
:* umor,
:* hladnoća (niska temperatura),.
:* izlaganje hiperbaričnom kiseoniku u vlažnom okruženju (kao što je ronjenje), povećava osetljivost (CNS) na toksičnost kiseonika u odnosu na izlaganje u suvoj hiperbaričnoj komori,
:* loša ishrana koja za posledicu ima nedostatak mikroelemenata kao što su selen, cink i magnezijum. 
:* Intenzitet svetla. Latentni period do pojave električnih pražnjenja na (EEG) je znatno kraće u mraku nego na svetlu., što ukazuje na važnost vizuelnog ulaza u modulacija osetljivosti na toksičnost kiseonika u (CNS). 
:* Uticaj ostalih gasova. Rizik toksičnosti kiseonika na (CNS) nije isključivo određen od parcijalnih pritisaka kiseonika tako da čak i relativno nizak parcijalni pritisak inertnih gasova može doprineti pojavi hiperoksijom izazvanih „napada „. Povećane osetljivosti izazvane inertnim gasovima može se objasniti učešćem proizvodnje slobodnih radikala.
:* Cirkadijarni ritam. 
:* Razni lekovi.
:* Uzrast. 
:* Pol.
:* Specifične i individualne razlike koje variraju iz dana u dan.

Pritisak kiseonika u centralnom nervnom sistemu izaziva širok spektar bioloških reakcija, uključujući vazokonstrikciju, formiranje reaktivnih kiseoničkih vrsta (RKV), remeti metabolizam neurotransmitera, generiše produkciju vodonik peroksida (H2O2) i remeti metaabolizam azot-oksida. Hiperoksija povećava razlaganje biogenih amina i dovodi do formiranja visoko toksičnih bioprodukata - vodonik peroksida (H2O2) i amonijaka, što u mozgu izaziva promenu električnih potencijala, koji prati pojava („napada“ ) konvulzija, koje umnogome sliče epileptičnom napadu.

### Smitov efekat
Toksično dejstvo kiseonika na plućima javlja se uglavnom nakon dugotrajnog izlaganja pritisku kiseonika > 0,5 ATA. Simptomi se javljaju nakon latentnog perioda, čije trajanje se skraćuje sa povećanjem (PaO2), a prvi znaci toksičnosti se kod većine ljudi mogu javiti posle 10 časova izlaganja kiseoniku na pritisku od 1 ATA. 
* **Patofiziologija;**

Produžena i/ili visoka koncentracije kiseonika može oštetiti epitel pluća, izazvati pojavu unutar alveloarnog otoka, koji prati tranzitorno zadebljanje zida alveola, a kasnije i njihova fibroza, što u krajnjem ishodu dovodi do poremećaja funkcije i atelektaze pluća. Lezije pluća liče na one kod parakutnog trovanja.
* **Karakteristike kliničke slike;** 
U kliničkoj slici kod različitih bolesnika, kao i u jednog bolesnika u različitim stadijumima bolesti, u različitom stepenu učestvuju manifestacije;
:* *[[Traheobronhitis]]*. 
:* *[[Akutni respiratorni distres sindrom]] (ARDS).* 
:* *[[Tranzitorna fibroza pluća]] .* 

Kiseonik u 100% koncentraciji organizam može tolerisati na nivo mora, u vremenu od 24 -48 časova bez ikakvih ozbiljnijih oštećenje tkiva. Duža izloženost kiseoniku može izazvati određena oštećenje tkiva koja se mogu ispoljiti kao;
* blaži oblik promena u vidu iritacije i sušenja sluzokože gornjih disajnih puteva (koja je retka jer se u toku primene sprovodi vlaženje vazduha), u toku dubokih inspiracija nakon 3-6 časova izlaganja kiseoniku na 2 ATA, 
* intenzivna iritacija s nekontrolisanim kašljem, nakon 10 časova izlaganja, i na kraju, 
* dispnea praćena bolom u grudima .

Kod većine bolesnika, ovi simptomi se povlače 4 časa po prestanku izlaganja kiseoniku.

### Promene na očima
Reverzibilno suženje u oblasti perifernog vida, progresivna ali reverzibilni kratkovidost, i katarakta koja se može formirati nejčešću su neke od kasnih komplikacija na očima. Promene na očima mogu biti izraženije kada su oči izložene visokim ambijentalnim koncentracijama kiseonika i povećanom pritisku, kao što je boravak u „kiseoničkom šatoru“, inkubatoru i slično, nego kada je hiperoksija u arterijskj cirkulaciji izazvana udisanjem kiseonika preko kiseoničke maske. 

* **Retrolentalna fibroplazia;**

Retrolentalna fibroplazija predstavlja razvojni, proliferativni poremećaj krvnih sudova koji se javlja kod nepotpuno razvijenih krvnih sudova koji snabdevaju mrežnjaču, najčešće kod nedonošene dece (kao retinopatija nedonoščadi () i jedan je od najčešćih uzroka slepila kod male dece, tokom detinjstva (obično se javlja u prvih 6 meseci nakon rođenja). 
 
Uzrok je gotovo uvek primena kiseonika u većoj koncentraciji (iznad 40%), u dužem vremenskom periodu (1-2 dana) nakon rođenja. Kod prerano rođene dece, sa manje od 30 nedelja gestacije, ili sa porođajnom težinom od 1.500 grama, rizik nastanka ovih promena je veći . Kod ovih novorođenčadi takođe postoji i veća verovatnoća da razviju hroničnu bolest pluća i intraventrikularnu hemoragiju izazvanu trovanjem kiseonikom. 
* **[[Patologija]] retrolentalne fibroplazije;** 

Normalna, vaskularizacija mrežnjače nastavlja se neposredno nakon rođenja. Kiseonik u visokim koncentracijama i/ili u toku produženog izlaganja, može izazvati vazokonstrikciju, posebno temporalnog dela retine (mrežnjače) koja se poslednja vaskularizuje (prožima krvnim sudovima), što dovodi do gubitka lumena krvnih sudova zbog anoksije i nastanka oštećenja endotela u zidu krvnog suda. Nakon prestanka terapije kiseonikom, regeneracija krvnih sudova javlja se u zahvaćenom području iza mrežnjače. Dilatacija (proširenje) i ruptura (pucanje) ovih krvnih sudova može dovesti do krvarenja u staklastom telu ili mrežnjači, fibroze i adhezija koja može da prati, oštećenje mrežnjače i pojave slepila.

### Toksični efekti na drugim tkivima
**Kiseoničko uvo**
 
* Kiseoničko uvo je sindrom sličan barotraumatskoj upali srednjeg uva i jedna je od retkih neželjenih posledica udisanja 100% kiseonika. Simptomi su isti kao kod aerootitisa, ali je razlika u tome što kod kiseoničkog uva oni nastaju 2 ili više časova nakon izlaganja kiseoniku.

**Kratkovidost i katarakta (mrena)**
* Kratkovidost () i katarakta (mrena, zamućenje očnog sočiva, ()), može nastati nakon udisanja 100% kiseonika, kod starijih osoba ili nakon dužeg izlaganja (većem broju seansi) 100% kiseoniku na povišenom pritisku (HBOT). Pri čemu je kratkovidost prolazna a katarakta (mrena) trajna i javlja se najčešće kao komplikacija već postojećeg oštećenja očnog sočiva.

Ovi poremećaji su posledica delovanja slobodnih kiseoničkih radikala na očnom sočivu, što ima za posledicu stvaranje velikih i gustih molekula agregata.

Sočivo oka se štiti od slobodnih kiseoničkih radikala uglavnom glutationom i vitaminom E, pa se zato kod starijih osoba i kod produženih serija (HBOT), preporučuje povećan unos antioksidanata i povremena kontrola očnog lekara.

## Dijagnoza akutnog trovanja kiseonikom
Klinički se trovanje kiseonikom može ispoljiti u dva oblika, kao;
* ***Akutno trovanje kiseonikom*** – kod koga su dominantne promene na centralnom nervnom sistemu (CNS)
* ***Hronično trovanje kiseonikom*** - kod koga su dominantne promene na plućima.

Dijagnoza akutnog trovanja kiseonika u tipičnim slučajevima nije teška. Određene poteškoće mogu nastati kada se osoba nalazi pod anestezijom u nesvesnom stanju, ili u drugim poremećajima svesti. 
Nema apsolutnih simptoma karakterističnih samo za trovanje kiseonikom. 
* ***Početna manifestacija trovanja kiseonikom*** može započeti pojavom nelagodnosti, koja se u akutnoj fazi intoksikacije može manifestovati sledećim znacima;
:* zujanjem u glavi, 
:* treperenjem i sumaglicom u očima,
:* zvonjenjem u ušima, 
:* glavoboljom, 
:* kratakim udahom, 
:* retrosternalnim bolom (iza grudne kosti) (nesigurne lokalizacije), 
:* nevoljnim grčenjem mišića, 
:* utrnulošću prstiju. 
* ***Spoljašnje manifestacije trovanja kiseonikom*** ispoljaavaju se sledećim znacima 
:* iznenadno i prekomerno znojenje, 
:* vlažna i bleda koža. 
:* promena ponašanja; uznemirenost ili obratno izražena sedacija. 
* ***Ponekad i pre pojave početnih manifestacija, trovanje može započeti jasno izraženim znacima akutnog trovanja kiseonikom***, najčešće u vidu pojave slabih ili jačih napada grčeva (po tipu toničko-kloničkih grčeva), veoma sličnih onim kodepilepsije

### Gasne analize
 
:::::**Normalne vrednosti gasnih analiza [[pH vrednost|pH]] i acidobazne ravnoteže**

Gasne analize i (pH) su od izuzetnog značaja za određivanje vrednosti respiracijskih gasova (PaO2 i PaCO2) i acidobazne ravnoteže u arterijskoj krvi, na osnovu kojih se najefikasnije određuje i podešava terapija kiseonikom i procenjuju neželjene posledice.

Gasne analize, a kod bolesti pluća zajedno sa spirometrijom, su najbolji pokazatelj nepovoljnog dejstva hiperoksije, ali i najbolji način za odmeravanje „doze oksigenoterapije“.

Normalne vrednosti parcijalnog pritiska kiseonika iznose (PaO2 > 10,5 kPa i njegova fiziološka vrednost lako opada sa godinama života). Saturacija arteriske krvi kiseonikom u zdravih osoba iznosi 0,94 kPa.

Parcijalni pritisak ugljen dioksida (PaCO2) u zdravih osoba iznosi između 4,5 i 6,0 kPa i ne menja se sa starošću. Na osnovu praćenja odstupanja od ovih (normalnih) vrednosti sprocenjuje se i promene u hiperoksiji.

### Novine u dijagnostici
Najnovija istraživanja o upotrebi kiseonika u normobaričnim i hiperbaričnim uslovima danas se sve više intenziviraju (posebno u oblasi hiperbarične medicine) uz korišćenje visoke tehnologije, uključujući i primenu izotopa, magnetne rezonantne tomografije (MRI) i kompjuterizovane emisione tomografije (SPECT).

Brojna istraživanja sprovedena pre i posle primene hiperoksije uz primenu magnetne rezonantne tomografije (MRI) i kompjuterizovane emisione tomografije, dala su vredan uvid u mehanizme i postupke hiperbarične i normobarične terapije primenom oksigenacije. Zahvaljujući ovim istraživanjima brojne indikacije koje su prethodno smatrne da imaju lošu prognozu u hiperoksiji, uključujući i povrede mozga, moždani udar, ne samo da su opovrgnute već su se manifestovale poboljšanjem neurološkog stanja, uz izuzetno mali broj trovanja kiseonikom. Istraživanja u ovoj oblasti se i dalje nastavljaju.

## Sprečavanje trovanja kiseonikom
* Prevencija i stalni monitoring (praćenje) bolesnika i koncentracije gasova, u sredine u kojoj se primenjuje O2, od primernog je značaja za rano prepoznavanje trovanja kiseonikom, a samo pravovremenim reagovanjem, može se sprečiti njegova pojava. Pri tome treba imati na umu da iznenadni prekid primene kiseonika, zbog toksičnih efekata, može povremeno pogoršati simptome-* „efekat isključenja kiseonika“*. 
* Smanjenje vitalnog kapaciteta pluća, kod bolesnika jedan je od indikatora za praćenje toksičnosti O2 na funkciju pluća. Maksimalno prihvatljivo smanjenje tog kapaciteta je 10%. 
* U toku primene kiseoničke terapije stalno praćenje kliničkog stanja bolesnika je od bitnog značaja, ali glavni pokazatelj uspešnosti kiseoničke terapije su vrednosti respiracijskih gasova, (PaO2, SaO2, PaCO2) i acidobazni ekvivalent (pH, bikarbonati) u arterijskoj krvi. Merenje parcijalnih pritisaka raspiracijskih gasova vrši se povremeno ili neprekidno (što zavisi od stanja pacijenta) indirektom ili direktnom metodom. 
* Oštećenje pluća nakon dužeg lečenja kiseonikom, mogu se predvideti, moguća, oštećenja pluća, primenom za to preporučene jedinice UPTD.
:* * UPTD je jedinica za određivanje toksičnog dejstva kiseonika na plućima i izračunava se na sledeći način; jedan minut udisanja 100% kiseonik na 1 atmosferi odgovara 1 UPTD, (primer: UPTD od 1,425 će izazvati 10% smanjenje vitalnog kapaciteta pluća.* 
* I pored toga što se u mnogim normativima, za praćenje uticaja O2 preporučuje primene elektroencefalografije (EEG) neka istraživanja pokazuju da njegova upotreba nije od koristi za praćenje trovanja CNS. 
* Sticanje otpornosti na izlaganje hiperoksiji i indukcija antioksidacionih enzima u toku izlaganja smrtonosnom nivou hiperoksije i/ili hipoksija dalo je uspešne rezultate kod eksperimentalnih životinja, ali se ovi programi nalaze u procesu evaluacije.
* Egzogeni antioksidanati, naročito vitamini E i C mogu se preventivno koristiti u dece sa visokim rizikom pojave retinopatije (preporučene doze vitamina E su 100&nbsp;mg kg/dan u toku 4-6 nedelja., ali i kod bolesnika koji se duže vreme leče u barokomorama (HBOT)
* Adrenalektomia, hipofizektomia, kao i snižena funkcija štitne žlezde, može imati uticaj na težinu trovanja kiseonikom, što se može javiti kod korišćenje alfa adrenergičnih blokatora. 
* Nedostatak mikroelemenata, (koji se u organizmu nalaze u tragovima), zbog nedovoljnog ili neodgovarajućeg unosa će verovatno pogoršati trovanje kiseonikom i najčešće se javlja zbog loše ishrane bolesnika u manje razvijenim državama sveta.

## Praktični saveti i sprečavanje trovanja kiseonikom
* Ako dođe do manifestacija trovanja kiseonikom u cilju zaustavljanja i otkanjanja posledica primenjuju se sledeće medicinske mere;
:* Privrenmeno ili trajno se pekida sa daljom terapijom kiseonika.
:* U višemesnoj barokomori potrebno je trenutno skinuti masku za kiseonik (što je najčešće dovoljno da prekine apileptički napad).
:* U jednomesnoj barokomori, ne sme se započeti sa sniženjem pritiska sve do prestanka epileptiformnog napada, jer može doći do pojave pneumotoraksa zbog zaustavljanja ili nepravilnog disanja.
:* Prema potrebi oriniraju se benzodiazepini, fenobarbiton ili druggi antikonvuilzivni lekovi u uobičajenim dozama.
 
* Kod bolesnika sa hroničnom hipoksemijom, kao što su teške hronična opstruktivna bolest pluća (HOBP), bezbednije je primeniti kiseonik u koncentraciji koja je na granici najnižeg mogućeg nivoa parcijalnog pritiska kiseonika u alveolama (Pa02), koja može biti čak i do 50-55 mmHg (Pa02), što je najčešće i dovoljno za stabilizaciju (HOBP). 
* Pozitivni pritisak na kraju izdisaja (izdisajni pritisak ) treba koristi tokom mehaničke ventilacije, ako udahnuta koncentracije kiseonika > 50% ne uspeva da reguliše hipoksiju. 
* Kod akutnih plućnih poremećaja sa teškom hipoksijom, koncentracija kiseonika mora biti tolika da omogućava zasićenje krvi kiseonikom bude Sa>90% a parcijalni pritisak PaO2 60-65 mmHg. Ako, uprkos korišćenju kiseonika koncentracije nije veća od 60-70% ne treba ići na povećanje parcijalnog pritiska kiseonika u alveolama (Pa02), već je mudrije odlučiti se da dostignutim (Pa02) zadržimo blaži oblik hipoksemije. .
* Ako je bolesnik vitalno ugrožen izraženom hipoksijom, ona mora biti adekvatno lečena čak i upotrebom 100% kiseonika tokom dužeg vremenskog perioda, bez obzira na mogućnost trovanja, jer spašavamo njegov život, pa je i rizik opravdan.
* Kako bi se sprečila pojava retrolentalne fibroplazije novorođenčadi, savetuje se izbegavanje kontinuirane terapije kiseonikom, posebno kod prerano rođene dece, kao i dece sa niskom porođajnom težinom, kao i primena koncentracije kiseonika u udahnutom vazduhu koje prelazi 40%, pri čemu (Pa02) mora biti ispod kritičnog nivoa od 160 mmHg.
* Pomoćna, egzogena linija antioksidativne odbrane su i neenzimske supstance (mikroelementi) koji neutrališu slobodne radikale (npr: vitamin E, vitamin C, glutation (GHS), koenzim (Q10), koji takođe u uslovima loše ishrane i izražene hiperoksije ne mogu ispoljiti svoj antioksidantnu zaštitu u dovoljnom obimu. Zato prema nekim istraživanjima ima opravdanje primena ovih mikroelemenata u većim dozama pre početka i u toku lečenja hiperoksijom u cilju prevencije trovanja kiseonikom.

## Izvori

## Povezano

* Uticaj kiseonika na hroničnu opstruktivnu bolest pluća
* Kiseonik
* Hipoksija
* Hiperbarična medicina
* Vazduhoplovna medicina
* Ronjenje