Θεματολόγιο Πνευμονολογίας

οξυγόνο,  γενικά
Για την διατήρηση τους και την ικανοποίηση των λειτουργικών τους αναγκών, τα κύτταρα καταναλώνουν ενέργεια, που χρειάζεται για την παραγωγή μηχανικού έργου (πχ., για τη σύσπαση των μυών), για την αγωγή των νευρικών ώσεων, την υπερνίκηση ωσμωτικών και ηλεκτροστατικών αντιστάσεων, τη σύνθεση νέων μορίων και την παραγωγή θερμότητας. Η αναγκαία στα κύτταρα του οργανισμού ενέργεια προέρχεται από την καύση των τροφών, κατά την οποία οι ομοιοπολικοί δεσμοί των ατόμων C των υδαταθράκων, των λιπών και των πρωτεϊνών υφίστανται οξειδωτική φωσφορυλίωση (αερόβιος μεταβολισμός). Η απελευθερούμενη ενέργεια συγκεντρώνεται στους υψηλής ενέργειας δεσμούς του ΑΤΡ. Οι αερόβιες αντιδράσεις πραγματοποιούνται στα μιτοχόνδρια των κυττάρων, αν και η P_μΟ₂ ( μερική πίεση Ο₂ στο επίπεδο των μιτοχόνδριων) είναι πολύ χαμηλή.
Εικ. 1 το αναπνευστικό σύστημα των εντόμων
Η οξειδωτική φωσφορυλίωση συνεχίζεται απρόσκοπτα στα μιτοχόνδρια, ενόσω η PΟ₂ σ’αυτά διατηρείται μεγαλύτερη του 1 mmHg (κριτική τιμή PΟ₂, σημείο Pasteur).
H  φύση έχει επιλέξει δύο τρόπους μεταφοράς Ο₂ στους ιστούς:[α] χρησιμοποιεί τον αέρα ως όχημα, ο οποίος διέρχεται με συμβατική ροή και διάχυση, μέσω ενός συστήματος αεραγωγών. Ο τρόπος αυτός χρησιμοποιείται για την οξυγόνωση των εντόμων και [β] αναπτύσσονταας έναν διάμεσο φορέα Ο₂, το αίμα, με το οποίο συνδέετονται τα κύτταρα με τον εξωτερικό ενάλλακτη αερίων (:πνεύμονες).  Το αναπνευστικό σύστημα των εντόμων είναι, πράγματι, ασύνηθες και από κάποια άποψη, "παράξενο". Το σώμα τους είναι εμπλουτισμένο μ΄ένα σύστημα λεπτών αεραγωγών που ονομάζονται "τραχείες", που επικοινωνούν με το περιβάλλον με πλάγια ανοίγματα που ονομάζονται σπειρήλια, και προωθούνται διακλαδιζόμενες στους ιστούς στους οποίους μεταφέρουν αέρα, πλησίον των μιτοχονδρίων των κυττάρων, μέσω μικρότερων διακλαδώσων που ονομάζονται "τραχειόλια" (εικ1). Τα σπειρήλια είναι εμπλουτισμένα μ΄ένα μηχανισμό βαλβίδας, που ελέγχει τη συμβατική ροή αέρος στο εσωτερικό τους περιβάλλον. Οι τραχείες φέρουν κατά διαστήματα ανευρύσματα, που αερίζονται, μέσω προωθητικών κινήσεων των κοιλιακών μυών, όπως μπορεί να διακριθεί, παρατηρώντας έντομα, όπως οι μέλισσες. Οι τραχείες είναι κατασκευασμένες από άκαμπτο υλικό, τη χιτίνη, ελικοειδούς διαμορφώσεως, με την οποία εξασφαλίζεται η απρόσκοπτη βατότητά τους. Το Ο₂ ρέει μέσω αυτού του συστήματος διαδοχικών διαιρέσεων, ουσιωδώς με παθητική κίνηση (διάχυση) αν και δεν αποκλείεται να υπάρχει κάποιας μορφής συμβατικής προωθήσεως.  [Ττο λήμμα χρήζει συμπληρώσεως, ως προς την περιγραφή ανώτερων ζώων, όπως τα αμφίβια, τα ψάρια και τα θηλαστικά).   
 

Σε καταστάσεις με μικρότερη παροχή Ο₂ στο επίπεδο των μιτοχόνδριων, η παραγωγή ενέργειας συνεχίζεται στο κυτταρόπλασμα, μέσω αναερόβιων αντιδράσεων, αν και η μαζικότερη παραγωγή ΑΤΡ προϋποθέτει την παρουσία Ο₂. Πραγματικά, παράγεται 19 φορές περισσότερη ενέργεια κατά την αερόβια, παρά την αναερόβια καύση της γλυκόζης. Έτσι, 1 gr γλυκόζης αποδίδει 38 moles ΑΤΡ και 1270 KJ ενέργεια, εάν υποστεί αερόβιο μεταβολισμό, αλλά μόνο 2 moles ΑΤΡ και 67 KJ ενέργεια, εάν υποστεί αναερόβιο. Η επιβίωση των κυττάρων σε αναερόβιες συνθήκες εξαρτάται από τις μεταβολικές υποχρεώσεις του κυττάρου και τις εφεδρείες Ο₂ που του διατίθενται. Κύτταρα με εντατική μεταβολική δραστηριότητα, όπως τα νευρικά κύτταρα και το μυοκάρδιο, αναστέλλουν τη λειτουργία τους σε σύντομο χρονικό διάστημα μετά τη διακοπή της παροχής Ο₂. Ιδιαίτερα ευαίσθητα είναι τα κύτταρα του εγκεφαλικού ιστού, επειδή, σε συνθήκες αναερόβιου μεταβολισμού προκαλείται ταχεία συγκέντρωση Η⁺ και ιόντων γαλακτικού οξέος δε λαμβάνει χώρα σε σύντομο χρονικό διάστημα επειδή διευκολύνεται η διάχυση και αποβολή τους.
Το Ο₂ υπεισέρχεται σε πληθώρα μεταβολικών αντιδράσεων στον οργανισμό, κυρίως μέσω του συστήματος των διακοσίων, και πλέον, οξειδασών, όπως των οξειδασών του κυτοχρώματος, οι οποίες ευθύνονται για το 90% περίπου της συνολικής καταναλώσεως του αερίου. Μεταξύ αυτών, οι υδροξυλάσες του κυτοχρώματος Ρ-450 στο λείο ενδοπλαστικό σύστημα των κυττάρων προκαλούν οξείδωση διαφόρων υποστρωμάτων, όπως το NADPH, μετατρέπουν τη φαινυλαλανίνη σε τυροσίνη και τη ντοπαμίνη σε αδρεναλίνη ή αδρανοποιούν τοξικές, ξενοβιοτικές ουσίες. Οι οξειδάσεις μεταφοράς ηλεκτρονίων υπεισέρχονται στην αναγωγή του Ο₂ σε ανιόν υπεροξείδιο, υπεροξείδιο του Η⁺ ή νερό. Μεταξύ αυτών, γνωστότερο είναι το κυττόχρωμα c στο ενδομιτοχονδριακό περιβάλλον, όπου το ελευθερούμενο από το NADPH₂ H₂ ιονίζεται σε κατιόν πρωτόνιο και ηλεκτρόνιο προς παραγωγή μορίων ύδατος και τριών μορίων ΑΤΡ. Στην ομάδα των διοξυγενασών συγκαταλέγονται οι κυκλοξυγενάσες και οι λιποξυγενάσες, που μετατρέπουν σε προσταγλανδίνες και λευκοτριένια, το ελευθερούμενο από τις κυτταρικές μεμβράνες αραχιδονικό οξύ¹, με δράση της φωσφολιπάσης Α₂.
οξυγόνου αποθήκες 
Οι μικρής χωρητικότητας αποθήκες O₂ στον οργανισμό τροφοδοτούν τους ιστούς με O₂ επί μικρό διάστημα, μετά την αιφνίδια διακοπή της αναπνοής. Ως αποθήκες O₂ θεωρούνται οι πνεύμονες, η αιμοσφαιρίνη, η ποσότητα σωματικού ύδατος και η μυοσφαιρίνη. Α. οι πνεύμονες συγκρατούν περίπου 450 ml Ο₂ στον υπολειπόμενο όγκο τους (2000 ml · 0.21)· με εισπνοή αέρος περιβάλλοντος (3000 ml, με εισπνοή μέσω μάσκας ventori 100%)· β. μυοσφαιρίνη. Η μυοσφαιρίνη συνδέεται με μικρά ποσά O₂ (200 ml), αλλά λόγω της μεγάλης τους συγγένειας, το O₂ αποδεσμεύεται πολύ δύσκολα, και μόνον όταν η υποξία έχει πλησιάσει σε θανατηφόρα επίπεδα(à918). β. νερό. Το σωματικό νερό συγκρατεί αμελητέες ποσότητες O₂, κυρίως λόγω της χαμηλής διαλυτότητας του τελευταίου. γ. αιμοσφαιρίνη. Συγκρατεί 850 ml O₂, ενώ μικρή ποσότητα είναι διαλυμένο στο αίμα (50 ml). Έτσι, το διαθέσιμο αποθηκευμένο O₂, δεν υπερβαίνει τα 1250 ml. Έφ’ όσον η κατανάλωση O₂ είναι περίπου 200 ml/min, οι αποθήκες O₂ του οργανισμού, αναμένεται να εξαντληθούν σε περίπου 5 λεπτά μετά τη διακοπή της αναπνοής. Οι εφεδρείες O₂ είναι ακόμη μικρότερες, εάν συνυπάρχει κυψελιδική υποξία ή υποξαιμία ή καταστάσεις με μείωση του υπολειπομένου όγκου ή αιμοσφαιρινοπάθειες. |αναπνευστική ανεπάρκεια|ενδείξεις οξυγονοθεραπείας|Συνταγογράφηση οξυγονοθεραπείας. -βραχυπερίοδη θεραπεία. Καθορισμός του στόχου της οξυγονοθεραπείας, ορισμός του φάσματος των επιτρεπόμενων συγκλεντρώσεων για τις συγκεκριμένες κλινικές συνθήκες, και της μεθόδου χορηγήσεως. -μακροπερίοδη οξυγονοθεραπεία. συμπυκνωτές οξυγόνου. Οι συμπυκνωτές οξυγόνου είναι οικονομικότρεροι της για χρήση επί μακροπερίοδης οξυγονοθεραπείας. Τα συστατικά μέρη του συμπυκνωτή, η μάσκα προσώπου και ο υγραντήρας, πρέπει επείσης να συνταγογραφούνται.
ΑΠΟΔΟΣΗ Η απόδοση οξυγόνου στους ιστούς εξαρτάται από το εισπνεόμενο μίγμα, τον αερισμό, την ανταλλαγή αερίων στους πνεύμονες και την κατανομή του στην κυκλοφορία. Η χορήγησή του πρέπει να ελέγχεται προσεκτικά, ταυτόχρονα με τον έλεγχο βατότητας των αεραγωγών, την επαρκή καρδιαγγειακή λειτουργία, τις συσκευές παροχής, τον προσεκτικό ορισμό της δόσεως, της διάρκειας χορηγήσεως και τον περιοδικό έλεγχο των αποτελεσμάτων χρήσεως (1). Είναι σημαντικό επίσης να βελτιστοποιείται η προώθηση του οξυγόνου στους ιστούς με την εξασφάλιση επαρκούς Hb στο περιφερικό άιμα, την καλή καρδιακή εξώθηση και την επαρκή αιμάτωση των σιτών. Η παλμική οξυμετρία κι η ΑΑΑΑ είναι αναγκαία "εργαλεία" για την έναρξη, την απρακολούθηση κι έλγχο των αποτελεσμα΄των της οξυγονοθεραπείας. Η υπεροξία είναι επικίνδυνη για τους εκτεθειμένους ιστούς (&) καθώς προκαλεί μείωση της ελαστικότητας του πνευμονικού ιστού και μείωση της στατικής διατασιμότητας, συγκριτικά ( (P < 0.01) με τους νορμοξικούς πνεύμονες. Από μορφομετρικής απόψεως, στα πρόωρα νεογέννητα που εκτίθενται σε ικανές δόσεις οξυγονοθεραπείας, διαπιστώνονται διάταση των κυψελίδων και πάχυνση του τοιχώματός τους στις συνθήκες υπεροξίας, συγκριτικά με τη νορμοξία ( (P < 0.01).
 

Μέθοδοι χορηγήσεως.