A FRAÇÃO INSPIRADA DE OXIGÊNIO (Fi02) PARA TITULAR A SATURAÇÃO ARTERIAL
DE OXIGÊNIO (Sa02): EXISTE UM VALOR CRÍTICO PARA DEFINIR TOXICIDADE?
A Diretrizes Brasileiras de
Ventilação Mecânica (VM) recomendam dentre os ajustes iniciais dos parâmetros
do ventilador[1]: utilizar
a FIO2 necessária para manter a saturação arterial de oxigênio entre 93 a 97%.
Do teor dessa recomendação
poder-se-ia interpretar que seria possível usar valores de Fi02 “a vontade” até
o nível máximo de 100% inclusive, visando atingir e manter esse alvo almejado de
Sa02. Criou-se, na prática, uma sorte de “titulação de Sa02 pela Fi02” como “ferramenta
prática” a beira leito, já que basta olhar o valor de Sa02 do monitor aferido
pela oximetria de pulso e ajustar a Fi02 do respirador.
Entretanto, e mesmo que tais
valores de Sa02 aferidos pela oximetria de pulso (ou mesmo pela gasometria
arterial) sejam fidedignos (afastadas as causas de erro de aferição pela
oximetria de pulso), essa “titulação” não pode ser feita sem um adequado
controle e monitorização dos efeitos deletérios do uso do oxigênio em altas
concentrações.
Cada vez mais surgem evidencias
acerca da toxicidade do oxigênio quando fornecido em níveis elevados. Desta
forma, o uso de altos níveis de Fi02 torna-se de risco, diante da possibilidade
de ocorrência de Lesão Pulmonar Induzida pelo Oxigênio (LPIO) ou como também
tem sido denominada, Lesão Pulmonar Aguda Hiperóxica (Hyperoxic Acute Lung Injury – HALI)[2].
A hiperoxia não é definida com
precisão, mas elevações significativas da pressão arterial parcial de oxigênio
(PaO2) ocorrem quando a fração de oxigênio inspirado (FiO2) é maior do que 21%.
Eventos adversos podem resultar do aumento da P02 nos alvéolos, sangue ou a nível
celular. A hiperoxia parece produzir lesões celulares através do aumento da
produção de radicais livres de oxigênio (free
radicals), como o anion superóxido, o radical hidroxilo e o peróxido de
hidrogênio[3]
[4].
Quando a produção destes radicais aumenta e/ou as defesas antioxidantes da
célula depletam, eles podem reagir e prejudicar a função das macromoléculas
intracelulares essenciais, resultando em morte celular[5].No
sistema respiratório, altas concentrações de 02 podem aumentar a
susceptibilidade à atelectasia de absorção e
danificar a mucosa respiratória levando a infecção secundária como
consequência de alteração na depuração mucociliar e a capacidade bactericida
das células imunes[6] [7].
Desta forma, altas frações de
oxigênio inspirado (FiO2) estão associadas a vários efeitos na troca de gases,
incluindo diminuição dos volumes pulmonares e hipoxemia devido à atelectasia
absortiva (pela substituição do nitrogênio pelo 02 que ao ser absorvido provoca
atelectasia), acentuação/produção de hipercapnia (principalmente em pacientes
com DPOC retentores de C02) e danos nas vias aéreas (traqueobronquite) e
parênquima pulmonar (atelectasias e dano alveolar difuso semelhante ao SARA). O
termo "toxicidade do oxigênio" geralmente é reservado para a última
dessas consequências, ou seja, danos traqueobrônquicos e alveolares.
Assim, importante seria
estabelecer um ponto crítico ou cut-off
de nível de Fi02 e/ou de tempo de exposição a esse nível, a partir do qual o
risco de hiperoxia e toxicidade pelo oxigênio torne-se significativo.
Importante notar que o conteúdo
arterial de oxigênio (Ca02), corresponde à soma do 02 transportado pela Hb (Hb
x SaO2 x 1,34) + 02 dissolvido no plasma (0,003 x PaO2), dependendo, portanto, da
Sa02 e da Pa02. Entretanto, apenas 2% desse conteúdo corresponde ao 02
dissolvido, sendo que 98% viaja transportado. Ainda, o 02 entra na célula
(objetivo principal da oxigenação) em razão da existência de um gradiente
de pressão de 02 entre o capilar
periférico e a célula. O termo hipoxia e hipoxemia não são sinônimos. Hipoxemia
é definida em regra como uma diminuição da Pa02 no sangue, enquanto a hipoxia é
definida pelo nível reduzido de oxigenação tecidual. Pode ser devido à entrega
defeituosa ou à utilização defeituosa do oxigênio pelos tecidos. Hipoxemia e
hipoxia nem sempre coexistem. Os pacientes podem desenvolver hipoxemia sem
hipoxia se houver um aumento compensatório no nível de hemoglobina e no débito
cardíaco (DC). Da mesma forma, pode haver hipoxia sem hipoxemia. Na intoxicação
por cianeto, as células são incapazes de utilizar o oxigênio, apesar de ter
níveis normais de oxigênio no sangue e nos tecidos[8].
De acordo com o Tratado de
Fisiologia de Guyton[9],
cerca de 98% do sangue que entra no átrio esquerdo, proveniente dos pulmões,
acabou de passar pelos capilares alveolares e foi oxigenado até Pa02 em torno
de 104 mmHg. Outros 2% do sangue vêm da aorta, pela circulação brônquica que
supre basicamente os tecidos profundos dos pulmões e não é exposta ao ar
pulmonar. Esse fluxo de sangue é denominado “fluxo da derivação”, significando
que o sangue é desviado para fora das áreas de trocas gasosas. Ao deixar os
pulmões, a Pa02 do sangue da derivação fica em torno da P02 do sangue venoso
sistêmico normal, aproximadamente, 40 mmHg. Quando esse sangue se combina nas
veias pulmonares, com o sangue oxigenado dos capilares alveolares, essa chamada
mistura venosa de sangue faz com que a P02 do sangue que chega ao coração
esquerdo e é bombeado para a aorta (Pa02) diminua para cerca de 95 mmHg. Na
medida em que o sangue que deixa os pulmões e entra nas artérias sistêmicas tem
em geral a Pa02 em torno de 95 mmHg, é possível ver, a partir da curva de
dissociação, que a saturação usual de oxigênio do sangue arterial sistêmico é
em média de 97%. Por outro lado, no sangue venoso normal que retorna dos
tecidos periféricos, a Pv02 é cerca de 40 mmHg e a saturação de hemoglobina é
em média de 75%. Quando o sangue arterial chega aos tecidos periféricos, a Pa02
nos capilares periféricos ainda é 95 mmHg. Contudo, no líquido intersticial que
banha as células teciduais é em média de apenas 40 mmHg. Assim, existe enorme
diferença da pressão inicial que faz com que o oxigênio se difunda rapidamente
do sangue capilar para os tecidos —tão rapidamente que a Pa02 capilar diminui,
quase se igualando à pressão de 40 mmHg, no interstício. Portanto, a Pa02 do
sangue que deixa os capilares dos tecidos e entra nas veias sistêmicas é também
de aproximadamente, 40 mmHg. A P02 intracelular, nas células dos tecidos
periféricos, permanece menor do que a Pa02 nos capilares periféricos. Além
disso, em muitos casos existe a distância física considerável entre os
capilares e as células. Portanto, a P02 intracelular normal varia de tão baixa
quanto 5 mmHg a tão alta quanto 40 mmHg, tendo, em média (por medida direta em
animais inferiores), 23 mmHg. Na medida em que apenas 1 a 3 mmHg de pressão de
oxigênio são normalmente necessários para o suporte total dos processos
químicos que utilizam oxigênio na célula, é possível ver que mesmo essa baixa P02
intracelular de 23 mmHg seja mais do que adequada e proporcione grande fator de
segurança. Nas condições basais, os tecidos necessitam de cerca de 5 mililitros
de oxigênio de cada 100 mililitros do sangue que passa pelos capilares
teciduais. Para que os 5 mililitros usuais de oxigênio sejam liberados por 100
mililitros de fluxo sanguíneo a Pa02 deve cair para cerca de 40 mmHg. Portanto,
a P02 tecidual normalmente não pode aumentar acima desse nível de 40 mmHg
porque, se o fizer, a quantidade de oxigênio necessitada pelos tecidos não
seria liberada pela hemoglobina. Dessa forma, a hemoglobina normalmente
estabelece o limite superior da pressão do oxigênio nos tecidos, em torno de 40
mmHg. Em condições normais, quando a Pa02 é alta, como nos capilares
pulmonares, o oxigênio se liga à hemoglobina, mas quando a Pa02 é baixa, como
nos capilares teciduais, o oxigênio é liberado da hemoglobina. Essa é a base de
quase todo transporte de oxigênio dos pulmões para os tecidos. Isso expressa-se
no conceito de Curva de Dissociação da Hb que demonstra aumento progressivo da
porcentagem de hemoglobina ligada ao oxigênio, à medida que a Pa02 do sangue
aumenta, o que é denominado percentual de saturação de hemoglobina. Por outro
lado, a Sa02 da Hb depende do gradiente alvéolo-arterial de 02 a nível do
capilar pulmonar. O valor reflete o quanto a Hb se carregou de 02 a nível do
capilar pulmonar. Existe ainda uma relação direta entre a Pa02 e o grau de Sa02
a nível do capilar pulmonar. A Pa02 por sua vez dependerá do gradiente
alvéolo-capilar de 02, sendo um dos fatores determinantes a PA02 (pressão
alveolar de 02) influenciada diretamente pela Fi02. Já a nível tecidual ocorre
o fenômeno inverso e a Pa02 deve cair (em razão da passagem do 02 para os
tecidos) para o 02 da Hb se liberar e dissolver no plasma restaurando a Pa02
que novamente faça entrar o 02 no tecido. Ainda, outros fatores podem
influenciar no grau de dissociação da hemoglobina desviando-a para esquerda
(maior afinidade pelo 02 e menor liberação) ou para direita (menor afinidade e
maior liberação). Portanto, pode se concluir que não se necessita de elevadas
Pa02 nos capilares periféricos para garantir um gradiente de pressão necessário
para a entrada de 02 na célula. Bastariam pressões de 60 a 65 mmHg (acima de
40mmHg) para permitir uma razoável oxigenação tissular.
Observa-se pela curva de
dissociação que uma Pa02 de 60 mmHg mantém uma saturação de hemoglobina em 89%,
8% apenas abaixo do normal; e uma pressão de mais de 500 mmHg manteria a
saturação em 100%, nunca acima disso. Portanto, variações bruscas na pressão de
oxigênio no sangue não afetam em grande escala a Pa02 nos tecidos periféricos.
Ainda, a hemoglobina apresenta, um efeito tampão de oxigênio tecidual, sendo
responsável por estabilizar a pressão do oxigênio nos tecidos. Isso é
explicado, pois a hemoglobina estabelece um limite superior na pressão de
oxigênio nos tecidos em torno de 40 mmHg. Qualquer queda nessa pressão estimula
a liberação de oxigênio pela hemoglobina. Isto pode ser atingido por causa da
inclinação abrupta da curva de dissociação para direita e do aumento no fluxo
de sangue tecidual causado pela queda da Pa02; ou seja, uma ligeira queda na
pressão parcial de oxigênio faz com que grandes quantidades extras de 02 sejam
liberadas da hemoglobina.
A exposição prolongada a altos
níveis de FiO2 (FiO2 ≥ 90%) causa uniformemente lesão pulmonar aguda hiperóxica
grave (HALI) e, sem uma redução da FiO2, geralmente é fatal. A gravidade da
HALI é diretamente proporcional à PaO2 (particularmente acima de 450 mm Hg, ou
FiO2 de 0,6) e à duração da exposição. Clinicamente, o risco de HALI
provavelmente ocorre quando o FiO2 excede 0,7 e pode tornar-se problemático
quando FiO2 excede 0,8 por um longo período de tempo[10].
Mesmo o uso de altos níveis de
oxigênio (Fi02 de 0.8) recomendados na prevenção da infecção de ferida
operatória ainda é controverso.[11]
[12]
[13].
O grande dilema e preocupação
centra-se nos pacientes com SARA, nos quais não poucas vezes necessitamos de
usar elevados níveis de Fi02 para melhorar a oxigenação com o risco de muitas
vezes acrescentar a lesão induzida pelo oxigênio (HALI).
Para reduzir os riscos potenciais
da hiperoxia, uma meta de Sa02 mais baixa pode ser aceitável em pacientes
criticamente doentes. Um SaO2 baixa tolerável também denominada de HIPOXEMIA
PERMISSIVA/ESTRATÉGIA DE OXIGENAÇÃO CONSERVADORA. Geralmente, a estratégia de
hipoxemia permissiva visa uma SaO2 entre aproximadamente 85% e 95%, que sempre se
procura nos pacientes com SARA e prematuros[14]
[15].
Recentemente, Panwar et al. publicaram
um estudo internacional multicêntrico aleatorizado, controlado, não cego, no
qual compararam uma estratégia conservadora de oxigenação (alvo de SaO2 de 88-92%)
para uma estratégia liberal tradicional (alvo de SaO2 de 96%).Não houve
diferença significa entre grupos em qualquer medida de disfunção orgânica ou
mortalidade de 90 dias da UTI. Os autores concluíram que uma estratégia
conservadora de oxigenação é uma alternativa viável à habitual estratégia de
oxigenação liberal, sendo eficaz em reduzir a exposição à hiperoxia[16].
Entretanto, também recentemente, um estudo do Reino Unido e da Australia, o Benefits of Oxygen Saturation Targeting
(BOOST) II, mostrou que um alvo de saturação de oxigênio de 85% a 89%, em
vez de 91% para 95%, podem aumentar o risco de morte ou deficiência aos 2 anos idade
corrigida em lactentes nascidos antes das 28 semanas de idade[17].
Concluem que o potencial dano da hipoxia deve ser cuidadosamente avaliado com
base nas condições patológicas e fisiológicas, e deve ser lembrado que o
benefício da hipoxia permissiva é derivado da redução da lesão hiperoxia.
Estas divergências e a
necessidade de ainda estudar o real impacto da estratégia conservadora tem sido
colocada em recentes publicações. Nessas publicações refere-se ainda que o uso
de marcadores de perfusão tecidual, como o uso de lactato poderiam
ajudar a saber se existiria ou não evidencia de hipoperfusão tissular[18]
[19].
Certamente em situações de choque e má perfusão periférica o valor da oximetria
de pulso poderia apresentar viés de aferição.
Pelo UpToDate[20],
na atualidade não existe um valor de fração de oxigênio inspirado (FiO2) que
defina um limite superior seguro para a prevenção da toxicidade do oxigênio,
embora a experiência clínica sugira que, na ausência de agentes
sensibilizadores como a bleomicina, é improvável que FiO2 <60% induza
toxicidade pelo oxigênio. A importância relativa da duração e da magnitude da
exposição a altos níveis de Fi02 também não foi claramente definida, embora
seja provável que a área sob a curva FiO2 versus tempo seja a melhor variável
preditiva. Ajustar a FiO2 para o menor valor possível é um bom norte para todos
os pacientes, em particular aqueles que provavelmente correm o risco de lesão
pulmonar induzida por hiperoxia por causa de alto valor de Fi02 ou duração
prolongada de oxigenoterapia. Em termos práticos, o oxigênio deve ser
administrado para atingir uma PaO2 de 60 a 65 mmHg (saturação arterial de
oxigênio [SaO2] aproximadamente 90 por cento).
Finalmente podemos concluir que:
1. A recomendação da Diretriz
Brasileira quanto ao uso da Fi02 buscando garantir uma Sa02 de 93 a 97% deve
levar em consideração a toxicidade produzida por altos níveis de Fi02.
2. Apesar de não haver evidencia
forte acerca de um nível crítico de Fi02 e/ou de tempo mínimo para toxicidade
pelo oxigênio, pareceria razoável acender o alerta para essa toxicidade quando
atingidos valores de Fi02 ≥60%.
3. Até ajustes de valores de Fi02 < 60% a
monitorização da oxigenação poderia ser guiada pelos alvos de Sa02 preconizados
nas diretrizes, cuidando de assegurar uma correta aferição da Sa02 pela
oximetria de pulso.
4. Havendo necessidade de usar
valores de Fi02 ≥60% dar preferencia ao uso da Pa02 pela gasometria
arterial como guia, procurando alvos mínimos de 60 a 65mmHg e se auxiliando de marcadores e
perfusão tecidual (exemplo, lactato arterial).
5. A necessidade de altos níveis de
Fi02 em pacientes com SARA moderada ou grave deve ser manejada com estratégias convencionais
e de resgate preconizadas pela literatura em vigor.
6. O uso de altos níveis de
oxigênio (Fi02 de 0.8) recomendados na prevenção da infecção de ferida
operatória ainda é controverso.
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