toxicidad de oxígeno


La toxicidad por oxígeno es una condición que resulta de los efectos nocivos de respirar oxígeno molecular ( O
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) a presiones parciales aumentadas . Los casos graves pueden provocar daño celular y muerte, y los efectos se observan con mayor frecuencia en el sistema nervioso central, los pulmones y los ojos. Históricamente, la afección del sistema nervioso central se denominó efecto Paul Bert , y la afección pulmonar , efecto Lorrain Smith , en honor a los investigadores que fueron pioneros en los descubrimientos y descripciones a fines del siglo XIX. La toxicidad del oxígeno es una preocupación para los buzos submarinos , aquellos con altas concentraciones de oxígeno suplementario (particularmente bebés prematuros ) y aquellos que se someten aoxigenoterapia hiperbárica .

El resultado de respirar presiones parciales de oxígeno aumentadas es la hiperoxia , un exceso de oxígeno en los tejidos corporales. El cuerpo se ve afectado de diferentes maneras dependiendo del tipo de exposición. La toxicidad del sistema nervioso central es causada por una breve exposición a altas presiones parciales de oxígeno a una presión superior a la atmosférica. La toxicidad pulmonar y ocular resulta de una exposición más prolongada a niveles elevados de oxígeno a presión normal. Los síntomas pueden incluir desorientación, problemas respiratorios y cambios en la visión como la miopía . La exposición prolongada a presiones parciales de oxígeno por encima de lo normal, o exposiciones más cortas a presiones parciales muy altas, pueden causar daño oxidativo a las membranas celulares , colapso de los alvéolos en los pulmones,desprendimiento de retina y convulsiones . La toxicidad del oxígeno se controla reduciendo la exposición a niveles elevados de oxígeno. Los estudios muestran que, a largo plazo, es posible una recuperación sólida de la mayoría de los tipos de toxicidad por oxígeno.

Existen protocolos para evitar los efectos de la hiperoxia en campos donde el oxígeno se respira a presiones parciales más altas de lo normal, incluido el buceo bajo el agua con gases respiratorios comprimidos , la medicina hiperbárica, la atención neonatal y los vuelos espaciales tripulados . Estos protocolos han resultado en una rareza cada vez mayor de convulsiones debidas a la toxicidad del oxígeno, y el daño pulmonar y ocular se limita principalmente a los problemas del manejo de los bebés prematuros.

En los últimos años, el oxígeno está disponible para uso recreativo en bares de oxígeno . La Administración de Drogas y Alimentos de los EE. UU. ha advertido a las personas que tienen afecciones como enfermedades cardíacas o pulmonares que no usen barras de oxígeno. Los buceadores utilizan gases respiratorios que contienen hasta un 100 % de oxígeno y deben tener una formación específica en el uso de dichos gases.

Los efectos de la toxicidad del oxígeno pueden clasificarse según los órganos afectados, produciéndose tres formas principales: [2] [3] [4]

La toxicidad del oxígeno en el sistema nervioso central puede causar convulsiones, períodos breves de rigidez seguidos de convulsiones e inconsciencia, y es motivo de preocupación para los buceadores que se encuentran con presiones superiores a la atmosférica. La toxicidad del oxígeno pulmonar da como resultado daño a los pulmones, causando dolor y dificultad para respirar. El daño oxidativo del ojo puede provocar miopía o desprendimiento parcial de la retina . Es más probable que ocurran daños pulmonares y oculares cuando se administra oxígeno suplementario como parte de un tratamiento, particularmente a los recién nacidos, pero también son una preocupación durante la oxigenoterapia hiperbárica.


Un gráfico de curvas de tolerancia a la toxicidad pulmonar. El eje X está etiquetado como "Duración de la respiración de oxígeno (horas)", y varía de 0 a 30 horas. El eje Y está etiquetado como "Presión parcial de oxígeno inspirado (bares)" y varía de 0,0 a 5,0 bares. El gráfico muestra tres curvas a -2 %, -8 % y -20 % de capacidad pulmonar, comenzando con 5,0 bares de presión y disminuyendo entre 0,5 y poco menos de 1,5 bares, y muestra una mayor disminución de la capacidad pulmonar relacionada con un aumento de duración.
Las curvas muestran la disminución típica de la capacidad vital pulmonar al respirar oxígeno. Lambertsen concluyó en 1987 que 0,5 bar (50 kPa) podrían tolerarse indefinidamente.
Un lípido insaturado reacciona con un radical hidroxilo para formar un radical lipídico (iniciación), que luego reacciona con el dioxígeno, formando un radical peroxilo lipídico. Este luego reacciona con otro lípido insaturado, produciendo un peróxido lipídico y otro radical lipídico, que puede continuar la reacción (propagación).
El mecanismo de peroxidación de lípidos muestra un único radical que inicia una reacción en cadena que convierte los lípidos insaturados en peróxidos de lípidos.
Primer plano de un cilindro de buceo con una banda que dice "NITROX". Una etiqueta impresa a mano en el cuello dice "MOD 28m 36% O2", con el 28 en un tamaño mucho más grande.
La etiqueta del cilindro de buceo muestra que contiene gas rico en oxígeno (36 %) y está claramente marcada con una profundidad operativa máxima de 28 metros (92 pies)
Diagrama de sección transversal de un ojo, que muestra la pupila (izquierda), el cristalino coroideo (en amarillo, alrededor del perímetro del ojo), la retina (en rojo, debajo del cristalino coroideo y alrededor de la mayor parte del perímetro derecho del ojo) y el nervio óptico (abajo a la derecha, saliendo de la retina en rojo).
La retina (roja) se desprende en la parte superior del ojo.
Diagrama de la sección transversal de un ojo, que ahora muestra la hebilla escleral, en azul, presionando la parte superior e inferior del ojo, presionando el cristalino coroideo y la retina.
La banda de silicona ( hebilla escleral , azul) se coloca alrededor del ojo. Esto pone la pared del ojo en contacto con la retina desprendida, lo que permite que la retina se vuelva a unir.
Porcentaje de discapacidad visual severa y ceguera por ROP en niños en Escuelas para Ciegos en diferentes regiones del mundo: Europa 6–17%; América Latina 4,1–38,6%; Europa del Este 25,9%; Asia 16,9%; África 10,6%.
La retinopatía del prematuro (ROP) en 1997 era más común en los países de ingresos medios donde los servicios de cuidados intensivos neonatales estaban aumentando; pero aún no se había producido una mayor conciencia del problema que condujera a medidas preventivas. [102]
Fotografía de un hombre, con entradas de cabello y bigote gris. Está vestido con una chaqueta y un chaleco formales, típicos de la moda victoriana.
Paul Bert, un fisiólogo francés, describió por primera vez la toxicidad del oxígeno en 1878.
Robert W. Hamilton Jr , investigador principal sobre los límites tolerables de exposición repetitiva en NOAA.