Ossigenoterapia Ossigenoterapia iperbarica: quali iperbarica: quali

indicazioni?indicazioni?

Dott.ssa Silvia Dott.ssa Silvia CorradiniCorradini

Dipartimento di Scienze Dipartimento di Scienze Anestesiologiche, Medicina Anestesiologiche, Medicina Critica e Terapia del DoloreCritica e Terapia del Dolore

Cosa è l’Ossigenoterapia Cosa è l’Ossigenoterapia Iperbarica (OTI)Iperbarica (OTI)

Consiste nella Consiste nella somministrazione di somministrazione di ossigeno puro (100%) in ossigeno puro (100%) in una camera pressurizzata una camera pressurizzata ad una pressione superiore ad una pressione superiore alla pressione atmosferica.alla pressione atmosferica.

Legge di HenryLegge di Henry

La quantità di gas che si dissolve in La quantità di gas che si dissolve in un volume di liquido è direttamente un volume di liquido è direttamente proporzionale alla pressione del gas proporzionale alla pressione del gas stesso.stesso.

T I S S U T A L ET I S S U T A L E

LA DIFFUSIONE DELL'OSSIGENO LA DIFFUSIONE DELL'OSSIGENO NEI TESSUTI E’ FUNZIONE DINEI TESSUTI E’ FUNZIONE DI::

VascolarizzazioneVascolarizzazione Solubilità tissutale Solubilità tissutale

dell’ossigeno dell’ossigeno Richiesta metabolicaRichiesta metabolica

NORMOSSIA NORMOBARICANORMOSSIA NORMOBARICA

98.5%98.5% dell’ossigeno è dell’ossigeno è trasportato sotto forma trasportato sotto forma combinata all’emoglobina.combinata all’emoglobina.

1.5%1.5% fisicamente disciolto fisicamente disciolto

IPEROSSIA IPERBARICAIPEROSSIA IPERBARICA

L‘ossigeno combinato L‘ossigeno combinato NON SI NON SI MODIFICA !!MODIFICA !!

L‘ossigeno disciolto aumenta in misura L‘ossigeno disciolto aumenta in misura lineare con la PA02,lineare con la PA02, quindi il contenuto di quindi il contenuto di ossigeno disciolto in 100 ml di sangue sarà:ossigeno disciolto in 100 ml di sangue sarà:

1 ATA1 ATA 1.88 ml 1.88 ml 2 ATA 2 ATA 3.80 ml 3.80 ml 3 ATA3 ATA 6.00 ml6.00 ml

FISIOLOGIA DELL’OTI

RESPIRAZIONE IN ARIA A 1 ATA:RESPIRAZIONE IN ARIA A 1 ATA: O2 DISCIOLTO = 0.00449 ml/100 ml plasmaO2 DISCIOLTO = 0.00449 ml/100 ml plasma

RESPIRAZIONE IN O2 100% A 3 RESPIRAZIONE IN O2 100% A 3 ATA:ATA: O2 DISCIOLTO = 6.42 ml/100 ml plasmaO2 DISCIOLTO = 6.42 ml/100 ml plasma

PaO2 = 1800 - 2000 mmHgPaO2 = 1800 - 2000 mmHg TcO2 = 1400 mmHgTcO2 = 1400 mmHg

MECCANISMI d’AZIONE MECCANISMI d’AZIONE dell’OTIdell’OTI

Sostituirsi al trasporto dell’O2 a Sostituirsi al trasporto dell’O2 a mezzo dell’Hb dove questa è in mezzo dell’Hb dove questa è in difetto (mancanza o incapacità difetto (mancanza o incapacità funzionale)funzionale)

Ripristinare la diffusione dell’O2 dai Ripristinare la diffusione dell’O2 dai capillari alle cellule là dove questa è capillari alle cellule là dove questa è impedita ( perfusione ematica o impedita ( perfusione ematica o spessore mezzi di transito)spessore mezzi di transito)

Indicazioni OTIIndicazioni OTI

Intossicazione da monossido di Intossicazione da monossido di carbonio (CO)carbonio (CO)

Malattia da decompressioneMalattia da decompressione Embolia gassosaEmbolia gassosa

Ulteriori indicazioni OTIUlteriori indicazioni OTI

Gangrena gassosa da germi anaerobiGangrena gassosa da germi anaerobi Lesioni radionecroticheLesioni radionecrotiche Ischemia traumatica acutaIschemia traumatica acuta Innesti cutanei e lembi muscolo-Innesti cutanei e lembi muscolo-

cutaneicutanei Osteiti ed osteonecrosiOsteiti ed osteonecrosi Ulcere con ritardo di guarigioneUlcere con ritardo di guarigione

Ferite difficiliFerite difficili

Lesione che hanno una assente o Lesione che hanno una assente o diminuita risposta alla terapia medica diminuita risposta alla terapia medica o chirurgica a causa di fattori locali o o chirurgica a causa di fattori locali o sistemici dopo un periodo di almeno sistemici dopo un periodo di almeno 30 giorni30 giorni

Ferite difficiliFerite difficili

Il ritardo di guarigione è Il ritardo di guarigione è determinato dall’instaurarsi di determinato dall’instaurarsi di ipossia tessutale a cui spesso si ipossia tessutale a cui spesso si sovrappone un’infezionesovrappone un’infezione

Approccio Approccio multidisciplinaremultidisciplinare

Lavoro di collaborazione tra più Lavoro di collaborazione tra più specialisti: chirurgo, infettivologo, specialisti: chirurgo, infettivologo, diabetologo, chirurgo vascolare, diabetologo, chirurgo vascolare, chirurgo plastico, ortopedico, medico chirurgo plastico, ortopedico, medico iperbarico ed infermiereiperbarico ed infermiere

Guarigione delle feriteGuarigione delle ferite

Giorno 0 EMOSTASI: Giorno 0 EMOSTASI: contrazione vascolarecontrazione vascolare aggregazione piastrinicaaggregazione piastrinica formazione di fibrina formazione di fibrina

Giorno 0-3: FASE INFIAMMATORIA:Giorno 0-3: FASE INFIAMMATORIA: essudato vascolareessudato vascolare Infiltrazione di neutrofiliInfiltrazione di neutrofili Conversione dei monociti in macrofagiConversione dei monociti in macrofagi

Guarigione delle feriteGuarigione delle ferite

Giorno 3-6: FASE PROLIFERATIVA:Giorno 3-6: FASE PROLIFERATIVA: angiogenesi angiogenesi infiltrazione e proliferazione di fibroblastiinfiltrazione e proliferazione di fibroblasti formazione di collageneformazione di collagene

Giorno 3-15: FASE di Giorno 3-15: FASE di RIMODELLAMENTO:RIMODELLAMENTO: maturazione vascolarematurazione vascolare conversione da fibroblasti a fibrociticonversione da fibroblasti a fibrociti formazione di collageneformazione di collagene

Pressione parziale di OPressione parziale di O22

La pressione parziale di OLa pressione parziale di O22 minima minima efficace per lo svolgersi dei normali efficace per lo svolgersi dei normali processi riparativi è di 40 mmHg nella processi riparativi è di 40 mmHg nella zona lesazona lesa

Pressione parziale di O2Pressione parziale di O2

Nelle lesioni difficili la PpO2 che Nelle lesioni difficili la PpO2 che spesso si riscontra è inferiore a spesso si riscontra è inferiore a 15 mmHg15 mmHg

Fattori di crescitaFattori di crescita

Nelle fasi iniziali di riparazione Nelle fasi iniziali di riparazione vengono liberati fattori vengono liberati fattori chemottattici, di crescita, da chemottattici, di crescita, da piastrine, fibroblasti, cellule piastrine, fibroblasti, cellule endoteliali, leucocitiendoteliali, leucociti

Lattati Lattati

I lattati sono il prodotto I lattati sono il prodotto terminale della glicolisi che si terminale della glicolisi che si svolge all’interno dei leucociti. I svolge all’interno dei leucociti. I valori, che rimangono inalterati valori, che rimangono inalterati anche dopo somministrazione anche dopo somministrazione di O2, sono attorno a 5-20 di O2, sono attorno a 5-20 mmol/lmmol/l

Ipossia e lattatiIpossia e lattati

I lattati e l’ipossia, nelle fasi I lattati e l’ipossia, nelle fasi iniziali di riparazione delle iniziali di riparazione delle ferite, sono le forze trainanti ferite, sono le forze trainanti del processo riparativodel processo riparativo

Meccanismo d’azione Meccanismo d’azione dell’OTIdell’OTI Neoformazione di vasi capillariNeoformazione di vasi capillari

Ripristino del metabolismo aerobio cellulareRipristino del metabolismo aerobio cellulare Miglioramento dell’emoreologia Miglioramento dell’emoreologia Produzione di collageneProduzione di collagene Riduzione dell’adesività dei leucociti Riduzione dell’adesività dei leucociti

all’endotelioall’endotelio Riduzione dell’edema lesionaleRiduzione dell’edema lesionale Aumento dell’attività killer dei leucocitiAumento dell’attività killer dei leucociti Azione battericida e batteriostatica dei Azione battericida e batteriostatica dei

radicali liberiradicali liberi Aumento della efficacia di antibioticiAumento della efficacia di antibiotici

NeoangiogenesiNeoangiogenesi

Le cellule endoteliali, già attivate Le cellule endoteliali, già attivate dall’ipossia e dai lattati, in dall’ipossia e dai lattati, in presenza di supporto di O2 presenza di supporto di O2 manterranno tale attività che manterranno tale attività che condurrà alla formazione di una condurrà alla formazione di una nuova rete di capillarinuova rete di capillari

Produzione di collageneProduzione di collagene

Il collagene è prodotto dai fibroblasti, Il collagene è prodotto dai fibroblasti, cellule che si ritrovano in grande cellule che si ritrovano in grande quantità nella zona centrale della ferita. quantità nella zona centrale della ferita. Tali cellule in parte mantengono la Tali cellule in parte mantengono la capacità di sintetizzare collagene ma in capacità di sintetizzare collagene ma in situazioni di ipossia viene meno la situazioni di ipossia viene meno la capacità di cross-linking delle fibre che capacità di cross-linking delle fibre che determina forza ed elasticità del nuovo determina forza ed elasticità del nuovo tessutotessuto

Effetto paradosso Effetto paradosso dell’OTIdell’OTI

L’OTI determina vasocostrizione L’OTI determina vasocostrizione iperossica nelle zone iperossica nelle zone normalmente perfuse riducendo il normalmente perfuse riducendo il flusso arterioso anche del 20-30%. flusso arterioso anche del 20-30%.

Tale effetto paradosso va Tale effetto paradosso va interpretato come un meccanismo interpretato come un meccanismo di difesa dall’iperossiadi difesa dall’iperossia

Formazione dell’edemaFormazione dell’edema L’ipossia determina vasodilatazione di tipo L’ipossia determina vasodilatazione di tipo

compensatorio, ma l’aumento di flusso compensatorio, ma l’aumento di flusso determina edema secondario da alterata determina edema secondario da alterata permeabilità.permeabilità.

L’edema determina ulteriore stagnazione del L’edema determina ulteriore stagnazione del circolo ed aumento della distanza di circolo ed aumento della distanza di diffusione che l’O2 deve superare per diffusione che l’O2 deve superare per raggiungere le aree sofferentiraggiungere le aree sofferenti

L’edema comprime i capillari circostanti L’edema comprime i capillari circostanti peggiorando la circolazione locale (circolo peggiorando la circolazione locale (circolo vizioso)vizioso)

Riduzione dell’edemaRiduzione dell’edema

L’OTI determina vasospasmo arterioso e L’OTI determina vasospasmo arterioso e riduzione della stasi a livello venosoriduzione della stasi a livello venoso

miglior drenaggio interstiziale e miglior drenaggio interstiziale e riduzione dell’edemariduzione dell’edema

miglioramento del microcircolomiglioramento del microcircolo

maggiore disponibilità di O2 tessutale maggiore disponibilità di O2 tessutale

ridotta permeabilità vasaleridotta permeabilità vasale

Modificazioni reologicheModificazioni reologiche

L’OTI favorisce:L’OTI favorisce: la fibrinolisi prevenendo trombi e la fibrinolisi prevenendo trombi e

microembolimicroemboli riduce l’aggregazione piastrinicariduce l’aggregazione piastrinica riduce l’adesività dei leucociti all’endotelio riduce l’adesività dei leucociti all’endotelio

vasalevasale riduce la deformabilità dei globuli rossi riduce la deformabilità dei globuli rossi

con minor disturbo del flusso del con minor disturbo del flusso del microcircolomicrocircolo

Radicali liberiRadicali liberi

I radicali liberi sono ioni, atomi o I radicali liberi sono ioni, atomi o molecole con un elettrone spaiato molecole con un elettrone spaiato nell’orbita esterna; tale nell’orbita esterna; tale configurazione li rende altamente configurazione li rende altamente instabili e reattivi perché cercano di instabili e reattivi perché cercano di recuperare l’elettrone mancante da recuperare l’elettrone mancante da altri ioni, atomi o molecole per altri ioni, atomi o molecole per assumere una configurazione più assumere una configurazione più stabilestabile

Radicali liberiRadicali liberi

O2 forma radicali liberi, anione O2 forma radicali liberi, anione superossido e ione ossidrile a livello superossido e ione ossidrile a livello della catena respiratoria della catena respiratoria mitocondriale al termine della quale mitocondriale al termine della quale forma H2O. forma H2O.

I radicali liberi interagiscono con acidi I radicali liberi interagiscono con acidi nucleici, proteine, lipidi di membrananucleici, proteine, lipidi di membrana

Ipossia e infezioneIpossia e infezione

I tessuti ipossici quasi sempre I tessuti ipossici quasi sempre vanno incontro ad infezione per vanno incontro ad infezione per carenza di attività antimicrobica carenza di attività antimicrobica delle cellule deputate all’azione delle cellule deputate all’azione battericidabattericida

PMN e monocitiPMN e monociti

PMN e monociti sono prodotti a livello del PMN e monociti sono prodotti a livello del midollo osseo. L’attività killer è determinata midollo osseo. L’attività killer è determinata dalla produzione di ROS (reactive oxygen dalla produzione di ROS (reactive oxygen species) a partire dalla riduzione di O2.species) a partire dalla riduzione di O2.

L’OTI ristabilisce la pressione di O2 L’OTI ristabilisce la pressione di O2 necessaria per lo svolgimento dei processi necessaria per lo svolgimento dei processi ossidativi che portano alla formazione di ossidativi che portano alla formazione di ROSROS

Germi aerobi Germi aerobi

Tali germi richiedono la presenza Tali germi richiedono la presenza di O2 per sopravviveredi O2 per sopravvivere

Sono dotati di sistemi in grado di Sono dotati di sistemi in grado di inattivare in modo parziale inattivare in modo parziale l’azione dei ROS l’azione dei ROS (superossidodismutasi e catalasi)(superossidodismutasi e catalasi)

Germi anaerobiGermi anaerobi

Sono germi che vivono in ambiente Sono germi che vivono in ambiente privo di O2.privo di O2.

Sono quindi molto sensibili Sono quindi molto sensibili all’azione battericida dell’ossigeno all’azione battericida dell’ossigeno perché privi di sistemi protettivi nei perché privi di sistemi protettivi nei confronti di ROS, catalasi e ossidasiconfronti di ROS, catalasi e ossidasi

Selezione dei pazientiSelezione dei pazienti

Perché l’OTI sia un trattamento Perché l’OTI sia un trattamento efficace l’ipossia deve essere efficace l’ipossia deve essere reversibilereversibile

I livelli di ipossia e la loro I livelli di ipossia e la loro reversibilità vengono utilizzare reversibilità vengono utilizzare per selezionare i pazienti idonei per selezionare i pazienti idonei alla OTIalla OTI

Pressione parziale di O2 Pressione parziale di O2 transcutaneatranscutanea

Tale metodica prevede la Tale metodica prevede la misurazione della pressione misurazione della pressione parziale di O2 transcutanea in aria parziale di O2 transcutanea in aria ambiente, durante la respirazione ambiente, durante la respirazione di O2 in maschera e durante OTI di O2 in maschera e durante OTI respirando O2 al 100% a 2,5 ATArespirando O2 al 100% a 2,5 ATA

TcPO2TcPO2

Alla misurazione di base se:Alla misurazione di base se:

TcPO2>20mmHTcPO2>20mmHg l’ipossia non è g l’ipossia non è la causa della la causa della lesione e OTI lesione e OTI non è indicatanon è indicata

TcPO2<20mmHg TcPO2<20mmHg l’ipossia è l’ipossia è responsabile responsabile della lesione ed è della lesione ed è indicata OTIindicata OTI

TcPO2TcPO2

Misurazione durante OTI:Misurazione durante OTI: Se TcPO2 aumenta e supera i livelli Se TcPO2 aumenta e supera i livelli

critici stabiliti per le singole indicazioni critici stabiliti per le singole indicazioni l’OTI porta a miglioramento della PpO2 l’OTI porta a miglioramento della PpO2 ed è quindi utileed è quindi utile

Se TcPO2 non supera i livelli critici Se TcPO2 non supera i livelli critici l’ipossia non è corretta dall’OTI che l’ipossia non è corretta dall’OTI che quindi non ha utilitàquindi non ha utilità

Livelli critici di TcPO2 in Livelli critici di TcPO2 in OTIOTI

Trauma arterioso 20 mmHgTrauma arterioso 20 mmHg Flap muscolocutaneo 50 mmHgFlap muscolocutaneo 50 mmHg Ulcere arteriose 50 mmHgUlcere arteriose 50 mmHg Lesioni piede diabetico 100 mmHgLesioni piede diabetico 100 mmHg