Verandering in VC, DLCO, DLNO en exhaled breath na een één-uurs zuurstofduik met een PO2 van 190 kPa als een indicator voor pulmonale zuurstofintoxicatie.

Het ademen van zuurstof voor langere periode met een partiële druk (PO2) van
meer dan 50 kPa kan leiden tot pulmonale zuurstof intoxicatie (POT). De
bekendste veranderingen die daarbij gevonden worden zijn atelectase,
(interstitieel) oedeem, ontsteking en uiteindelijk fibrose. Hoewel deze
veranderingen in beginsel reversibel zijn zal het doorgaan met het toedienen
van zuurstof uiteindelijk leiden tot onomkeerbare longschade vergelijkbaar met
Adult respiratory Distress Syndrome (ARDS). Tegenwoordig worden veranderingen
van de longfunctie gebruikt als indicator voor het ontstaan van POT. Meest
genoemd daarbij zijn afname van de vitale capaciteit (VC) en diffusiecapaciteit
voor koolmononxide (DLco).

Gebaseerd op veranderingen van de VC hebben Clark & Lambertsen begin jaren 70
de Unit of Pulmonary Toxicty Dose (UPTD) ontwikkeld. Met deze UPTD kon men een
inschatting maken wat de mediane afname van de VC is na het ademen van een
bpeaalde PO2 gedurende een bepaalde tijd. Zo zou bijvoorbeeld 450 UPTD een
mediane VC afname geven van 2%. Een afgeleide vorm hiervan wordt binnen de
anesthesie en intensive care omgeving gebruikt. Daarbij is het gangbaar dat een
patiënt niet langer dan 24 uur met 100% zuurstof beademd wordt. Hoewel VC als
indicator het meest gebruikt wordt zijn er recente publicaties die aangeven dat
DLco mogelijk een gevoeliger indicator is (Clark 1970, Lowry 2002, Thorsen
1993, van Ooij 2011). De voorkeur voor VC is vooral ingegeven door het gemak
waarmee de bepaling gedaan kan worden.

In tegenstelling tot de zeventiger jaren kan men tegenwoordig makkelijk en snel
DLco bepalen. Met de ontwikkeling van nieuwe technieken is het ook mogelijk om
naast DLco oof de diffusiecapaciteit voor nitroxide (DLno) te bepalen. Voordeel
van deze laatste techniek is dat het nog beter de veranderingen van de
alveolo-capilaire membraan kan meten vergeleken met DLco. Door gebruik te maken
van DLno is men beter in staat exact te bepalen waar POT als eerste ontstaat:
ter hoogte van de alveolaire membraan (Dm) of de longcapillairen (Vc). In
theorie zal DLno POT eerder en beter in beeld brengen dan DLco. Nadeel van
beide technieken is dat ze alleen bepaald kunnen worden bij een coöperatieve
patient. Hierdoor kan men in bijvoorbeeld een IC setting geen gebruik van deze
markers gebruiken.

Met de introductie van de electronic nose (e-nose) is er recent een nieuwe
techniek bruikbaar die wel zou kunnen werken bij bv bewusteloze patiënten, in
tegenstelling tot DLco en DLno. De e-nose is in staat vluchtige organische
bestanddelen (VOC) te meten in de uitgeademde lucht. Door de veranderingen van
deze VOC's te meten kan men voor een aantal longziekten specifieke VOC-patronen
(EB) gebruiken (bijv astma en longemfyseem). In de vroege fase van POT staat
o.a. ontsteking van het alveolaire compartiment op de voorgrond. Ten gevolge
van deze ontstekingen zouden er veranderingen in EB kunnen ontstaan die als
marker voor POT gebruikt kan worden. Dit zou dan een ideale methode zijn om bij
IC-patienten te bepalen in hoeverre POT in hun sitatie actueel is. Helaas zijn
hier nog geen studies naar gedaan.
Onze hypothese is dat het ademen van zuurstof met een PO2 van 190 kPa gedurende
60 minuten eerder tot veranderingen in DLno zal leiden dan in DLco. Bij deze
expositie zal VC niet significant veranderen. Daarnaast zal deze
zuurstofexpositie tot verandering van EB leiden gemeten met de e-nose.

Primaire doelstelling:
1. Verandert DLno eerder na een expositie met zuurstof (PO2 = 190 kPa)
gedurende 60 minuten) dan DLco?

Secundaire doelstellingen:
1. Zijn na een expositie met zuurstof (PO2 = 190 kPa gedurende 60 minuten) deze
veranderingen vooral terug te vinden in Dm of in Vc?
2. Is er een specifieke EB te vinden na expositie aan zuurstof met een PO2 =
190 kPa gedurende 60 minuten?

Het betreft hier een gerandomiseerd cross-over studie waarbij de proefpersonen
gedurende 3 dagen getest worden.

Studiedag 1: op deze dag zal de baseline meting gedaan worden waarbij we VC,
DLco, DLno en EB gedurende 6 keer binnen 24 uur gemeten zal worden. Gedurende
deze dag zal de proefpersoon niet blootgesteld worden aan zuurstof of verhoogde
atmosferisch druk. Op deze manier willen we bekijken of diurnaal ritme van
genoemde markers een confounder zou kunnen zijn. Deze dag noemen we de
"baseline day".

Studiedag 2: op deze dag zal de proefpersoon een natte duik maken naar 9 meter
gedurende 60 minuten. Hierbij zal hij ad random of zuurstof (actieve expositie)
of perslucht (controle) ademen. Voor en 5 keer na de duik zal net als in dag 1
ook VC, DLco, DLno en EB bepaald worden. De tijdstippen van bepaling zijn
gelijk aan dag 1. In een groep van 15 personen zal tevens veneus bloed (2 x)
afgenomen worden ter bepaling van de oxidatieve stress (OS). Hiermee kan
bekeken worden wat de persoonlijke oxidatieve belasting voor deze persoon is
geweest.

Studiedag 3: deze zal hetzelfde verlopen als dag 2 met dien verstande dat de
proefpersoon nu het andere ademgas zal gebruiken tijdens de duik. Bepaling van
VC, DLco, DLno en EB zal conform dag 2 verlopen. Dit geldt ook voor de bepaling
van OS bij de eerder genoemde 15 proefpersonen.

elke proefpersoon duikt eenmaal met lucht als ademgas en eenmaal 100% zuurstof. Deze duiken worden in random order gedaan.

Voordelen:
Zowel voor militaire zuurstofduikers als binnen de intensive care geneeskunde
is het belangrijk om te weten wanneer het ademen van zuurstof met een PO2> 50
kPa tot POT zal leiden. Door gebruik te maken van de juiste indicatoren kan men
een zuurstofduik beter plannen of binnen de IC een patiënt de juiste
toedieningstijd gebruiken.

Risico:
Door deel te nemen aan dit onderzoek zullen de proefpersonen enige restricties
met betrekking tot hun leef-, eet- en drinkgewoonten opgelegd krijgen. Naar
onze mening zijn deze opgelegde regels niet zodanig dat ze een grote inbreuk
maken op hun sociale leven.

Het bepalen van VC, DLco, DLno en EB is op zich niet invasief, simpel en
complicaties zijn niet bekend. Omdat DLco gecorrigeerd dient te worden voor
het Hb gehalte zal deze bepaald moeten worden middels een vingerprik. De
belasting van een vingerprik is ons inziens minimaal en complicaties zijn niet
te verwachten. Naast deze vingerprik zal er bij 15 proefpersonen veneus bloed
geprikt worden (v mediana cubiti) ter bepaling van de oxidative stress voor en
na de duik. Deze plek en de manier van veneus bloedprikken worden over het
algemeen als eenvoudig uitvoerbaar beschouwd. De kans op complicatie (hematoom)
is vrij klein en bij optreden zal dit van korte duur zijn.

Elke duik die met perslucht gedoken wordt heeft een risico op het optreden van
decompressieziekten. Voor het gekozen duikprofiel is dit < 0,1%. Verder valt
dit duikprofiel ruim binnen de maximale duiktijd (300 minuten) die men voor
deze diepte aanhoudt voor veilig duiken. Tijdens het duiken met zuurstof op 9
meter bestaat het risico voor het optreden van een epileptisch insult op basis
van cerebrale zuurstof intoxicatie. Uitgaande van de artikelen van Arieli
(2002) en Butler (2004) is dit risico < 5%. Hierbij moet men wel meenemen dat
dit risicogetal gebaseerd is op zuurstofduiken waarbij inspanning verricht
wordt. Aangezien onze proefpersonen geen inspanning zullen verrichten zal dus
het risico op een dergelijk insult beduidend onder de 5% liggen. Mocht er
desondanks klachten van cerebrale zuurstof intoxicatie optreden dan dient er
gehandeld te worden conform het "Noodplan Neurologische Zuurstof Vergiftiging"
(NZV). Zie sectie K6.

Al met al denken we dat de belasting en de risico's waaraan de proefpersonen
blootgesteld worden minder is dan tijdens een operationele natte zuurstofduik.