De effecten van hyperoxie op orgaandysfunctie en overleving in kritisch zieke patienten met SIRS

Hyperoxie is aanwezig bij 44% van de beademde patienten op de Intensive Care.
Echter, in tegenstelling tot hypoxie, beschouwen veel artsen hyperoxie niet als
schadelijk voor hun patienten. Om hypoxie te voorkomen, wordt zuurstof meestal
ruimschoots gesupleerd. De zuurstof saturatiemeter geeft nooit meer dan 100%
aan, dus artsen zijn niet bewust van een onfysiologisch hoge zuurstofwaarde.
Bij hyperoxische arteriele bloed gas values verlaagt slechts in 25% van de
gevallen de behandelend arts de zuurstofconcentratie die toegediend wordt.
Echter, een toenemend aantal studies bevestigt niet alleen de bekende negatieve
pulmonale effecten van chronische hyperoxie, maar laat ook meer acute
circulatoire en perfusie effecten zien. Bij patienten met een hart- of
herseninfarct, lijkt hyperoxia infarct grootte en mortaliteit te doen toenemen.
Na reanimatie is hyperoxie geassoicieerd met slechtere functionele status en
toegenomen mortaliteit.
De onderliggende mechanismen van de schadelijke effecten van hyperoxie zijn nog
niet duidelijk. Toegenomen productie van reactive oxygen species (ROS), die
oxidatieve stress veroorzaken, kunnen een belangrijke rol spelen. Echter niet
alle studieresultaten zijn eenduidig. Zowel preklinische als klinische
onderzoeken suggereren dat oxidatieve stress systemische vasoconstrictie
induceert, met name in de microcirculatie met afname van de functionele
capillaire dichtheid en verminderde microvasculaire bloeddoorstroming. Dit
verhoogt de systemische vasculaire weerstand en vermindert het
hartminuutvolume. De afname van het effectieve circulerende volume en de
microvasculaire weefsel perfusie zal zwaarder wegen dan het marginaal hogere
arteriele zuurstofgehalte (niet aan hemoglobine gebonden zuurstof draagt
nauwelijks bij aan het zuurstofgehalte in het bloed. De orgaanperfusie en
zuurstofafgifte aan de weefsels zullen afnemen.
Echter, hyperoxie kan ook een aantal goede effecten induceren, reden waarom er
mee klinische en preklinische studies nodig zijn. In patienten met een ernstig
systemisch inflammatoir respons syndroom (SIRS) met de daarbij optredende
vasoplegie, kan de hyperoxie-geinduceerde vasoconstrictie de hemodynamiek
stabiliseren en de benodigde vochtsuppletie en vasopressorbehoefte reduceren.
Veel voorkomende oorzaken van SIRS op de ICU zijn trauma, sepsis en
ischemie/reperfusie na reanimatie of operatie aan de hart-longmachine. In
patienten met ischemia/reperfusie hyperoxie-geinduceerde vasoconstrictie kan
ook een preconditionerend effect sorteren, met afname van myocard schade en
andere orgaanschade. De patienten met sepsis kunnen ook baat hebben van de
potentiele antimicrobacteriele eigenschappen van hyperoxie, die ook mogelijk
nieuwe infecties voorkomen. Tevens kan in patienten met een bloeding
systemische vasoconstrictie door hyperoxie leiden tot redistributie van de
bloeddoorstroming naar de vitale organen met minder haemorrhagische
shock-geinduceerde acute nierbeschadinging.

In kritisch zieke patienten, suggereerde een recent retrospectieve
observationele studie een onafhankelijke associatie tussen zowel een lage als
hoge PaO2 met ziekenhuismortaliteit, met de laagste mortaliteit tussen de 70 en
160 mmHg. Echter, zulke studies zijn onderhevig aan vele vormen van bias, en
een andere retrospectieve studie vond deze associatie niet. Er zijn duidelijk
prospectieve trials nodig om de optimale PaO2 streefwaarden te onderzoeken. Het
is dus niet alleen de onzekerheid van de negatieve effecten van hyperoxie, maar
ook van de mogelijk gunstige effecten die prospectieve studies nodig maken.

Voor zover ons bekend, zijn er geen prospectieve klinische studies die voordeel
hebben aangetoond van supranormale zuurstofconcentraties in enige subgroep van
kritisch zieke patienten.
In deze studie, willen we twee verschillende zuurstofconcentraies onderzoeken,
die beide dicht bij het punt liggen waar de laagste mortaliteit gevonden werd
in de retrospectieve studie, 1 binnen de fysiologische waarden en 1
suprafysiologisch. In kritisch zieke patienten met SIRS, zullen we het effect
op organ functie en circulatoire parameters onderzoeken. We zullen de vooraf
gedefinieerde subgroepen sepsis, trauma/hemorrhagie en post-reanimatie apart
analyseren.

1. Het onderzoeken van de korte en lange termijn effecten van verschillende
streef PaO2's op circulatoire status, orgaan dysfunctie en overleving.
2. Het onderzoeken van de onderliggende mechanismen van hyperoxie door het
verschil in oxidatieve stress response tussen de hyperoxische en normoxische
patienten te bepalen.

Enkel blind, gerandomiseerde, prospectieve klinische trial

We zullen 2 groepen onderzoeken met PaO2 streefwaarden binnen de range gebruikelijk in de huidige praktijk Groep 1: streef PaO2 120 ± 15 mmHg (hyperoxemisch) Groep 2: streef PaO2 75 ± 15 mmHg (normoxemisch)

Hte risico en de belasting voor de onderzoekspatienten zijn klein. Plaatsing
van een centraal veneuze catheter en arterielijn zijn standaard voor een
behandeling op de IC. Bloed afnames worden gecombineerd met de normale
patientenzorg en zullen uit de reeds ingebrachte lijnen afgenomen worden. De
patient hoeft hier dus niet apart voor geprikt te worden. Omdat de streef
zuurstofwaarden binnen de variatie in de huidige behandeling vallen en frequent
de PaO2 en steeds de O2 saturatie gemeten wordt, worden de patienten niet
blootgesteld aan een extra risico.