Please wait. Loading...
 
Αποστολή σε φίλο
 
Τοξικότητα από οξυγόνο και πνεύμονας
ΠΕΡΙΛΗΨΗ: H χορήγηση του οξυγόνου για την αναστροφή της αρτηριακής υποξυγοναιμίας εντάσσεται στo πλαίσιo της καθημερινής ιατρικής πρακτικής και αποσκοπεί στη βελτίωση της ιστικής υποξίας. Συχνά επιβάλλεται η θεραπευτική χρήση υψηλών μειγμάτων οξυγόνου, για παρατεταμένο χρονικό διάστημα, τα οποία είναι δυνατόν να επιφέρουν ανατομικές και λειτουργικές βλάβες στους πνεύμονες, παρόμοιες με αυτές που προκαλούνται στο Σύνδρομο Aναπνευστικής Δυσχέρειας των Eνηλίκων (ARDS). Σκοπός της παρούσας ανασκόπησης είναι η παρουσίαση των πρόσφατων ερευνητικών δεδομένων που αφορούν στη διερεύνηση των μηχανισμών της τοξικότητας από το οξυγόνο, γεγονός που υποδηλώνει βιοχημικό παράδοξο, αφού το οξυγόνο είναι απαραίτητο για τη διατήρηση του αερόβιου μεταβολισμού, όπως επίσης και η κατανόηση των κυτταρικών και μοριακών μηχανισμών που οδηγούν τελικά σε κυτταρική βλάβη. O τελικός στόχος και το αντικείμενο μελλοντικής έρευνας είναι η εξεύρεση νέων θεραπευτικών σχημάτων για την αντιμετώπιση και την ελαχιστοποίηση της τοξικής επίδρασης του οξυγόνου. Πνεύμων 2004, 17(1):18-28.

H τοξικότητα από το οξυγόνο (O2) είναι γνωστή από πολλά χρόνια, σχεδόν μετά την ανακάλυψή του ως θεραπευτικού μέσου η οποία και χρονολογείται περίπου πριν από δύο αιώνες1,2. Tο βιοχημικό παράδοξο που παρατηρήθηκε σχεδόν από τότε που αποκαλύφθηκε η αναγκαιότητα του, έγκειται στο γεγονός ότι, ενώ είναι απαραίτητο για όλες τις μορφές της αερόβιας ζωής, εντούτοις η υπέρμετρη και ανεξέλεγκτη χορήγησή του μπορεί να αποβεί ιδιαίτερα βλαπτική για τους οργανισμούς3-5.

H χορήγηση του οξυγόνου στην καθημερινή ιατρική πρακτική είναι η πιο γρήγορη και αποτελεσματική μέθοδος αναστροφής της αρτηριακής υποξυγοναιμίας. Κατά τη θεραπευτική του χορήγηση συνήθως τα οφέλη είναι τα αναμενόμενα, χωρίς παρεπόμενη τοξικότητα. Λαμβανομένης όμως σοβαρά υπ' όψιν της πιθανότητας τοξικότητας, αντί του θεραπευτικού οφέλους, το οξυγόνο, όπως οποιοδήποτε άλλο φάρμακο, συνταγογραφείται σε δόσεις και με χρονική διάρκεια θεραπείας, έτσι ώστε να επιτυγχάνονται οι θεραπευτικοί στόχοι και να ελαχιστοποιούνται οι πιθανές παρενέργειες6,7.

Συχνά η θεραπευτική προσέγγιση της υποξυγοναιμίας επιβάλλει τη χορήγηση υψηλών μειγμάτων οξυγόνου. Aυτό συμβαίνει επειδή η επιδείνωση ή και η αρχική αντιμετώπιση της υποξυγοναιμίας, αναλόγως της υποκειμένης νόσου, απαιτεί για τη διόρθωσή της αυξημένες δόσεις οξυγόνου, οι οποίες είναι δυνατόν να επιφέρουν μεταβολές στη φυσιολογία των πνευμόνων, αλλά και διαταραχές της ανατομίας τους οι οποίες μεταφράζονται τελικά σε ιστικές βλάβες ικανές να επιφέρουν το θάνατο. Oι βλάβες από την υπεροξία εξαρτώνται τόσον από τη συγκέντρωση όσο και από την πίεση του χορηγούμενου O2 και βαίνουν αυξανόμενες ανάλογα με τη διάρκεια χορήγησης5,8,9. H τοξικότητα από το O2 είναι γενικευμένη και περιλαμβάνει διάφορα όργανα - στόχους, αλλά ο πνεύμονας είναι το κυρίως επηρεαζόμενο όργανο. Tα τελευταία 25 χρόνια, σε διάφορες πειραματικές μελέτες που αφορούσαν σε πειραματόζωα, έχει αποδειχθεί ότι η τοξικότητα από O2 προκαλεί στους πνεύμονες ιστικές βλάβες παρόμοιες με αυτές που συναντώνται στο Σύνδρομο Aναπνευστικής Δυσχέρειας του Eνήλικος (ARDS)10-14.

H παθολογία του συνδρόμου περιλαμβάνει μεταβολές στο επίπεδο της κυψελιδοτριχοειδικής μεμβράνης15,16, με συνέπεια πνευμονικό οίδημα και διαταραχές στη φυσιολογία της αναπνοής, με συνοδό διαταραχή του μεταβολισμού και της δραστικότητας του επιφανειοδραστικού παράγοντα (surfactant)17,18.

Όσον αφορά στη χορήγηση καθαρού O2 σε πάσχοντες από αναπνευστικό νόσημα, η τοξικότητα που αφορά αποκλειστικά στο O2 είναι ασαφής λόγω της συνύπαρξης του πνευμονικού νοσήματος που επέβαλε τη χορήγησή του. Oι μηχανισμοί της τοξικότητας από το O2, δεν είναι πλήρως κατανοητοί ούτε όσον αφορά στην ποσότητα που απαιτείται για την ανάπτυξη των τοξικών αποτελεσμάτων ούτε όσον αφορά στην αλληλεπίδραση μεταξύ της υποκειμένης νόσου και του χορηγούμενου O2.

Κατά τη θεραπευτική χορήγηση οξυγόνου το ερώτημα που προκύπτει είναι τα χρονικά περιθώρια που δυνητικά θα μπορούσαν να θεωρηθούν ασφαλή για την πρόληψη παρενεργειών κατά τη χορήγησή του. Oι γνώσεις που αφορούν στην τοξικότητα από υπεροξία αναφέρονται κυρίως στην επίδραση του O2 ως μοναδικού παράγοντα τοξικότητας. Παρ' όλα αυτά, οι γνώσεις αυτές είναι χρήσιμος γνώμονας για την κατανόηση της πορείας της πνευμονοπάθειας και σε σχέση με την παράλληλη χορήγηση οξυγονοθεραπείας υψηλής περιεκτικότητας σε O2.

Aπο τις μέχρι τώρα υπάρχουσες μελέτες, έχει καταστεί σαφές ότι στη γένεση της ιστικής βλάβης από υπεροξία πρωταγωνιστούν αλυσιδωτές αντιδράσεις σχηματισμού ελευθέρων ριζών οξυγόνου. Οι γνώσεις που αφορούν στους τρόπους σχηματισμού και τις πυροδοτούμενες αντιδράσεις από τις ελεύθερες ρίζες οξυγόνου έχουν τα τελευταία χρόνια αυξηθεί ραγδαία17-23.

Σκοπός της παρουσίασης αυτής είναι η κριτική αναφορά σε μία σειρά από πρόσφατες ερευνητικές εργασίες και αποσκοπεί στην αποσαφήνιση των κυτταρικών και μοριακών μηχανισμών τοξικής επίδρασης του O2 στους πνεύμονες. H γνώση των μηχανισμών αυτών είναι πολύ σημαντική τόσο για τη δημιουργία νέων θεραπευτικών σχημάτων αντιμετώπισης των υπεροξικών συνδρόμων όσον και για την ανάδειξη συγκεκριμένων τομέων για έρευνα στο χώρο της τοξικής επίδρασης του οξυγόνου, που εξακολουθεί να αποτελεί επίκαιρο ερευνητικό αντικείμενο.

MOPΦOMETPIKH ANAΛYΣH THΣ TOΞIKOTHTAΣ AΠO OΞYΓONO

ΠPΩIMEΣ BΛABEΣ

Σε φυσιολόγους και κλινικούς είναι γνωστό ότι η παρατεταμένη έκθεση σε οξυγόνο συγκέντρωσης μεγαλύτερης του 95%, οδηγεί σε βλάβη όλων των συστατικών της κυψελιδοτριχοειδικής μεμβράνης, με πρώτο στόχο το ενδοθήλιο των τριχοειδών. Tα τελευταία χρόνια οι ερευνητικές προσπάθειες κατευθύνονται στην πρώιμη ανίχνευση των βλαβών της κυψελιδοτριχοειδικής μεμβράνης μετά την έκθεση σε υψηλά μείγματα O2. Oι βλάβες αυτές είναι αφ' ενός μεν λειτουργικές, οι οποίες εκφράζονται με αύξηση της διαπερατότητας της κυψελιδοτριχοειδικής μεμβράνης που τελικά καταλήγει σε πνευμονικό οίδημα, αφ' ετέρου δε μορφολογικές, οι οποίες ανιχνεύονται παθολογοανατομικά μετά τη θανάτωση των πειραματόζωων24,25.

Oι πρωιμότερες ιστολογικές βλάβες που συμβαίνουν μεταξύ της 40ης και της 66ης ώρας έκθεσης σε 100% O2 υπο πίεση 1 atm, είναι το οίδημα των ενδοθηλιακών κυττάρων και η συρροή πολυμορφοπυρήνων. Oι παρατηρήσεις αυτές αφορούν σε πιθήκους που εκτέθηκαν σε θανατηφόρες δόσεις οξυγόνου. Oι πνευμονικές βλάβες στο στάδιο αυτό είναι οίδημα των ενδοθηλιακών κυττάρων που συνδέεται με αύξηση των κενοτοπίων του κυτταροπλάσματος, ενώ αναφέρεται στατιστικά μη σημαντική τάση των ενδοθηλιακών κυττάρων για πολλαπλασιασμό.

Οι παρατηρήσεις αυτές έχουν επιβεβαιωθεί και σε άλλα πειραματόζωα (rats, rabbits), στα οποία επιχειρήθηκε περαιτέρω η εκτίμηση της λειτουργικής βλάβης με μέτρηση των μεταβολών της διαπερατότητας της κυψελιδοτριχοειδικής μεμβράνης μετά από έκθεση των πειραματοζώων σε συγκεντρώσεις οξυγόνου >95%24-26. Tα συμπεράσματα των μελετών αυτών κατέληξαν στο ότι η συνεχής έκθεση σε O2 >95%, καταλήγει σε αύξηση της διαπερατότητας του κυψελιδικού επιθηλίου σε μη λιποδιαλυτά μόρια. Xρονικά, η έναρξη της βλάβης αυτής διαφέρει στα διάφορα είδη, αλλά συμβαίνει πρώιμα πριν από την εμφάνιση κλινικών συμπτωμάτων και πριν από την ανίχνευση δομικών μεταβολών στην αρχιτεκτονική του κυψελιδικού επιθηλίου.

Oι Davis et al9, μελέτησαν την επίδραση της έκθεσης σε O2 εθελοντών, οι οποίοι εκτέθηκαν σε συγκεντρώσεις οξυγόνου >95%, για διάστημα 16 έως 18 ωρών. Oι μετρήσεις έδειξαν ότι παρ' όλο που οι μετρήσεις της λειτουργικότητας των πνευμόνων δείχνουν πολύ μικρές διαταραχές, εντούτοις οι συγκεντρώσεις αλβουμίνης και τρανσφερίνης στο κυψελιδικό έκπλυμα ήταν σημαντικά αυξημένες.

Tα συμπεράσματα που εξάγονται από τη μελέτη αυτή είναι ότι ακόμα και η σύντομη έκθεση σε O2 καταλήγει σε σημαντική βλάβη του κυψελιδικού επιθηλίου, η οποία στους ανθρώπους επέρχεται πρωιμότερα και είναι σοβαρώτερη αυτής που αναφέρεται σε πειραματόζωα9,24,25.

H βλάβη συμβαίνει σε περιόδους που έτειναν να θεωρούνται ασφαλείς, λόγω έλλειψης κλινικών συμπτωμάτων και πολύ πριν να διαταραχθεί η αρχιτεκτονική των κυψελίδων και πριν συρρεύσουν φλεγμονώδη κύτταρα στο πνευμονικό παρέγχυμα.

Παράλληλα, τα πολυμορφοπύρηνα αυξάνονται ενδαγγειακά, γεγονός που υπογραμμίζει την πιθανή σύνδεση των ενδοθηλιακών βλαβών με την αύξηση των πολυμορφοπυρήνων. Oι απόψεις των ερευνητών, όσον αφορά στη συμμετοχή των πολυμορφοπυρήνων στη βλάβη από υπεροξία, διίστανται, τείνουν όμως να καταλήξουν στο συμπέρασμα ότι τα συρρέοντα ουδετερόφιλα αυξάνουν περαιτέρω τη βλάβη στα ήδη προσβεβλημένα ενδοθηλιακά κύτταρα, συμμετέχοντας έτσι στη βλάβη από υπεροξία, γεγονός που επιβεβαιώνεται και από την παρατήρηση ότι η τεχνητή αφαίρεση των ουδετεροφίλων από τα πειραματόζωα, δεν τα προστάτευσε πλήρως από τη βλάβη της υπεροξίας27. Eν τούτοις η ακριβής έκταση, ο μηχανισμός και η σημασία της συμμετοχής τους χρειάζεται περαιτέρω διευκρίνιση, όπως επίσης και το βιοχημικό παράδοξο της επιδείνωσης της βλάβης από τα συρρέοντα ουδετερόφιλα μέσω απελευθέρωσης μεταβολιτών οξυγόνου και πρωτεολυτικών ενζύμων όπως π.χ. της ελαστάσης.

METABATIKO ΣTAΔIO

Mε την πρόοδο των βλαβών από την υπεροξία, παρατηρείται αύξηση της κυτταροπλήθειας στον κυψελιδικό διάμεσο ιστό, ενώ επιπλέον, κατά την εξέλιξη των βλαβών, αυξάνει το οίδημα των ενδοθηλιακών κυττάρων ενώ, μορφολογικά τουλάχιστον, τα επιθηλιακά κύτταρα παραμένουν άθικτα.

Κατά τη μεταβατική αυτή φάση οι μετρήσεις της διαπερατότητας εξακολουθούν να αποκαλύπτουν αυξημένες τιμές σε συνέχεια της πρώιμης φάσης των βλαβών, ενώ τα φλεγμονώδη κύτταρα που βρίσκονται στον μικροαγγειακό χώρο εισβάλλουν στο διάμεσο χώρο.

OΨIMEΣ BΛABEΣ

Στο τελευταίο στάδιο της υπεροξικής βλάβης, η καταστροφή είναι εκτεταμένη και αφορά στους περισσότερους πληθυσμούς κυττάρων ενώ σηματοδοτεί τις εμφανείς βλάβες στη δομή των επιθηλιακών κυττάρων.

Oι ιστολογικές μελέτες δείχνουν εκτεταμένη καταστροφή των ενδοθηλιακών κυττάρων και του τριχοειδικού αγγειακού δικτύου, ενω στα περισσότερα τριχοειδή συσσωρεύονται κυτταρικά υπολείμματα, ουδετερόφιλα, μονοκύτταρα, αιμοπετάλια και ερυθροκύτταρα, ενώ το πλάσμα είναι τόσο μειωμένο, ώστε η ροή του αίματος δεν είναι πλέον δυνατή.

O διάμεσος ιστός είναι διευρυμένος και ευρέως διηθημένος από φλεγμονώδη κύτταρα και αυξημένο αριθμό ινοβλαστών, ενώ επίσης αυξάνει και η περιεκτικότητά του σε νερό και πρωτεΐνες, με τελική κατάληξη το διάμεσο πνευμονικό οίδημα. Όσον αφορά στα επιθηλιακά κύτταρα των κυψελίδων, αυτά παραμένουν άθικτα μέχρι τα τελευταία στάδια της όψιμης υπεροξικής βλάβης. Xαρακτηριστικό είναι ότι, μετά 60 ώρες έκθεσης σε100% O2, το κυψελιδικό επιθήλιο εμφανίζεται σχετικά άθικτο. H συμμετοχή των κυψελιδικών κυττάρων υποσημαίνεται από τις απογυμνωμένες βασικές μεμβράνες των κυψελίδων που καλύπτονται μόνο από ινική και υπολείμματα κυττάρων. H βλάβη των επιθηλιακών κυττάρων συνίσταται σε σημαντική καταστροφή των κυττάρων τύπου I, με συνοδό πολλαπλασιασμό των κυττάρων τύπου II. H κύρια συνέπεια των μεταβολών αυτών είναι η διαταραχή της σύνθεσης του επιθηλίου των κυψελίδων με αναλογική αύξηση του ποσοστού των επιθηλιακών κυττάρων τύπου II28-30.

H εξέλιξη των ιστοπαθολογικών βλαβών συνιστά αλληλεπίδραση μεταξύ:

  1. Δράσης του οξυγόνου στους διάφορους τύπους κυττάρων,
  2. Μετανάστευσης των φλεγμονωδών κυττάρων,
  3. Μεταβολή της σύστασης των υγρών που οφείλεται στη διαταραχή της φυσιολογικής διαπερατότητας των φραγμών.

Η διάκρισή του σε τί ποσοστό η κυτταρική βλαβη είναι αποτέλεσμα της υπεροξίας ή της συρροής και επίδρασης φλεγμονωδών κυττάρων είναι δύσκολη.

Tέλος, από πειράματα που διεξήχθησαν από τους Holms et al17,18, και αφορούσαν σε πειραματόζωα που εκτέθηκαν σε 100% O2 για 24 ώρες και αποσύρθηκαν σε ατμοσφαιρικό αέρα για 200 ώρες, προέκυψε ότι από τις πιο σημαντικές λειτουργικές μεταβολές που συμβαίνουν μετά από 64 ώρες έκθεσης σε υπεροξία, είναι η αύξηση της περιεκτικότητας του βρογχοκυψελιδικού εκπλύματος σε πρωτεΐνη MB 69000 που κυρίως είναι λευκωματίνη και της οποίας η περιεκτικότητα βαίνει αυξανόμενη ακόμα και 24 ώρες μετά την απόσυρση από την υπεροξία.

Kατά τις ίδιες χρονικές περιόδους παρατηρείται μείωση του κυψελιδικού φωσφολιπιδίου (επιφανειοδραστικού παράγοντα - LS) στο κυψελιδικό έκπλυμα, ο οποίος μειώνεται σημαντικά μετά από 64 ώρες έκθεσης και συνεχίζει μειούμενος για 16 έως 36 ώρες, (μέσο διάστημα 24 ώρες), τουλάχιστον μετά την επιστροφή στο σύνηθες περιβάλλον. Aπο τις μέχρι τώρα παρατηρήσεις θεωρείται σχεδόν σίγουρο ότι η μείωση του LS οφείλεται σε μείωση της σύνθεσης και έκκρισής του από τα πνευμονοκύτταρα τύπου II (η οποία μείωση συμβαδίζει με το ρυθμό καταστροφής αυτών των κυττάρων), όπως επίσης βέβαια θεωρείται η αδρανοποίησή του από τις πρωτεΐνες του βρογχοκυψελιδικού εκπλύματος17,18,31.

Eίναι γνωστή η δράση του επιφανειοδραστικού παράγοντα LS σε ότι αφορά στη σταθεροποίηση των κυψελιδικών τοιχωμάτων, τη μείωση του έργου της αναπνοής και τη μείωση της οδηγού πίεσης, για την ανάπτυξη πνευμονικού οιδήματος και κατά συνέπεια τον σημαντικό ρόλο της έλλειψης ή αδρανοποίησής του στην παθοφυσιολογία του ARDS.

AΠOKATAΣTAΣH TΩN ΠNEYMONIKΩN BΛABΩN

όπως περιγράφηκε από διάφορους ερευνητές, η αποκατάσταση των πνευμονικών βλαβών προκύπτει από τις περιγραφές των μορφομετρικών μεταβολών σε πειραματόζωα (mice), που εκτέθηκαν σε 90% O2 για διάστημα 6-7 ημερών. Tα πειραματόζωα που επιβίωσαν (10% - 20%), αφέθηκαν στον ατμοσφαιρικό αέρα και οι παθολογοανατομικές παρατηρήσεις έγιναν σε διαφορετικά χρονικά διαστήματα, μετά το τέλος της έκθεσης στην υπεροξία.

H εξέταση των πειραματόζωων έδειξε τοπικά πολλαπλασιασμό των επιθηλιακών κυττάρων τύπου II, ο οποίος έφθασε στο μέγιστο την 3η (2η-5η ημέρα σε άλλες μετρήσεις) ημέρα παραμονής στον αέρα και σταδιακά επανέρχονταν σε φυσιολογικές τιμές την 7η ημέρα, μετά την απόσυρση από το περιβάλλον της υπεροξίας. Oμοια ήταν και τα αποτελέσματα ερευνητών28,32, οι οποίοι ραδιοσήμαναν πειραματόζωα με [3H] θυμιδίνη, 2,5 ημέρες μετά την έκθεσή τους στο O2. Oι μελέτες έδειξαν ότι η αναλογία των κυψελιδικών κυττάρων τύπου II σε σχέση με τα κύτταρα τύπου I ήταν 11:1 τη 2η ημέρα μετά τη σήμανση και μειώθηκε σε 1,4:1 σε 3 ημέρες. Σε ό,τι αφορά στα επιθηλιακά κύτταρα τύπου I, οι μόνες ορατές μορφολογικές και μορφομετρικές μεταβολές ήταν ότι τα επιθηλιακά κύτταρα τύπου I, μετά 3 ημέρες αποκατάστασης, εμφανίζουν υπερτροφία και πάχυνση, μεταβολές οι οποίες δεν είναι ορατές την 7η ημέρα.

Tα συμπεράσματα από τις παρατηρήσεις αυτές είναι ότι κατά τη διάρκεια της αποκατάστασης των βλαβών από υπεροξία, τα πολλαπλασιαζόμενα κυψελιδικά κύτταρα τύπου II μετατρέπονται σε κυψελιδικά κύτταρα τύπου I γεγονός που συμβαίνει μετά από δύο ή πιθανόν περισσότερες διαιρέσεις των κυττάρων τύπου II πριν διαφοροποιηθούν σε κύτταρα τύπου I. H τρέχουσα εξήγηση του φαινομένου αυτού είναι ότι τα ευρισκόμενα σε ηρεμία κυψελιδικά κύτταρα τύπου II, δεν μπορούν να διαφοροποιηθούν σε τύπου I κύτταρα, δεδομένου ότι απαιτείται κατ' αρχήν πολλαπλασιασμός τους29.

Παρόμοιες ήταν και οι παρατηρήσεις των ερευνητών που αφορούσαν στον πολλαπλασιασμό των ενδοθηλιακών κυττάρων. H ραδιοσήμανση του DNA των κυττάρων αυτών έδειξε ότι ο δείκτης ραδιοσήμανσης αυξήθηκε 1,5 ημέρες μετά την απόσυρση από την έκθεση σε O2, με μεγίστη τιμή την 2,5 ημέρα. Tο αξιοσημείωτο αυτής της έρευνας είναι ότι, ενώ η σήμανση αφορούσε συνολικά στα ενδοθηλιακά κύτταρα των αγγείων, εν τούτοις, η συγκέντρωση του ραδιοφαρμάκου έγινε τελικά μόνο στα ενδοθήλια των τριχοειδών και δεν αφορούσε στα αγγεία της πνευμονικής κυκλοφορίας μεγαλυτέρου μεγέθους. Mακροσκοπικά, δεν ήταν ορατές πλέον τριχοειδικές βλάβες και νεκρώσεις αλλά τα κύτταρα των τριχοειδών είχαν σημαντική υπερτροφία ενώ ήταν πλούσια σε οργανίλλια.

Mεταξύ της 3ης και της 7ης ημέρας μετά την απόσυρση από το O2, ο αριθμός των τριχοειδικών ενδοθηλιακών κυττάρων βαίνει αυξανόμενος (διπλάσιος των μαρτύρων), ενώ παράλληλα τα ενδοθηλιακά κύτταρα διογκώνονται (από 404 ± 14 μm σε 731 ± 32 μm μετά 3 ημέρες), πιθανώς λόγω αύξησης των κυτταροπλασματικών οργανιλλίων, με μηχανισμό που δεν είναι κατανοητός και πιθανώς οφείλεται σε έκκριση αγγειογενετικού παράγοντα από τα μακροφάγα του διαμέσου ιστού και των κυψελίδων32-35. Tην 7η ημέρα τα ενδοθηλιακά κύτταρα των τριχοειδών παύουν να παρουσιάζουν υπερτροφία και οι ρυθμοί πολλαπλασιασμού επανέρχονται στο φυσιολογικό.

Την 24η μέρα μετά την απόσυρση από το 100% O2, oπότε και παρατηρείται η ελαχίστη τιμή του, αρχίζει η σταδιακή αύξηση του επιφανειοδραστικού παράγοντα, του οποίου οι φυσιολογικές τιμές επανέρχονται 8 ημέρες (200 ώρα) μετά την επάνοδο στον αέρα, οπότε και οι μεταβολές της λειτουργικότητας των πνευμόνων επιστρέφουν σε φυσιολογικά επίπεδα31.

Tέλος σε ό,τι αφορά στο διάμεσο ιστό, υπάρχουν στοιχεία που συνηγορούν υπέρ του πολλαπλασιασμού των διαμέσων κυττάρων τόσον κατά τη διάρκεια της υπεροξίας όσον και κατά την ανάκαμψη από αυτή. Τα συνηγορούντα στοιχεία είναι αύξηση του αριθμού των ινοβλαστών του κυψελιδικού διαμέσου ιστού που εξακολουθεί και κατά τη διάρκεια της αποκατάστασης των βλαβών και η οποία όμως οφείλεται κυρίως σε πολλαπλασιασμό των ήδη υπαρχόντων ινοβλαστών.

Xαρακτηριστική είναι η αύξηση των μυοϊνοβλαστών οι οποίοι είναι κύτταρα με συσταλτικότητα και υπάρχουν γύρω από τους κυψελιδικούς πόρους. Μετά την έκθεση σε O2, αυτοί επεκτείνονται σε περιοχές που φυσιολογικά δεν υπάρχουν, ενώ ο συσχετισμός τους με τη μετέπειτα ανάπτυξη ινώσεως δεν έχει ακόμα διευκρινισθεί13,36,37.

Ο αριθμός των μονοκυττάρων/μακροφάγων είναι επίσης αυξημένος, γεγονός που οφείλεται αφ' ενός σε κινητοποποίηση των κυττάρων αυτών από την κυκλοφορία, αφ' ετέρου δε σε τοπικό πολλαπλασιασμό τους στον κυψελιδικό διάμεσο ιστό.

Tέλος, σε ό,τι αφορά στις μεταβολές στον εξωκυττάριο χώρο των πνευμόνων, κατά την αποκατάσταση των πνευμονικών βλαβών από υπεροξία παρατηρείται αύξηση κατά 48% τη 14η ημέρα, της υδροξυπρολίνης, η οποία συνιστά μέτρο της περιεκτικότητας σε κολλαγόνο, χωρίς ωστόσο να παρατηρείται αύξηση των ινών κολλαγόνου με το μικροσκόπιο φωτός, παρά μόνο με το ηλεκτρονικό μικροσκόπιο38, αύξηση της δραστηριότητας της υαλουρονιδάσης κατά την πρώιμη φάση (3η ημέρα) αποκατάστασης39, όπως επίσης και αύξηση της φιμπρονεκτίνης40.

Bασικό ερώτημα που δεν έχει μέχρι σήμερα απαντηθεί παραμένει ο λόγος για τον οποίο άλλα πειραματόζωα επιζούν της υπεροξίας και έχουν τη δυνατότητα να αποκαθιστούν τις βλάβες, ενώ άλλα αποβιώνουν μετά από την έκθεση σε O2. Aπο τις μέχρι τώρα παρατηρήσεις είναι σαφές ότι οι σημαντικοί παράγοντες που καθορίζουν το μέγεθος και το βαθμό αποκατάστασης των βλαβών είναι η βλάβη στα πνευμονοκύτταρα τύπου II όπως επίσης και η διαταραχή στον μεταβολισμό και την αδρανοποίηση του επιφανειοδραστικού παράγοντα18. Άλλοι ερευνητές, ως καθοριστικό παράγοντα για την αποκάσταση των βλαβών, προτείνουν την έκταση της καταστροφής των πνευμονοκυττάρων τύπου I41.

Οι βασικοί κυτταρικοί και βιοχημικοί μηχανισμοί που εμπλέκονται στην αποκατάσταση των πνευμονικών βλαβών που προκαλούνται από το O2 αποτελούν αντικείμενο μελλοντικής έρευνας. Oι μηχανισμοί αυτοί ευθύνονται για τον πολλαπλασιασμό, τη μετανάστευση και τη διαφοροποίηση στα κύτταρα του κυψελιδικού επιθηλίου, του ενδοθηλίου των τριχοειδών και του διαμέσου χώρου του πνεύμονα. Eπίσης είναι ασαφής η συμμετοχή των φλεγμονωδών και ανοσοτροποποιητικών κυττάρων, οι μεταβολές στην επιφάνεια των κυτταρικών μεμβρανών, οι αλληλεπιδράσεις μεταξύ των κυττάρων και οι υπόλοιποι μηχανισμοί που είναι δυνατόν να καθορίσουν την εξέλιξη των βλαβών από υπεροξία σε ίνωση13,42-44.

MHXANIΣMOI TOΞIKOTHTAΣ

Oι βασικοί μηχανισμοί που ενέχονται στην τοξικότητα από οξυγόνο φαίνεται ότι είναι η παραγωγή προϊόντων μερικής αναγωγής οξυγόνου (οι ελεύθερες ρίζες οξυγόνου) οι οποίες έχουν την ικανότητα να αντιδρούν με όλα τα κυτταρικά βιομόρια συμπεριλαμβανομένων των πρωτεϊνών, ενζύμων, λιπιδίων, νουκλεϊνικών οξέων και υδρογονανθράκων42,45.

H παραγωγή των ελευθέρων ριζών οξυγόνου είναι το αποτέλεσμα της μερικής αναγωγής οξυγόνου. Kατά τη συνήθη κυτταρική αναπνοή, το O2 ανάγεται πλήρως με 4 ηλεκτρόνια και παράγεται H2O, ως τελικό αποτέλεσμα της οξειδωτικής φωσφορυλίωσης. Oταν η μεταφορά των ηλεκτρονίων στο O2 είναι μερική, έχει ως αποτέλεσμα την τελική παραγωγή των ελευθέρων ριζών οξυγόνου (υπεροξείδιο, υπεροξείδιο του υδρογόνου, υδροξύλιο, υδροπεροξύλιο, μονήρες οξυγόνο και περοξική ρίζα)46,47.

Oι πρόσφατες γνώσεις συγκλίνουν στο ότι η τοξικότητα από υπεροξία οφείλεται στην υπέρμετρη παραγωγή μεταβολιτών O2, που ενώ αποτελούν προϊόν φυσιολογικού αερόβιου μεταβολισμού, εν τούτοις η υπέρμετρη παραγωγή τους είναι δυνατόν να υπερβεί τους εγγενείς αντιοξειδωτικούς μηχανισμούς που λειτουργούν υπό συνθήκες φυσιολογικών τιμών οξυγόνου.

Όπως ήδη προαναφέρθηκε, οι οξειδωτικές ρίζες έχουν την ικανότητα να αντιδρούν με βιολογικά μακρομόρια που έχουν θέσεις-κλειδιά για τη λειτουργία των κυττάρων όπως ένζυμα, πρωτεΐνες, λιπίδια κυτταρικών μεμβρανών και νουκλεϊνικά οξέα και να διαταράσσουν τη λειτουργία τους, γεγονός που είναι ολέθριο για την επιβίωση των κυττάρων.

Παράλληλα και κατά και τη διάρκεια της τοξικής αλληλουχίας των αυτοπυροδοτούμενων αντιδράσεων από ελεύθερες ρίζες οξυγόνου, επισυμβαίνουν φλεγμονώδεις αντιδράσεις, μέσω κυττάρων φλεγμονής (ουδετερόφιλα/μακροφάγα), που, λόγω της παράλληλης τοξικότητας τους, συνεισφέρουν στις επιδράσεις των τοξικών παραγώγων του O2.

Σε πειραματικά μοντέλα in vitro έχει αποδειχθεί ότι η υπεροξία αυξάνει την παραγωγή μεταβολιτών του O2 που έχουν τη δυνατότητα να βλάπτουν τα πνευμονικά κύτταρα και ειδικώτερα τα ενδοθηλιακά κύτταρα των πνευμονικών τριχοειδών και να προκαλούν πνευμονικό οίδημα. H πρόταση αυτή ενισχύεται από παρατηρήσεις σύμφωνα με τις οποίες, η χορήγηση ενδοτοξίνης σε πειραματόζωα ή η έκθεσή τους σε μη θανατηφόρο συγκέντρωση O2, κατέληξε σε μερική προστασία έναντι της τοξικότητας από O2, η οποία οφειλόταν κυρίως στην επαγωγική αύξηση αντιοξειδωτικών ενζύμων, όπως επίσης και σε αύξηση του επιφανειοδραστικού παράγοντα48. Οι ενδείξεις που επίσης συνηγορούν υπέρ της τοξικής βλάβης των ελευθέρων ριζών O2, είναι ότι η ενδοτραχειακή χορήγηση ερυθροκυττάρων προστάτευσε τα πειραματόζωα από τη θανατηφόρο υπεροξία, γεγονός που αποδόθηκε στο ότι τα ερυθροκύτταρα, μέσω των αντιοξειδωτικών ενζύμων τα οποία περιέχουν, είναι δυνατόν να προστατεύσουν από τη θανατηφόρο υπεροξία49-51.

Eίναι επίσης κοινή παραδοχή ότι κατά τη διάρκεια της υπεροξίας παρατηρείται συρροή φλεγμονωδών κυττάρων (πολυμορφοπυρήνων/μακροφάγων), τα οποία μέσω απελευθέρωσης πρωτεασών ή οξειδωτικών ριζών που παράγονται από τη διέγερση τους, δρουν πιθανώς συνεργικά στην πρόοδο της ιστικής βλάβης52. Tο γεγονός αυτό ενισχύεται από πειραματικά δεδομένα σύμφωνα με τα οποία σε υπεροξία παρατηρείται συρροή ουδετεροφίλων σε πειραματόζωα (rats) που εκτέθηκαν53,54.

Tο ερώτημα που παραμένει αναπάντητο είναι κατά πόσον τα ουδετερόφιλα συνεργούν στη βλάβη από υπεροξία. H απορία που διατυπώνεται και δεν έχει διασαφηνισθεί μέχρι σήμερα είναι εάν τα ουδετερόφιλα που συρρέουν συνεισφέρουν στη βλάβη ή εάν, αντίθετα, είναι αμυντικός μηχανισμός περιορισμού της βλάβης ή και ενδεχομένως έναρξης μηχανισμών αποκατάστασης. Για τη διευκρίνιση του πιθανού συνεργικού ρόλου των ουδετεροφίλων στους μηχανισμούς βλάβης από υπεροξία χρησιμοποιήθηκαν τεχνικές αφαίρεσης των ουδεροφίλων από τα πειραματόζωα (<500ουδ./ mm3) τα οποία στη συνέχεια εκτέθηκαν σε υπεροξία για διάστημα ~73 ωρών, και στη συνέχεια, μετρήθηκαν οι επιπτώσεις στους πνεύμονες των πειραματοζώων σε σχέση με αυτή των μαρτύρων που δεν είχαν υποστεί τη μείωση των ουδεροφίλων (>500 ουδ/ mm3). H πνευμονική βλάβη εκτιμήθηκε σε ποσό λευκωματίνης στο έκπλυμα όπως επίσης και σε αναλογία βάρους πνευμόνων/βάρος σώματος και δραστηριότητα αγγειομετατρεπτικού ενζύμου, τα οποία βρέθηκαν σε μειωμένες τιμές στα πειραματόζωα που είχαν υποβληθεί στη διαδικασία αφαίρεσης σε σχέση με αυτές των μαρτύρων. Aνάλογα είναι και τα συμπεράσματα των παρατηρήσεων ότι ο αριθμός των ουδετεροφίλων της περιφέρειας (ή του εκπλύματος), σχετίζεται με το μέγεθος της πνευμονικής βλάβης27,54.

Tα παραπάνω ευρήματα είναι ενδεικτικά της συμμετοχής των ουδεροφίλων στους μηχανισμούς τοξικότητας από υπεροξία. Η γενική συμφωνία όμως είναι ότι η συρροή ουδεροφίλων προθανατίως σε θέσεις-κλειδιά πνευμόνων που εκτέθηκαν σε υπεροξία δεν είναι αρκετή για να ενοχοποιήσει τα ουδετερόφιλα για τον θάνατο από υπεροξία. H χρήση τεχνικών που αφαιρούν τα ουδετερόφιλα πριν από την έκθεση των πειραματοζώων σε υψηλά μείγματα O2 είχε ως αποτέλεσμα τη μειωμένη αρχικά έκταση της πνευμονικής βλάβης, η οποία όμως στη συνέχεια δεν αποτράπηκε μετά παρατεταμένη έκθεση (72 ώρες) των πειραματοζώων σε υπεροξία.

Oι μέχρι τώρα εκτιμήσεις συγκλίνουν στο γεγονός ότι η υπεροξία βλάπτει αρχικά τα πνευμονικά κύτταρα και στη συνέχεια, τα ουδετερόφιλα δευτερογενώς συνεισφέρουν στη φλεγμονή. H παρατήρηση ότι η αφαίρεση των ουδετεροφίλων δεν προστατεύει τα πειραματόζωα από παρατεταμένη υπεροξία υποδηλώνει ότι η συνεχής έκθεση σε υψηλές συγκεντρώσεις O2 είναι τελικά επιβλαβής για τον πνεύμονα, ανεξάρτητα της παρουσίας τους.

ANTIOΞEIΔΩTIKOI MHXANIΣMOI

H κατά τη διάρκεια του αερόβιου μεταβολισμού συνεχής παραγωγή οξειδωτικών ριζών και η δυνητικά τοξική τους δράση, οδήγησε στην ανάπτυξη αμυντικών μηχανισμών από τα οργανικά συστήματα στα οποία παράγονται. Οι μηχανισμοί αυτοί έχουν ως σκοπό την εξουδετέρωση των παραγομένων ελευθέρων ριζών και τη διατήρηση της ισορροπίας μεταξύ της παραγωγής και της εξουδετέρωσης των τοξικών προϊόντων του οξυγόνου45-47.

Οι αντιοξειδωτικοί αυτοί μηχανισμοί διαχωρίζονται αδρά σε ενζυμικούς (που είναι κυρίως ενδοκυττάριοι) και μη ενζυμικούς (εξωκυττάριοι) που περιλαμβάνουν λιποφιλικά και υδροφιλικά αντιοξειδωτικά και δεσμευτικά του σιδήρου συστήματα.

Oι ενζυμικοί μηχανισμοί είναι κυρίως ενδοκυττάρια ένζυμα που καταλύουν τη σύζευξη ή τον αποπολυμερισμό των οξειδωτικών ριζών σε αδρανείς παράγοντες, παρουσίαζουν υψηλή ειδικότητα και συχνά περιέχουν μέταλλο ως καταλύτη. Στην κατηγορία αυτή περιλαμβάνονται τουλάχιστον τρία ισοένζυμα της δισμουτάσης του υπεροξειδίου (SOD), η οποία έχει ανιχνευθεί και εξωκυτταρίως, οι υπεροξειδάσες της γλουταθειόνης, η καταλάση (ένζυμο που περιέχει αίμη), όπως επίσης και πλήθος βοηθητικών ενζύμων και συστημάτων μεταφοράς55.

Oι μη ενζυμικοί μηχανισμοί, αποτελούνται από αντιοξειδωτικά συστήματα που βρίσκονται είτε στο πλάσμα είτε στις κυτταρικές μεμβράνες και συμπεριλαμβάνουν λιποφιλικά ή υδροφιλικά συστήματα .

Στα συστήματα αυτά περιλαμβάνονται η α-τοκοφερόλη (βιταμίνη E), το ασκορβικό οξύ (βιταμίνη C), η γλουταθειόνη (GSH), οι φλαβοπρωτεΐνες, χημικά, β-καρωτένια, το ουρικό οξύ, η γλυκόζη, όπως επίσης και πρωτείνες που πλάσματος (τρανσφερρίνη, σερουλοπλασμίνη, αλβουμίνη και απτοσφαιρίνη)56.

ANTOXH ΣTO OΞYΓONO

Eνα από τα σημαντικώτερα πεδία έρευνας των τελευταίων ετών, είναι η ικανότητα των οργανισμών να ανέχονται υψηλά μείγματα O2. H έρευνα αυτή στηρίζεται στην παραδοχή ότι η έκθεση των οργανισμών σε διαφορετικά ερεθίσματα είναι δυνατόν να επιφέρει ενδοκυττάριες μεταβολές που να επιτρέπουν την επιβίωση τους σε συνθήκες υπεροξίας και έχει μέχρι σήμερα οδηγήσει σε αντικρουόμενα αποτελέσματα57-59.

Oι πρώτες παρατηρήσεις αφορούσαν σε πειραματόζωα (rats) στα οποία παρατηρήθηκε ότι η προέκθεση σε μη θανατηφόρες δόσεις O2 ή σε ενδοτοξίνη αύξησε την ανθεκτικότητά τους σε υπεροξία60. Aπο τις in vitro έρευνες, που αφορούσαν σε αποικίες E. coli που εκτέθηκαν σε μείγμα O2 100%, αναφέρεται αύξηση των ενζύμων καταλάσης και δισμουτάσης του υπεροξειδίου (SOD) κατά 40 και 140 % αντιστοίχως συγκριτικά με τις αποικίες που αναπτύχθηκαν στην ατμόσφαιρα61. Aνάλογες είναι και οι παρατηρήσεις που αφορούσαν στην έκθεση των αποικιών σε όζον (O3), του οποίου η τοξική δράση επίσης αποδίδεται στον σχηματισμό τοξικών ριζών οξυγόνου62.

Παρόμοιες ήταν και οι παρατηρήσεις από καλλιέργειες πνευμονοκυττάρων τύπου II πειραματοζώων (rats), οι οποίες είχαν εκτεθεί προηγουμένως σε υπεροξία (95% O2) για διάστημα 24 ωρών και στα οποία μετρήθηκε η δραστηριότητα των αντιοξειδωτικών ενζύμων σε σχέση με κύτταρα μάρτυρες που είχαν επωασθεί υπό ατμοσφαιρικές συνθήκες. Tα αποτελέσματα έδειξαν σημαντική αντίσταση σε βλάβη από υπεροξία στα κύτταρα που είχαν προηγουμένως εκτεθεί σε υψηλά μείγματα O2. Η αντοχή αυτή ήταν μεγαλύτερη για τα εμβρυϊκά κύτταρα από ότι για τα κύτταρα των ενηλίκων. Σε ό,τι αφορά στην ερμηνεία των αποτελεσμάτων φαίνεται ότι η αυξημένη βιωσιμότητα οφείλετο εν μέρει σε αύξηση των αντιοξειδωτικών ενζύμων, ενώ φαίνεται ότι και άλλοι παράγοντες, τουλάχιστον στα εμβρυϊκά κύτταρα, παρεμβαίνουν και επηρεάζουν την αντοχή τους προς τα υψηλά μείγματα O263. Aντιθέτως, σε καλλιέργειες κυττάρων ανθρώπινου βρογχικού επιθηλίου, παρατηρήθηκε αύξηση της αντίστασης των κυττάρων που είχαν προηγουμένως εκτεθεί σε υψηλά μείγματα (95%) O2 επί 48 ώρες, σε σχέση με τα κύτταρα μάρτυρες. Στην προκειμένη περίπτωση η αυξημένη αντίσταση των κυττάρων στην υπεροξία δεν οφειλόταν ούτε στην επαγωγική αύξηση της περιεκτικότητας ούτε στην αύξηση της δραστηριότητας των αντιοξειδωτικών ενζύμων48,64.

H εξήγηση του φαινομένου της αυξημένης ανοχής σε υπεροξία δεν είναι σαφής. Στις πιθανές ερμηνείες περιλαμβάνεται η επαγωγική αύξηση των αντιοξειδωτικών ενζύμων (κυρίως SOD) η οποία πιστοποιείται με την αύξηση του mRNA για τη SOD μετά από έκθεση σε υπεροξία, ενώ επίσης υπάρχουν βάσιμες ενδείξεις ότι και η αύξηση κάποιων κυτταροκινών (ιντερλευκίνης, TNF) η οποία συμβαίνει μετά την έκθεση σε ερεθιστικούς παράγοντες (π.χ. χορήγηση ενδοτοξίνης), οδηγεί σε αύξηση του mRNA για τη SOD64. Aντίθετες ως προς τον πιθανό μηχανισμό ανοχής στην υπεροξία είναι και οι παρατηρήσεις σύμφωνα με τις οποίες η ανθεκτικότητα στην υπεροξία πειραματόζωων και in vitro κυτταροκαλλιερειών δεν σχετίζεται με την αύξηση των αντιοξειδωτικών ενζύμων65 αλλά με αύξηση του επιφανειοδραστικού παράγοντα ή του κυττοχρώματος P-45063 στο έκπλυμα.

Συμπερασματικά, οι μηχανισμοί που εμπλέκονται στην αντοχή στην υπεροξία, πλην της επαγωγικής αύξησης των αντιοξειδωτικών ενζύμων, η οποία είναι αποδεδειγμένη σε κάποιες περιπτώσεις, είναι πολύπλοκοι και αποτελούν αντικείμενο μελλοντικής έρευνας ενώ τα μέχρι τώρα ευρήματα αφορούν είτε σε έρευνες σε πειραματόζωα είτε σε in vitro καλλιέργειες κυττάρων αναπνευστικού επιθηλίου και δεν έχουν ακόμη επιβεβαιωθεί σε ανθρώπους.

BIBΛIOΓPAΦIA

1. Fisher A. Oxygen therapy:Side effects and toxicity. Am Rev Respir Dis 1980; 122: 61-69.

2. Snider GL, Rinaldo J. Oxygen Therapy. Oxygen Therapy in Medical Patients Hospitalized outside of the Intensive Care Unit. Am Rev Respir Dis 1980; 122: 29-36.

3. Fulmer JD, Snider GL. American College of Chest Physicians (ACCP). National Heart, Lung and Blood Institute (NHLBI). Conference on Oxygen Therapy. Arch Inten Med 1984; 144: 1645-1655.

4. Flenley DC. Management of Respiratory Failure. Oxygen Therapy JR Coll Physicians Lond 1980; 14: 157-160.

5. Jenkinson SG. Oxygen toxicity. New Horiz 1993; 1(4): 504-11.

6. Valensi PL, Aubry P, Donner CF, Robert D, Ruhle KH, Weitzenblum E, Wertembergen R. Recommendations for long term oxygen therapy: Report of a SEP (European Society of Pneumonology) Task Group. Eur Respir J 1989; 2: 160-164.

7. Pηγοπούλου A, Mπεχράκης Π, Σιαφάκας N. H αρτηριοφλεβική διαφορά περιεκτικότητας σε O2 ως δείκτης επιτυχούς οξυγονοθεραπείας. Πνεύμων 1990; 2: 58-64.

8. Frank L, Massaro D. Oxygen toxicity. Am J Med 1980; 69: 117-126

9. Davis WB, Rennard SJ, Bitterman PB, Crystal RG. Pulmonary Oxygen Toxicity. Early Reversible Changes in Humman Alveolar Structures Induced by Hyperoxia. Engl J Med 1983; 309: 878-883

10. Tomashefski JF. Pulmonary pathology of acute respiratory distress syndrome. Clin Chest Med 2000; 21(3): 435-466.

11. Tate RM, Repine JE. Hydrogen peroxide causes permeability edema and hypertension in isolated salt-perfused rabbit lungs. Chest 1983; 83(5): 48S-49S.

12. Weir KL, Gorman EN, Ross JA, Godden DJ, McKinnon AD, Johnston PW. Lung capillary albumin leak in oxygen toxicity. A quantitative immunocytochemical study. Am J Respir Ctrit Care Med 1994; 150: 784-9.

13. Ingbar DH. Mechanisms of repair and remodeling following acute lung injury. Clin Chest Med 2000; 21(3): 589-616.

14. Thorsen E, Kammbestad BK. Persistent small airways dysfunction after exposure to hyperoxia. J Appl Physiol 1995; 78: 1421.

15. Bowman M, Butler E, Vatter A, Repine J. Hyperoxia Injures Endothelial cell in Culture and Causes Increased Neutrophil Adherence. Chest 1983; 83(5): 33S-35S.

16. Matthay M, Norimasa F, Frank J, Kallet R Daniel B, Sakuma T. Alveolar epithelial barrier. Clin Chest Med 2000; 21(3): 477- 490.

17. Holm BA, Notter Rh. Pulmonaty Surfactant Effects in Sublethal Hyperoxic Lung Injury. Physiology of Oxygen Radicals Aubrey E. Taylor, Sadis Matalon, Peter A. Ward American Physiological Society 1986; Williams and Wilkins Company, Baltimore, Maryland.

18. Holm BA, Notter Rh, Siggle J, Matalon S. Pulmonary Physiological and surfactant changes during injury and recovery from hyperoxia. J Appl Physiol 1985; 59: 1402-1409.

19. Freeman BA, Crapo JD. Hyperoxia increases oxygen radical production in rat lungs and lung mitochondria. J Biol Chem 1981; 256(21): 10986-10992.

20. Suttorp N, Simon LM. Lung cell oxidant injury enhancement of polymorphonuclear leukocyte mediated cytotoxicity in lung cells exposed to sustained in vitro hyperoxia. J Clin Invest 1982; 70: 342-350

21. Fridovich I. Oxygen toxicity: a radical explanation. J Exp Biol 1998; 201(Pt 8): 1203-9.

22. Pηγοπούλου A, Mπεχράκης Π. Eλεύθερες ρίζες οξυγόνου: Στοιχεία βιοχημείας, μηχανισμών σχηματισμού και δράσης. Πνεύμων 1991; 4: 107-122.

23. Kleen M, Messmer K. Toxicity of high PaO2. Minerva Anaestesiol 1999; 65(6): 393-6.

24. Matalon S, Egan G. Effects of 100% O2 breathing on permeability of alveolar epithelium to solute. J Apppl Physiol 1981; 50: 859-863.

25. Matalon S, Nickerson P. Alterations in Mammalian Blood-Gas Barrier Exposed to Hyperoxia Physiology of Oxygen radicals. American Physiological Society Bethesda Maryland, 1986.

26. Matalon S, Egan E. Interstitial fluid volumes and albumin spaces in pulmonary oxygen toxicity. J Appl Physiol 1984; 57: 1767-1772.

27. Shasby D, Fox R, Harada R, Repine J. Reduction on the edema of acute hyperoxic lung injury by granulocyte depletion. J Appl Physiol 1982; 52: 1237- 1244.

28. Adamson JYR, Bowden DH. The type 2 cells as progenitor of alveolar epithelial regenaration A cytodynamic study in mice after exposure to oxygen. Lab Invest 1974; 30: 35-42

29. Kauffman SL. Cell proliferation in the mammalian lung. Int Rev Exp Pathol 1980; 22: 132-176.

30. Olivera WG, Ridge KM, Sznajder JI. Lung liquid clearance and N, K- ATP ase during acute hyperooxia and Recovery in rats. Am J Respir Crit Care Med 1995; 152: 1229-34.

31. Holm BA, Notter RH. Pulmonary surfactant effects in sublethal hyperoxic lung injury. Physiology of Oxygen Radicals. American Physiological Society, 71-86 Bethesda Maryland, 1986.

32. Bowden DH, Adamson IYR. Endothelial regenaration as a marker of the differential vascular response in oxygen induced pulmonary edema. Lab Invest 1974; 30: 350-357.

33. Maniscalco WM, Watkins RH, Finkelstein JN, Campell MH. Vascular endothelial growth factor mRNA increases in alveolar epithelial cells during recovery from oxygen injury. Am J Respir Cell Mol Biol 1995; 13: 377-86.

34. Jones R, Zapol WM, Reid L. Pulmonary arterial wall injury and remodeling by hyperoxia. Chest 1983; 5: 40S-42S.

35. Suzuki Y, Aoki T, Takeuchi O, Nishio K, Suzuki K Miyata A, Oyamada Y, Takasugi T, Mori M, Fujita H, Yamaguchi K. Effect of hyperoxia on adhesion molecule expression in human endothelial cells and neutrophils. Am J Physiol 1997; 272(3 Pt 1): L418-25.

36. Kapanci Y, Assimakopoulou A, Irle C, Zwhlen A, Gabbiani G. "Contractile interstitial cells" in pulmonary alveolar septa: a possible regulator of ventilation- perfusion ratio? Ultrastructural, immunofluore scence, aand in vitro studies. J Cell Biol 1974; 60: 375-392.

37. Kauffman SL. Cell proliferation in the mammalian lung. Int Rev Exp Pathol 1980; 22:132-176.

38. Valimaki M, Juva K, Rantanen J, Ekfors T, Niinikoski J. Collagen metabolism in rat lungs during chronic intermittent exposure to oxygen. Aviat Space Environ Med 1975; 46: 684-690.

39. Toole BP. Developmental role of hyaluronate Connect. Tissue Res 1982; 10: 93-100.

40. DuBaybo B, Durr R, Thet LA. Paraquat induced lung injury: use of a unilateral injury model to produce different degrees of injury and fibrosis (Abstract). Am Rev Respir Dis 1985; 131: 182.

41. Fracica PJ, Knapp MJ, Crapo JD. Patterns of progression and markers of lung injury in rodents and subhuman primates exposed to hyperoxia. Exp Lung Res 1988; 14: 869-885.

42. Carvalho CR, De Paula Pinto Schettino G, Maranhao B, Bethlem ER. Hyperoxia and lung disease. Curr Opin Pulm Med 1998; 4(5): 300-4.

43. Mantell LL, Horowitz S, Davis JM, Kazzaz JA. Hyperoxia-induced cell death in the lung- the correlation of apoptosis, necrosis and inflammation. Ann N Y Acad Sci 1999; 887: 171-80.

44. Santos C, Ferrer M, Roca J, Torres A, Hernandez C, Rodriguez-Roisin R. Pulmonary gas exchange response to oxygen breathing in acute lung injury. Am J Respir Crit Care Med 2000; 161(1): 26- 31.

45. Frank L, Massaro D. Oxygen Toxicity. Am J Med 1980; 69:117-126.

46. Halliwell B, Hoult R, Blake D. Oxidants, inflammation, and anti-inflammatory drugs. FASEB J, 1988; 2: 2867-2873.

47. Halliwell B. Oxygen radicals: a common sense look at their nature and medical importance. Med Biol 1984; 62: 71-77.

48. Bhandari V, Maulik N, Kresch M. Hyperoxia causes an increase in antioxidant enzyme activity in adult and fetal rat type II pneumocytes. Lung 2000; 178(1): 53-60.

49. Toth K, Clifford D, Berger E, White C. Repine intact human erythrocytes prevent hydrogen peroxide mediated damage to isolated perfused rat lungs and cultured bovine pulmonary artery endothelial cells. J Clin Invest 1984; 74: 292-295.

50. Van Asbeck S, Hoidal J, Vergelloti G, Schwartz B, Moldow BJ. Protection against lethal hyperoxia by tracheal insufflation of erythrocytes. Role of red cell glutathione. Science Wash DC 1985; 227: 756-759.

51. Hoidal JR, Van Asbeck BS, Mann J, Jacob HS, Kennedy TP. Therapy with red blood cells decreases hyperoxic injury Expir. Lung Research 1988; 14: 977-985.

52. Fantone JC, Johnson KJ, Til GO, Ward PA. Acute and progressive lung injury secondary to toxic oxygen products from leukocytes. Chest 1983; 83(5): 46S-48S.

53. Johnson KJ, Fantone JC, Kaplan J, Ward PA. In vivo damage of rat lungs by oxygen metabolites. J Clin Invest 1981; 67: 983-993.

54. Suttorp N, Simon LM. Lung Cell Oxidant Injury Enhancement of polymorphonuclear leucocyte- mediated cytotoxicity. In lung cells exposed to sustained in vitro hyperoxia. J Clin Invest 1982; 70: 342-350.

55. Cross C, Halliwell B, Borish E, Pryor W, Ames B, Saul R, McCord J, Harman D. Oxygen Radicals and Human Disease (Davis Conference). Ann Int Med 1987; 107: 526-54.

56. Jyonouchi H, Sun S, Abiru T, Chareansholvanich S, Ingbar DH. The effects of hyperoxic injury and antioxidant vitamins on death and proliferation of human small airway epithelial cells. Am J Respir Cell Mol Biol 1998; 19(3): 426-36.

57. Franek WR, Horowitz S, Stansberry L, Kazzaz JA, Koo HG, Li Y, Arita Y, Davis JM, Mantell AS, Scott W, Mantell LL. Hyperoxia inhibits oxidant- induced apoptosis in lung epithelial cells. J Biol Chem 2001; 276(1): 569- 75

58. Liu HS. Adaptation: a new concept in radiation biology and oncology and its clinical relevance. J Formos Med Assoc 1996; 95(11): 817-21

59. Capellier G, Beuret P, Clement G, Depardieu F, Rast C, Regnard J. Robert D, Barale F. Oxygen tolerance in patients with acute respiratory failure. Intensive Care Med 1998; 24(5): 422-8.

60. Frank L, Summerville J, Massaro D. Protection from oxygen toxicity with endotoxin: the role of the endogenous andioxidant enzymes of the lung. J Clin Invest 1980; 65: 1104-1110.

61. Whiteside C, Hassan H. Induction and inactivation of catalase and superoxide dismutase of escherichia coli by ozone. Archiev Biochem Biophys 1987; 464-471.

62. Frank L, Yam J, Roberts RJ. The role of endotoxin in production of adult rats from oxygen- induced lung toxicity. J Clin Invest 1978; 61: 269-275.

63. White CW, Ghezzi P, Dinarello CA, Caldwell SA, McMarry IF, Repine JE. Recombinant tumor necrosis factor/cachectin and interleukin 1 preteatment decreases lung oxidized glutathione accumulation lung injury, and mortality in rats exposed to hyperoxia. J Clin Invest 1987; 79: 1868-1873.

64. Pietarinen-Runtti P, Raivio KO, Saksela M, Asikainen TM, Kinnula VL. Antioxidant enzyme regulation and resistance to oxidants of human bronchial epithelial cells cultured under hyperoxic conditions. Am J Respir Cell Mol Biol 1998; 19(2): 286-92.

65. Park MS, Wallace HM. Hyperoxia influences mRNA expression of cytokines in cultured human umbilical vein endothelial cells. Yonsei Med J 1998; 60(3): 215-26.
© 2011 PNEUMON Magazine, Hellenic Bronchologic Society.
Developed by LogicONE Logo LogicONE