Tossicità da ossigeno: differenze tra danno polmonare e neurologico

cara Ida Maria, ti ringrazio per l’attenzione e per aver partecipato al piacevole evento in Torino.
La tossicità da ossigeno è dovuta alla “generosità” delle molecole di questo gas che sono desiderose di donare i loro elettroni. Il danno si verifica quando coesistano diversi fattori: eccesso di ossigeno; carenza di molecole che possano accettare gli elettroni (antiossidanti, ferro, ecc.); presenza di fattori di compromissione che facilitino la tossicità dell’ossigeno (febbre, disidratazione, problemi alla tiroide, ecc.).
La tossicità da ossigeno polmonare e quella neurologica avvengono in condizioni diverse, quindi il tuo quesito su quale avvenga prima dovrebbe essere riformulato in “quando” avvengano.

La tossicità neurologica dell’ossigeno avviene quanto la pressione parziale dell’ossigeno supera determinati valori (sempre in associazione alla carenza di antiossidanti e alla presenza di fattori di compromissione). Il limite massimo della pressione parziale dell’ossigeno, necessario per evitare la tossicità neurologica, dipende dalla situazione (vedi la nota in fondo per un approfondimento). Il motivo per il quale il valore cambia (da 1,2 bar nella miscela di fondo utilizzata nell’immersione tecnica ai 2,8 bar della ossigenoterapia iperbarica in ambiente clinico) dipende dal fatto che la reazione all’ossigeno dipende da fattori individuali e dalla tensione dell’anidride carbonica nel sangue. Un soggetto sano, con una pressione parziale dell’anidride carbonica nel sangue di 40 millimetri di mercurio, può tollerare una pressione parziale dell’ossigeno di 2,8 bar in camera iperbarica all’asciutto in ambiente clinico e 1,6 bar in acqua come miscela di decompressione. Un soggetto con qualche problema (anche una disidratazione) e che non conosca la tensione dell’anidiride carbonica nel proprio sangue è meglio che, in decompressione in acqua, si limiti a respirare una pressione parziale di ossigeno massima di 1,4 bar.
La tossicità neurologica dell’ossigeno si manifesta, senza preavviso, con i sintomi che io ricordo con l’acronimo CONVIV (come convivere): Convulsioni, fischi nell’Orecchio, Nistagmo (occhio che batte di lato), Visione a tunnel, Irritabilità, Vertigini. Questi sintomi non compaiono con certezza appena si raggiunge un certo valore di pressione parziale dell’ossigeno ma la probabilità che accadano aumenta man mano che si supera il limite che ho indicato. Non è importante il tempo di esposizione, possono accadere anche dopo una brevissima esposizione oltre i limiti massimi.

La tossicità polmonare da ossigeno dipende invece dal tempo di esposizione. Non è importante la profondità di per sé ma il prodotto della pressione assoluta (profondità in bar) per il tempo di esposizione.
La respirazione di una pressione parziale dell’ossigeno di 0,6 bar (in acqua corrisponderebbe a respirare ossigeno puro a 60 centimetri)per trentanove ore causerebbe una riduzione, reversibile, della capacità polmonare del 2%.
Per una esposizione più leggera di 0,6 bar non è riportata tossicità polmonare da ossigeno anche per tempi prolungati.
Per conoscere il danno polmonare si moltiplica il tempo di esposizione (in minuti) per un coefficiente (Kp) che dipende dalla pressione totale (in bar o atmosfere) e che si rileva in apposite tabelle. Il risultato sono le dosi di danno tossico polmonare da ossigeno (Unit Pulmonary Toxicity Dose – UPTD). Fino a 1425 UPTD, corrispondenti a una riduzione della capacità polmonare del 10%, il danno è reversibile (per questo valore serviranno dodici ore per tornare alla normale capacità vitale). Oltre il danno polmonare sarebbe irreversibile. Per i subacquei si consiglia di non superare le 615 UPTD corrispondenti a una riduzione della capacità vitale del 2%, reversibile in due ore.
I sintomi della tossicità polmonare dell’ossigeno sono: tosse secca, difficoltà a respirare, bruciore al petto, ecc.

In sintesi tossicità polmonare e neurologica dell’ossigeno accadano in condizioni diverse e non è possibile rispondere alla tua domanda su quale avvenga prima.

La materia è difficile da spiegare, ho provato a essere chiaro. Se fossero necessari chiarimenti, contattami. Ciao, Pasquale

Nota: Il limite massimo della pressione parziale dell’ossigeno, necessario per evitare la tossicità neurologica, dipende dalla situazione. In camera iperbarica (asciutto) il limite massimo è 2,8 bar (18 metri). In acqua respirando ossigeno puro (autorespiratore a riciclo con ossigeno – ARO) i Sommozzatori dei Vigili del Fuoco hanno il limite operativo è 1,6 bar (6 metri) che può essere superato dagli incursori della Marina Militare in caso di operazioni belliche o di addestramento militare. Lo stesso limite dei Vigili del Fuoco è rispettato dai subacquei tecnici quando respirano ossigeno puro in acqua nella fase finale della decompressione. Per l’utilizzo delle miscele arricchite in ossigeno (“nitrox”) è consigliato il limite di 1,4 bar. Qui la profondità massima di utilizzo della miscela dipende dalla formula: pressione totale (in bar) = pressione parziale dell’ossigeno diviso la percentuale dell’ossigeno nella miscela contenuta nelle bombole.
Per l’utilizzo delle miscele ternarie (“trimix”) da respirare sul fondo è consigliata una pressione parziale dell’ossigeno massima di 1,2 bar. Nel caso dei circuiti aperti la pressione parziale dell’ossigeno = pressione totale x percentuale dell’ossigeno nelle bombole; nel caso dell’immersione con autorespiratore a riciclo (“rebreather” la pressione parziale nel sacco polmone viene letta tramite più sensori per l’ossigeno e regolata elettronicamente o meccanicamente).

Buongiorno Dott. Longobardi, grazie: la risposta è molto chiara. Sono un Operatore Tecnico Subacqueo professionale e, anche se per ora non mi è mai capitato di fare la decompressione in ossigeno, trovo l’argomento importantissimo.
Sorgono alcune altre domande: respirare ossigeno puro normobarico può avere effetti collaterali negativi? Ci sono dei tempi di esposizione da rispettare? Spesso nell’ambiente si parla dell’utilità di respirare ossigeno normobarico dopo l’immersione, anche se in curva di sicurezza, specie dopo attività faticose. E’ utile? Inoltre alcuni gruppi sportivi consigliano l’utilizzo di ossigeno puro in allenamento, qual’è l’effetto sull’organismo?
Grazie dell’attenzione. Cordialmente, M. Cristina

cara Maria Cristina, sei Delfino Curioso! Ti ringrazio per l’attenzione e rispondo alle tue domande.
1) Respirare ossigeno puro normobarico può avere effetti collaterali negativi? Certamente si, l’ossigeno è un farmaco e come tale deve essere usato con il giusto dosaggio, altrimenti ha effetti collaterali negativi.
2) Ci sono dei tempi di esposizione da rispettare? Si raccomanda, in caso di incidente subacqueo, di somministrare ossigeno normobarico (a pressione ambiente) fino a esaurimento della scorta disponibile oppure fino all’arrivo del personale sanitario. Se si dovesse somministrare ossigeno normbarico per un lungo periodo, si raccomanda di proseguire continuamente per le prime due ore, poi di intervallare una pausa di cinque minuti di respirazione in aria ogni venti minuti di respirazione in ossigeno puro.
3) Spesso nell’ambiente subacqueo si parla dell’utilità di respirare ossigeno normobarico dopo l’immersione, anche se in curva di sicurezza, specie dopo attività faticose. E’ utile? Si, è utile (specialmente se in immersione ci siano stati fattori che possano aumentare la probabilità di incidente da decompressione (per esempio: sforzo fisico x un lavoro subacqueo o la corrente forte, ecc.)
4) alcuni gruppi sportivi consigliano l’utilizzo di ossigeno puro in allenamento, qual’è l’effetto sull’organismo? L’ossigeno iperbarico (e non quello normobarico) aumenta la riserva di energia del muscolo (adenosintrifosfato, fosfocreatina) e ne migliora il potenziale ossidoriduttivo (in pratica, l’ossigeno iperbarico, somministrato alla giusta dose, ricarica le batterie dell’organismo). Ma tu sei un OTS: stai alla larga dagli esperimenti dei subacquei sportivi.
Un caro saluto, Pasquale

Avendo avuto il 3 giugno 2018 una embolia polmonare e respiro sempre con l’ossigeno a 1 va bene o male ? Ed ho 39 anni il 3 agosto .x cortesia posso avere una risposta fa LEI ? GRAZIE

Gentile Lara, abbiamo preso in carico la tua richiesta e ti risponderemo all’indirizzo e-mail da te fornito.
A disposizione, lo staff del Centro Iperbarico di Ravenna.