Toxicité de l’oxygène

Historique :

La découverte de l’oxygène a lieu en 1772 (en Suède), et en 1774, Priestley constate que c’est un gaz essentiel à la vie, mais qui peut également empoisonner.

Historiquement, l’oxygène fait son apparition dans la réanimation néonatale en 1780. François Chaussier, un médecin parisien, expérimente l’utilisation de l’oxygène avec les nouveau-nés ayant une respiration insuffisante. Il proposera même d’intuber les nouveau-nés au niveau du larynx !

Arvo Henrik Ylppö, médecin finlandais, en 1917, utilisera de l’O2 intra gastrique pour supporter les nouveau-nés. Cette méthode persiste jusque dans les années 50.

En 1928, Paluel J. Flagg, médecin américain, décrit l’intubation et la ventilation à pression positive. Il utilise un mélange d’oxygène et de CO2 pour la réanimation de nouveau-nés asphyxiés.

Le stress oxydatif :

Le stress oxydatif, altère :

  • Les signaux de transmission
  • La synthèse d’ADN et d’ARN
  • La synthèse de protéines
  • L’activation enzymatique

Il va donc impacter :

  • Le cycle cellulaire
  • La croissance cellulaire
  • Le développement cellulaire
  • La nécrose et l’apoptose

Durant la grossesse, le fœtus a une PaO2 à 30mmHg. Ceci correspond à la PaO2 d’un adulte au niveau du Mont Everest (8848m).

Le nouveau-né, a des capacités anti-oxydatives très basse, puisqu’il a été habitué à des taux d’oxygène très bas. Il souffre beaucoup plus de l’oxygène que l’adulte. Le stress oxydatif chez le nouveau-né est donc beaucoup plus marqué, et il provoque une inflammation du SNC (dont fait partie les yeux), du cœur et des poumons.

En cas de prématurité, le stress oxydatif arrive en plus à un moment où le cerveau est en plein développement !

Neurogènes :

  • 200’000 neurones/min
  • 12 millions neurones/heure
  • 288 millions neurones/jour
  • 85 milliards de neurones / grossesse

Les antioxydants :

La Cyanobactérie (blue green algae), est une bactérie capable de photosynthèse (la seule à en avoir cette capacité), et qui possède de propriété anti oxydantes.

De nombreux aliments ont des propriété anti oxydants :

L’oxygène et réanimation animale :

Un grand nombre d’études ont été réalisée sur des animaux (lapin, cochon, mouton). Elles visaient à tester l’efficacité de l’air ambiant pour une réanimation néonatale.

Les études des années 1990, montrent que réanimer à 21% de FiO2, est aussi efficace qu’à 100% en salle de naissance :

  • On normalise la TA, la FC, l’équilibre acidobasique
  • Le flux cérébral est maintenu
  • Pas de différence de neuropathologie (à l’autopsie)

Les études récentes, montrent même que la réanimation néonatale à 21% est plutôt en sa faveur, contrairement à celle à 100% :

  • Les taux de radicaux libres sont plus bas
  • L’Outcome neurologique est meilleur

L’oxygène et réanimation humaine :

Des études ont analysés le flux cérébral (CBF=cerebral blood flow) à 2h de vie chez les prématurés, réanimés avec 21% d’O2 ou 80% d’O2 pendant les 10 premières minutes de vie. Le flux cérébral est plus important dans le groupe d’enfant réanimé à 21%, car l’oxygène aurait un effet vasoconstricteur prolongé.

Une autre étude, portant sur des enfants avec asphyxie, d’au minimum 1000g, montrent qu’une réanimation à 21%, versus une réanimation à 100% :

  • L’outcome à court terme (FC, gazo, apgar, neurologie) sont similaires
  • Le temps au premier cri et à la première respiration sont plus courts à 21%
  • Le trend de mortalité est plus bas à 21%
  • Il n’y a pas de différence de croissance somatique, parésie cérébrale, et retard développemental, chez les deux groupes

Même, réanimer à 100% de FiO2 :

  • Retarde le premier cri et la première respiration
  • Nécessite une aide ventilatoire prolongé (avec d’avantage d’O2 administré)
  • Provoque une hyperoxémie à 5-6min
  • Hausse du glutathion oxydé, et baisse du glutathion[1] réduit
  • Provoque un stress oxydatif qui persiste pendant 28jours !

En analysant l’ensemble des études, et leurs recommandations sur la réanimation à 21% ou 100%, on constate que la majorité encourage l’air ambiant :

En conclusion, les études démontrent que :

  • La ventilation du nouveau-né déprimé est le but primaire
  • Sans défaillance circulatoire, une ventilation à pression positive est suffisante pour l’oxygénation des organes
  • 21% de FiO2 est suffisant dans ce contexte
  • 100% de FiO2 n’est plus recommandé dans un contexte de dépression respiratoire seule

Le 100% de FiO2 peut être administré, mais seulement si l’oxygène a été titré, et que les saturations de l’enfant n’atteignent pas les valeurs cibles (70% à 3min, 80% à 5min, 90% à 10min). L’autre situation où 100% est administré, est le massage cardiaque.

Attention, il y a une relation non linéaire entre la saturation en oxygène, et la PaO2 (à cause de la courbe de dissociation de l’hémoglobine). Dans les valeurs hautes (au-dessus de 95%), l’intervalle de variable de valeur de PaO2 est moins fiable :

Conclusion :

In utéro :

  • Le fœtus a une hypoxémie physiologique
  • Les défenses anti-oxydatives sont basses

Naissance :

  • Normoxie suite à une augmentation rapide de l’O2
  • Formation de radicaux libres[2] (oxydants)

L’exposition à un excès d’oxygène :

  • Provoque des effets indésirables (adaptation respiratoire moins bonne, baisse du flux cérébral)
  • Provoque des lésions tissulaires à court et long terme
  • Augmente la mortalité

Attitude recommandée :

  • La ventilation en pression positive est l’objectif primaire
  • Eviter l’hyperoxie
  • Monitoring (saturométrie stricte)
  1. Le glutathion a un rôle de détoxification des métaux et antioxydants dans les cellules.
  2. Radicaux libres : l’oxygène a une énorme affinité avec certaines molécules (ADN, etc.) En se liant à elles, elle perturbe leur fonctionnement.

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