Os riscos associados à oxigenoterapia de alta concentração em exacerbações agudas de doença pulmonar obstrutiva crônica (DPOC) foram relatados há mais de 50 anos. Desde então, foi demonstrado que a oxigenoterapia de alta concentração pode causar um aumento na PaCO2 tanto na DPOC estável como nas exacerbações da DPOC, e que em alguns pacientes o efeito pode ser rápido e marcado com um aumento na PaCO2 de >20 mmHg em 60 minutos. A importância clínica deste efeito é evidente no recente ensaio randomizado controlado (ECR) que demonstrou que, nas exacerbações agudas da DPOC, a oxigenoterapia de alta concentração no ambiente pré-hospitalar aumenta significativamente a mortalidade em comparação com um regime titulado para atingir saturações arteriais de oxigênio entre 88% e 92%. Em pacientes com DPOC confirmada que receberam tratamentos de oxigenoterapia conforme protocolo, a PaCO2 foi 34 mmHg mais alta no grupo de oxigenoterapia de alta concentração (Tabela 1).

Os principais mecanismos responsáveis pelo aumento da PaCO2 com oxigenoterapia de alta concentração são a redução do impulso respiratório e a piora da desadequação ventilação/perfusão devido à liberação de vasoconstrição pulmonar hipóxica. O descasamento ventilação-perfusão é também uma anormalidade predominante nas trocas gasosas em outros distúrbios respiratórios agudos, como asma e pneumonia, com o grau de descasamento piorando com a administração de oxigênio. Como resultado, seria esperado que a oxigenoterapia de alta concentração causaria um aumento na PaCO2 em asma grave e pneumonia, semelhante à sua administração em exacerbações agudas da DPOC.

Recentemente, uma série de TCRs demonstrou que o tratamento com oxigênio em alta concentração resulta em um aumento significativo na PaCO2 ou na tensão transcutânea de dióxido de carbono (PtCO2) em pacientes que apresentam exacerbações graves da asma. A importância clínica desse efeito fisiológico é sugerida pela observação de que 10% dos pacientes randomizados para oxigenoterapia de alta concentração tiveram um aumento na PtCO2 de ≥10 mmHg e uma PtCO2 ≥45 mmHg após 60 minutos de tratamento, enquanto nenhum paciente que recebeu oxigenoterapia titulada para manter a saturação arterial de oxigênio entre 93 e 95% teve essa resposta (Figura1). Em um TCR semelhante, a oxigenoterapia de alta concentração também mostrou aumentar a PtCO2 em pacientes que apresentavam pneumonia adquirida na comunidade quando comparada ao regime de oxigenoterapia titulada, o que evitou tanto a hipóxia quanto a hiperóxia. Os riscos relativos de um aumento da PtCO2 de pelo menos 4 mmHg e de pelo menos 8 mmHg, respectivamente, são três e seis vezes maiores, o que sugere que este efeito pode ser potencialmente significativo tanto fisiologicamente como clinicamente (Tabela 2).

A pressão parcial transcutânea de dióxido de carbono (PtCO 2 ) níveis na linha de base e após 60 min de alta concentração (círculos abertos) ou de oxigênio titulado (círculos preenchidos) em pacientes que se apresentam ao Serviço de Emergência com grave exacerbação da asma. Reproduzido a partir da referência.

Insuficiência respiratória crônica também pode ocorrer em outros distúrbios respiratórios crônicos, como a síndrome de hipoventilação por obesidade, por isso pode ser esperado que a oxigenoterapia de alta concentração possa causar retenção de CO2 nesta condição, semelhante à DPOC estável. Este efeito fisiológico foi recentemente demonstrado num ensaio aleatório controlado com placebo de 100% de oxigénio e ar ambiente em pacientes com síndrome de hipoventilação por obesidade e hipercapnia basal (Figura2). O principal mecanismo responsável pelo agravamento da hipercapnia quando se respira 100% de oxigênio foi uma redução na ventilação por minuto, levando à hipoventilação alveolar. A significância clínica deste efeito fisiológico foi sugerida pela exigência de encerrar o estudo em um em cada oito pacientes estudados, devido ao aumento do PtCO2 ≥10 mmHg dentro de 20 minutos após o recebimento da oxigenoterapia a 100%.

A alteração do PtCO 2 (mmHg) da linha de base após a respiração 100% de oxigênio ou ar ambiente em indivíduos com síndrome de hipoventilação por obesidade. As linhas verticais são a média (linha horizontal central) ±1 SD para 20 min de PtCO2 menos a linha de base. Reproduzido da referência.

Assim, há evidências de que o potencial da oxigenoterapia de alta concentração para aumentar a PaCO2 não está limitado a exacerbações estáveis e agudas da DPOC, mas também a outros distúrbios respiratórios agudos com troca gasosa anormal, como asma e pneumonia, e condições respiratórias crônicas com hipercapnia, como a síndrome de hipoventilação por obesidade. Essas evidências formam a base de diretrizes consensuais que recomendam que a oxigenoterapia seja titulada em DPOC e outras condições respiratórias, para garantir que os benefícios máximos da oxigenoterapia sejam alcançados, reduzindo ao mesmo tempo o potencial de danos devido à hiperoxia.