Pengoperasian alat air-entrainment ditunjukkan pada gambar 22.5 (1). Ujung lubang inlet oksigen menyempit, dan ini menciptakan aliran-kecepatan gas tinggi (diibaratkan dengan pipa semprot pada selang taman). Hal ini menciptakan gaya geser yang dikenal sebagai viskositas aliran yang menarik udara ke alat melalui port entrainment air. Semakin besar aliran O2 ke masker, semakin besar volume udara yang masuk dan F1O2 akan tetap konstan. aliran akhir dibuat oleh perangkat lebih dari 60L/menit, yang melebihi kecepatan aliran udara inspirasi dalam kebanyakan kasus gangguan pernapasan. F1O2 dapat bervariasi dengan bermacam macam ukuran lubang entrainment air pada alat. Kisaran nilai F1O2 pada perangkat ini adalah 24 sampai 50%.

Keuntungan utama dari alat entertainment air ini adalah kemampuan untuk memberikan F1O2 tetap konstan. Hal ini diinginkan pada pasien dengan retensi CO2 kronis, di mana peningkatan yang kurang hati-hati pada F102 dapat menyebabkan kenaikan lebih lanjut dalam PCO2 arteri. Kerugian utama dari perangkat ini adalah ketidakmampuan untuk memberikan O2 yang dihirup dengan konsentrasi tinggi.

Nasal O2 aliran tinggiTeknik terbaru dari pemberian O2 (pada orang dewasa) adalah nasal O2 aliran tinggi menggunakan gas dipanaskan dan dilembabkan. Menggunakan oksigen yang dipanaskan sampai mencapai suhu tubuh dan jenuh dengan air (untuk kelembaban relatif 99%). Nilai nasal aliran O2 hingga 40-60 L/menit dapat diberikan melalui nasal Prongs yang lebar tanpa adanya ketidaknyamanan dan cedera mukosa. Sebuah produk yang tersedia secara komersial untuk nasal O2 aliran tinggi (Vapotherm, Stevensville, MD) memungkinkan penyesuaian laju aliran (1-40L / min), F1O2 (21-100%) dan suhu (biasanya di 370 c).

Percobaan klinis

Percobaan awal dengan nasal O2 aliran tinggi sudah sangat mendukung. Studi awal telah menunjukkan bahwa pada pasien yang membutuhkan F1O2 tinggi menggunakan perangkat masker, beralih ke alat pelembab udara, nasal O2 aliran tinggi dikaitkan dengan peningkatan yang signifikan dalam ukuran gangguan pernapasan (misalnya, menurunkan laju pernapasan, mengurangi dispnea). Seiring dengan penurunan nilai PaO2 / F1O2 (menunjukkan perbaikan pertukaran gas) (20,21). Efek menguntungkan pada pertukaran gas dapat dijelaskan oleh pengamatan bahwa nasal O2 aliran tinggi menciptakan tekanan positif dalam nasofaring (22), yang bisa bertindak seperti akhir ekspirasi (PEEP dijelaskan dalam bab 26). Penelitian paling menarik mengenai nasal O2 aliran tinggi yaitu nasal O2 berasal dari sebuah studi di mana perbaikan yang dihasilkan dari aliran tinggi nasal O2 memungkinkan untuk menghindari intubasi dan ventilasi mekanik pada 75% dari pasien yang diteliti (21).

Keuntungan dan kerugian

Keseimbangan untuk nasal O2 aliran tinggi memperlihatkan semua keuntungan dan tidak ada kerugian (sejauh ini). Keuntungan meliputi perbaikan oksigenasi dan pertukaran gas, dan berperan dalam menghindari intubasi dan ventilasi mekanik pada pasien dengan hipoksemia refraktori. Kamu pasti akan mendengar lebih banyak tentang metode yang menjanjikan ini yaitu terapi O2 dalam waktu dekat.

Sifat Racun pada OksigenPernah bertanya-tanya mengapa makanan disimpan dalam kaleng tertutup atau mengapa kita membungkus makanan dalam plastik untuk menjaganya supaya tetap segar? Tindakan ini dirancang untuk melindungi makanan dari paparan oksigen, yang mengoksidasi dan mengganggu semua molekul organik (termasuk karbohidrat, protein, dan lipid dalam makanan), dan bertanggung jawab untuk dekomposisi makanan. Metabolit oksigen bahkan lebih merusak daripada molekul perent dan dapat menimbulkan cedera sel yang mematikan (23). Bahkan, bertentangan dengan persepsi umum bahwa oksigen melindungi sel-sel dari kerusakan pada pasien yang sakit kritis, bukti terkumpul menunjukkan bahwa oksigen (melalui produksi metabolit beracun) merupakan sumber kerusakan pada sel pada pasien sakit kritis (23-26). Berikut ini adalah deskripsi singkat tentang sifat beracun oksigen.Metabolisme oksigen

Metabolisme oksigen terjadi pada akhir rantai transpor elektron di mitokondria (dalam komplek oksidase sitokrom) di mana elektron yang menumpuk hasil produksi dari ATP dibersihkan oleh reduksi kimia dari oksigen ke air. Urutan Reaksi untuk proses ini ditunjukkan pada gambar 22.6.oksigen memiliki dua elektron tidak berpasangan dalam orbital luarnya dengan arah putaran yang sama. Menurut prinsip pengecualian paulli (dari fisikawan Austria Wolfgang Pauli) tidak ada dua elektron dapat menempati orbital yang sama jika mereka memiliki arah putaran spin yang sama. Ini berarti tidak mungkin untuk menambahkan pasangan elektron ke oksigen dan mengurangi ke air ini merupakan sebuah proses satu langkah karena satu orbital akan memiliki dua elektron dengan spin arah yang sama, yang merupakan kemustahilan kuantum. Karena pembatasan putaran ini, oksigen dimetabolisme dalam serangkaian reaksi reduksi tunggal-elektron, dan ini menghasilkan beberapa zat yang sangat reaktif. Metabolisme oksigen lanjutan termasuk radikal superoksida, hidrogen peroksida, dan radikal hidroksil. Jalur metabolis ini diringkas dalam pernyataan berikut (23)1. Semua intermediet pada metabolisme O2 yang oksidator atau oksidan yang dapat mengganggu dan merusak komponen sel utama seperti lipid membran, protein sitoplasma dan DNA nuklir.2. Superoksida dan radikal hidroksil yang radikal bebas (yaitu, yang memiliki elektron tidak berpasangan dalam orbital terluarnya) dan radikal bebas cenderung sangat reaktif. (Oksigen juga radikal bebas, tetapi hanya reaktif lambat karena terbatas pada putaran)3. Radikal hidroksil adalah molekul yang paling reaktif dikenal dalam biokimia, dan masuk ke dalam reaksi dalam tiga diameter molekul titik asal (23) itu adalah metabolit O2 paling merusak, dan merupakan sumber utama dari cedera sel.4. Ferrum bebas di dalamnya berkurang dari (Fe ++) mengkatalisis pembentukan radikal, dan dengan demikian ferrum bebas hidroksil dapat bertindak sebagai pro-oksidan (lihat nanti)

5. Hidrogen peroksida tidak radikal bebas, dan yang paling reaktif dari metabolis O2. Reaktivitas yang rendah ini memungkinkan hidrogen peroksida untuk bergerak bebas di seluruh tubuh, yang menyebabkan potensi kerusakan oksidan yang menyebar secara luas.Normalnya , sedikitnya 95% oksigen seutuhnya dikurangi menjadi air, dan hanya 3-5% dari metabolis O2 (27). Kehilangan antioksidan yang dipilih seperti glutathione akan mengubah ukuran ini (lihat nanti).Metabolitsme oksigen memainkan peran utama dalam respon inflamasi, seperti yang dijelaskan dalam bab 14 (lihat halaman 263- 266). Aktivasi neutrofil yang melibatkan ditandai (hingga 50 kali lipat) peningkatan konsumsi O2 seluler (26). Hal ini dikenal sebagai pernapasan penuh , dan tujuannya tidak untuk menghasilkan ATP-energi tinggi, namun untuk menghasilkan metabolit O2 beracun, yang disimpan dalam granul sitoplasma. Metabolisme oksigen di neurotrofil juga menghasilkan hipoklorit (lihat gambar 14.1 pada halaman 265) yang sangat mikrobisida (dan bahan aktif dalam pemutih pakaian rumah tangga).Ketika neutrofil datang pada saat infeksi terjadi, mereka mendegranulasikan dan melepaskan metabolit O2 yang disimpan untuk merusak dan menghancurkan mikroba yang menyerang. Sayangnya metabolit O2 juga dapat merusak jaringan host yang sehat jika perlindungan antioksidan yang memadai tidak tersedia.Reaksi rantaiKerusakan yang dihasilkan oleh metabolis O2 diperbesar karena kecenderungan radikal bebas untuk membuat reaksi. Ketika radikal bebas beeaksi dengan non-radikal, non-radikal akan kehilangan sebuah elektron dan berubah menjadi radikal bebas, yang kemudian dapat menghilangkan sebuah elektron dari non-radikal lain untuk menghasilkan radikal bebas lainnya, dan sebagainya. Hal ini dapat menciptakan pertahanan diri yang berlanjut setelah peristiwa tersebut terjadi. Api adalah contoh reaksi berantai yang melibatkan radikal bebas. Rantai reaksi juga menjelaskan perkembangan dari kegagalan inflamasi multiorgan pada sepsis berat dan syok septik setelah infeksi diberantas.