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L'ossigenoterapia è uno dei metodi più comunemente utilizzati nella medicina moderna, ma ci sono ancora idee sbagliate sulle indicazioni dell'ossigenoterapia e l'uso improprio dell'ossigeno può causare gravi reazioni tossiche

Valutazione clinica dell'ipossia tissutale

Le manifestazioni cliniche dell'ipossia tissutale sono varie e aspecifiche, con i sintomi più evidenti che includono dispnea, respiro corto, tachicardia, difficoltà respiratoria, rapidi cambiamenti dello stato mentale e aritmia. Per determinare la presenza di ipossia tissutale (viscerale), il lattato sierico (elevato durante l'ischemia e la riduzione della gittata cardiaca) e la SvO2 (diminuita durante la riduzione della gittata cardiaca, l'anemia, l'ipossiemia arteriosa e l'aumento del metabolismo) sono utili per la valutazione clinica. Tuttavia, il lattato può essere elevato in condizioni non ipossiche, quindi una diagnosi non può essere basata esclusivamente sull'aumento del lattato, poiché il lattato può essere elevato anche in condizioni di aumento della glicolisi, come la rapida crescita di tumori maligni, la sepsi precoce, i disturbi metabolici e la somministrazione di catecolamine. Sono importanti anche altri valori di laboratorio che indicano una disfunzione d'organo specifica, come l'aumento della creatinina, della troponina o degli enzimi epatici.

Valutazione clinica dello stato di ossigenazione arteriosa

Cianosi. La cianosi è solitamente un sintomo che si manifesta nella fase avanzata dell'ipossia e spesso non è affidabile nella diagnosi di ipossiemia e ipossia perché potrebbe non verificarsi in caso di anemia e scarsa perfusione sanguigna, ed è difficile per le persone con pelle scura rilevarla.

Monitoraggio pulsossimetrico. Il monitoraggio pulsossimetrico non invasivo è ampiamente utilizzato per il monitoraggio di tutte le patologie e la sua SaO2 stimata è chiamata SpO2. Il principio del monitoraggio pulsossimetrico è la legge di Bill, che afferma che la concentrazione di una sostanza sconosciuta in una soluzione può essere determinata dal suo assorbimento di luce. Quando la luce attraversa un tessuto, la maggior parte di essa viene assorbita dagli elementi del tessuto e dal sangue. Tuttavia, a ogni battito cardiaco, il sangue arterioso subisce un flusso pulsatile, consentendo al monitor pulsossimetrico di rilevare variazioni nell'assorbimento della luce a due lunghezze d'onda: 660 nanometri (rosso) e 940 nanometri (infrarosso). I tassi di assorbimento dell'emoglobina ridotta e dell'emoglobina ossigenata sono diversi a queste due lunghezze d'onda. Dopo aver sottratto l'assorbimento dei tessuti non pulsatili, è possibile calcolare la concentrazione di emoglobina ossigenata rispetto all'emoglobina totale.

Esistono alcune limitazioni al monitoraggio della pulsossimetria. Qualsiasi sostanza nel sangue che assorba queste lunghezze d'onda può interferire con l'accuratezza della misurazione, comprese le emoglobinopatie acquisite (carbossiemoglobina e metaemoglobinemia), il blu di metilene e alcune varianti genetiche dell'emoglobina. L'assorbimento della carbossiemoglobina a una lunghezza d'onda di 660 nanometri è simile a quello dell'emoglobina ossigenata; l'assorbimento è molto ridotto a una lunghezza d'onda di 940 nanometri. Pertanto, indipendentemente dalla concentrazione relativa di emoglobina satura di monossido di carbonio ed emoglobina satura di ossigeno, la SpO2 rimarrà costante (90%~95%). Nella metaemoglobinemia, quando il ferro eme viene ossidato allo stato ferroso, la metaemoglobina equalizza i coefficienti di assorbimento di due lunghezze d'onda. Ciò si traduce in una variazione della SpO2 solo nell'intervallo compreso tra l'83% e l'87% in un intervallo di concentrazione di metaemoglobina relativamente ampio. In questo caso, per la misurazione dell'ossigeno nel sangue arterioso sono necessarie quattro lunghezze d'onda della luce per distinguere le quattro forme di emoglobina.

Il monitoraggio della pulsossimetria si basa su un flusso sanguigno pulsatile sufficiente; pertanto, il monitoraggio della pulsossimetria non può essere utilizzato in caso di ipoperfusione da shock o quando si utilizzano dispositivi di assistenza ventricolare non pulsatili (dove la gittata cardiaca rappresenta solo una piccola parte della gittata cardiaca). Nell'insufficienza tricuspidale grave, la concentrazione di desossiemoglobina nel sangue venoso è elevata e la pulsazione del sangue venoso può portare a basse letture della saturazione di ossigeno nel sangue. Nell'ipossiemia arteriosa grave (SaO2 < 75%), l'accuratezza può anche diminuire poiché questa tecnica non è mai stata convalidata entro questo intervallo. Infine, sempre più persone si stanno rendendo conto che il monitoraggio della pulsossimetria può sovrastimare la saturazione dell'emoglobina arteriosa fino a 5-10 punti percentuali, a seconda del dispositivo specifico utilizzato negli individui con pelle più scura.

PaO2/FIO2. Il rapporto PaO2/FIO2 (comunemente noto come rapporto P/F, che varia da 400 a 500 mm Hg) riflette il grado di scambio anomalo di ossigeno nei polmoni ed è particolarmente utile in questo contesto, poiché la ventilazione meccanica può impostare con precisione la FIO2. Un rapporto AP/F inferiore a 300 mm Hg indica anomalie dello scambio gassoso clinicamente significative, mentre un rapporto P/F inferiore a 200 mm Hg indica grave ipossiemia. I fattori che influenzano il rapporto P/F includono le impostazioni di ventilazione, la pressione positiva di fine espirazione e la FIO2. L'impatto delle variazioni della FIO2 sul rapporto P/F varia a seconda della natura del danno polmonare, della frazione di shunt e dell'intervallo delle variazioni della FIO2. In assenza di PaO2, la SpO2/FIO2 può fungere da indicatore alternativo ragionevole.

Differenza della pressione parziale di ossigeno arterioso alveolare (Aa PO2). La misurazione della differenza di Aa PO2 è la differenza tra la pressione parziale di ossigeno alveolare calcolata e la pressione parziale di ossigeno arterioso misurata, utilizzata per misurare l'efficienza dello scambio gassoso.

La differenza "normale" di PO2 Aa per respirare aria ambiente a livello del mare varia con l'età, da 10 a 25 mm Hg (2,5 + 0,21 x età [anni]). Il secondo fattore che influenza è la FiO2 o la PAO2. Se uno di questi due fattori aumenta, la differenza di PO2 Aa aumenterà. Questo perché lo scambio gassoso nei capillari alveolari avviene nella parte più piatta (pendenza) della curva di dissociazione dell'ossigeno dell'emoglobina. A parità di grado di miscelazione venosa, la differenza di PO2 tra sangue venoso misto e sangue arterioso aumenterà. Al contrario, se la PO2 alveolare è bassa a causa di una ventilazione inadeguata o dell'alta quota, la differenza di PO2 Aa sarà inferiore al normale, il che può portare a una sottostima o a una diagnosi imprecisa di disfunzione polmonare.

Indice di ossigenazione. L'indice di ossigenazione (OI) può essere utilizzato nei pazienti sottoposti a ventilazione meccanica per valutare l'intensità del supporto ventilatorio necessario per mantenere l'ossigenazione. Include la pressione media delle vie aeree (MAP, in cm H2O), la FiO2 e la PaO2 (in mm Hg) o SpO2 e, se superiore a 40, può essere utilizzato come standard per la terapia di ossigenazione extracorporea a membrana. Valore normale inferiore a 4 cm H2O/mm Hg; a causa del valore uniforme di cm H2O/mm Hg (1,36), le unità di misura solitamente non vengono incluse quando si riporta questo rapporto.

Indicazioni per l'ossigenoterapia acuta
Quando i pazienti manifestano difficoltà respiratorie, è solitamente necessaria la somministrazione di ossigeno prima della diagnosi di ipossiemia. Quando la pressione parziale arteriosa di ossigeno (PaO2) è inferiore a 60 mm Hg, l'indicazione più chiara per l'assorbimento di ossigeno è l'ipossiemia arteriosa, che in genere corrisponde a una saturazione arteriosa di ossigeno (SaO2) o a una saturazione periferica di ossigeno (SpO2) compresa tra l'89% e il 90%. Quando la PaO2 scende al di sotto di 60 mm Hg, la saturazione di ossigeno nel sangue può diminuire drasticamente, portando a una significativa riduzione del contenuto arterioso di ossigeno e potenzialmente causando ipossia tissutale.

Oltre all'ipossiemia arteriosa, in rari casi può essere necessaria l'integrazione di ossigeno. Anemia grave, traumi e pazienti critici chirurgici possono ridurre l'ipossia tissutale aumentando i livelli di ossigeno arterioso. Nei pazienti con avvelenamento da monossido di carbonio (CO), l'integrazione di ossigeno può aumentare il contenuto di ossigeno disciolto nel sangue, sostituire il CO legato all'emoglobina e aumentare la percentuale di emoglobina ossigenata. Dopo l'inalazione di ossigeno puro, l'emivita della carbossiemoglobina è di 70-80 minuti, mentre l'emivita quando si respira aria ambiente è di 320 minuti. In condizioni di ossigeno iperbarico, l'emivita della carbossiemoglobina si riduce a meno di 10 minuti dopo l'inalazione di ossigeno puro. L'ossigeno iperbarico è generalmente utilizzato in situazioni con alti livelli di carbossiemoglobina (>25%), ischemia cardiaca o anomalie sensoriali.

Nonostante la mancanza di dati a supporto o dati inaccurati, anche altre patologie possono trarre beneficio dall'integrazione di ossigeno. L'ossigenoterapia è comunemente utilizzata per la cefalea a grappolo, le crisi dolorose da anemia falciforme, il sollievo dalla difficoltà respiratoria senza ipossiemia, lo pneumotorace e l'enfisema mediastinico (favorendo l'assorbimento d'aria dal torace). Esistono prove che suggeriscono che un elevato livello di ossigeno intraoperatorio possa ridurre l'incidenza di infezioni del sito chirurgico. Tuttavia, l'integrazione di ossigeno non sembra ridurre efficacemente la nausea/vomito postoperatori.

Con il miglioramento della capacità di erogazione di ossigeno in ambito ambulatoriale, anche l'uso dell'ossigenoterapia a lungo termine (LTOT) è in aumento. Gli standard per l'implementazione dell'ossigenoterapia a lungo termine sono già molto chiari. L'ossigenoterapia a lungo termine è comunemente utilizzata per la broncopneumopatia cronica ostruttiva (BPCO).
Due studi su pazienti con BPCO ipossiemica forniscono dati a supporto della LTOT. Il primo studio è stato il Nocturnal Oxygen Therapy Trial (NOTT), condotto nel 1980, in cui i pazienti sono stati assegnati in modo casuale a ossigenoterapia notturna (almeno 12 ore) o continua. A 12 e 24 mesi, i pazienti che ricevono solo ossigenoterapia notturna presentano un tasso di mortalità più elevato. Il secondo esperimento è stato il Medical Research Council Family Trial, condotto nel 1981, in cui i pazienti sono stati divisi in modo casuale in due gruppi: coloro che non ricevevano ossigeno o coloro che lo ricevevano per almeno 15 ore al giorno. Analogamente al test NOTT, il tasso di mortalità nel gruppo anaerobico era significativamente più elevato. I soggetti di entrambi gli studi erano pazienti non fumatori che avevano ricevuto il trattamento massimo e presentavano condizioni stabili, con una PaO2 inferiore a 55 mm Hg, oppure pazienti con policitemia o cardiopatia polmonare con una PaO2 inferiore a 60 mm Hg.

Questi due esperimenti indicano che integrare l'ossigeno per più di 15 ore al giorno è meglio che non riceverlo completamente, e che l'ossigenoterapia continua è migliore del trattamento notturno. I criteri di inclusione per questi studi costituiscono la base per le attuali compagnie di assicurazione sanitaria e ATS per lo sviluppo di linee guida per la LTOT. È ragionevole dedurre che la LTOT sia accettata anche per altre malattie cardiovascolari ipossiche, ma attualmente mancano prove sperimentali rilevanti. Un recente studio multicentrico non ha rilevato alcuna differenza nell'impatto dell'ossigenoterapia sulla mortalità o sulla qualità della vita nei pazienti con BPCO con ipossiemia che non soddisfaceva i criteri di riposo o era causata solo dall'esercizio fisico.

Talvolta i medici prescrivono l'integrazione di ossigeno durante la notte ai pazienti che presentano una grave diminuzione della saturazione di ossigeno nel sangue durante il sonno. Attualmente non vi sono prove evidenti a supporto dell'uso di questo approccio nei pazienti con apnea notturna ostruttiva. Per i pazienti con sindrome da apnea notturna ostruttiva o ipopnea da obesità che causa difficoltà respiratorie notturne, la ventilazione non invasiva a pressione positiva (NPV) piuttosto che l'integrazione di ossigeno è il principale metodo di trattamento.

Un altro aspetto da considerare è la necessità di integrazione di ossigeno durante il viaggio aereo. La maggior parte degli aerei commerciali aumenta in genere la pressione in cabina a un'altitudine equivalente a 8000 piedi, con una tensione di ossigeno inalato di circa 108 mm Hg. Per i pazienti con malattie polmonari, una diminuzione della tensione di ossigeno inalato (PiO2) può causare ipossiemia. Prima del viaggio, i pazienti devono sottoporsi a una valutazione medica completa, che includa l'emogasanalisi arteriosa. Se la PaO2 del paziente a terra è ≥ 70 mm Hg (SpO2>95%), è probabile che la sua PaO2 durante il volo superi i 50 mm Hg, valore generalmente considerato sufficiente per affrontare un'attività fisica minima. Per i pazienti con SpO2 o PaO2 basse, può essere preso in considerazione un test del cammino di 6 minuti o un test di simulazione dell'ipossia, respirando in genere ossigeno al 15%. Se si verifica ipossiemia durante il viaggio aereo, l'ossigeno può essere somministrato attraverso una cannula nasale per aumentare l'assunzione di ossigeno.

Basi biochimiche dell'avvelenamento da ossigeno

La tossicità dell'ossigeno è causata dalla produzione di specie reattive dell'ossigeno (ROS). Le ROS sono radicali liberi derivati ​​dall'ossigeno con un elettrone orbitale spaiato che possono reagire con proteine, lipidi e acidi nucleici, alterandone la struttura e causando danni cellulari. Durante il normale metabolismo mitocondriale, una piccola quantità di ROS viene prodotta come molecola di segnalazione. Le cellule immunitarie utilizzano le ROS anche per uccidere i patogeni. Le ROS includono superossido, perossido di idrogeno (H₂O₂) e radicali idrossilici. Un eccesso di ROS supererà invariabilmente le funzioni di difesa cellulare, portando alla morte o inducendo danni cellulari.

Per limitare il danno mediato dalla generazione di ROS, il meccanismo di protezione antiossidante delle cellule può neutralizzare i radicali liberi. La superossido dismutasi converte il superossido in H₂O₂, che viene poi convertito in H₂O e O₂ dalla catalasi e dalla glutatione perossidasi. Il glutatione è una molecola importante che limita il danno da ROS. Altre molecole antiossidanti includono alfa-tocoferolo (vitamina E), acido ascorbico (vitamina C), fosfolipidi e cisteina. Il tessuto polmonare umano contiene elevate concentrazioni di antiossidanti extracellulari e isoenzimi della superossido dismutasi, rendendolo meno tossico quando esposto a concentrazioni più elevate di ossigeno rispetto ad altri tessuti.

Il danno polmonare mediato da ROS indotto dall'iperossia può essere suddiviso in due fasi. In primo luogo, c'è la fase essudativa, caratterizzata dalla morte delle cellule epiteliali alveolari di tipo 1 e delle cellule endoteliali, dall'edema interstiziale e dal riempimento di neutrofili essudativi negli alveoli. Successivamente, c'è una fase di proliferazione, durante la quale le cellule endoteliali e le cellule epiteliali di tipo 2 proliferano e ricoprono la membrana basale precedentemente esposta. Le caratteristiche del periodo di recupero dal danno da ossigeno sono la proliferazione dei fibroblasti e la fibrosi interstiziale, ma l'endotelio capillare e l'epitelio alveolare mantengono ancora un aspetto pressoché normale.
Manifestazioni cliniche della tossicità polmonare da ossigeno

Il livello di esposizione al quale si verifica la tossicità non è ancora chiaro. Quando la FIO2 è inferiore a 0,5, la tossicità clinica generalmente non si verifica. I primi studi sull'uomo hanno rilevato che l'esposizione a quasi il 100% di ossigeno può causare anomalie sensoriali, nausea e bronchite, oltre a ridurre la capacità polmonare, la capacità di diffusione polmonare, la compliance polmonare, la PaO2 e il pH. Altri problemi correlati alla tossicità dell'ossigeno includono l'atelettasia da assorbimento, l'ipercapnia indotta dall'ossigeno, la sindrome da distress respiratorio acuto (ARDS) e la displasia broncopolmonare neonatale (BPD).
Atelettasia assorbente. L'azoto è un gas inerte che si diffonde molto lentamente nel flusso sanguigno rispetto all'ossigeno, svolgendo quindi un ruolo nel mantenimento dell'espansione alveolare. Quando si utilizza ossigeno al 100%, a causa del tasso di assorbimento dell'ossigeno che supera la velocità di erogazione del gas fresco, la carenza di azoto può portare al collasso alveolare in aree con un rapporto ventilazione/perfusione alveolare (V/Q) inferiore. Soprattutto durante l'intervento chirurgico, l'anestesia e la paralisi possono portare a una riduzione della funzionalità polmonare residua, favorendo il collasso delle piccole vie aeree e degli alveoli, con conseguente rapida insorgenza di atelettasia.

Ipercapnia indotta dall'ossigeno. I pazienti con BPCO grave sono inclini a ipercapnia grave quando esposti ad alte concentrazioni di ossigeno durante il peggioramento delle loro condizioni. Il meccanismo di questa ipercapnia è l'inibizione della capacità dell'ipossiemia di guidare la respirazione. Tuttavia, in ogni paziente, sono in gioco altri due meccanismi, a vari livelli.
L'ipossiemia nei pazienti con BPCO è il risultato di una bassa pressione parziale alveolare di ossigeno (PAO2) nella regione a basso rapporto V/Q. Per minimizzare l'impatto di queste regioni a basso rapporto V/Q sull'ipossiemia, due reazioni della circolazione polmonare – la vasocostrizione polmonare ipossica (HPV) e la vasocostrizione polmonare ipercapnica – trasferiscono il flusso sanguigno verso aree ben ventilate. Quando l'integrazione di ossigeno aumenta la PAO2, l'HPV diminuisce significativamente, aumentando la perfusione in queste aree, con conseguente riduzione del rapporto V/Q. Questi tessuti polmonari sono ora ricchi di ossigeno, ma hanno una minore capacità di eliminare la CO2. L'aumento della perfusione di questi tessuti polmonari avviene a scapito delle aree con una migliore ventilazione, che non possono rilasciare grandi quantità di CO2 come in precedenza, con conseguente ipercapnia.

Un altro motivo è l'indebolimento dell'effetto Haldane, il che significa che, rispetto al sangue ossigenato, il sangue deossigenato può trasportare più CO2. Quando l'emoglobina viene deossigenata, lega più protoni (H+) e CO2 sotto forma di esteri amminici. Man mano che la concentrazione di desossiemoglobina diminuisce durante l'ossigenoterapia, diminuisce anche la capacità tampone di CO2 e H+, indebolendo così la capacità del sangue venoso di trasportare CO2 e portando a un aumento della PaCO2.

Quando si somministra ossigeno a pazienti con ritenzione cronica di CO2 o ad alto rischio, soprattutto in caso di ipossiemia estrema, è estremamente importante regolare con precisione la FiO2 per mantenere la SpO2 nell'intervallo 88%~90%. Numerosi casi clinici indicano che la mancata regolazione dell'O2 può portare a conseguenze negative; uno studio randomizzato condotto su pazienti con riacutizzazione acuta di CODP durante il trasporto in ospedale lo ha indubbiamente dimostrato. Rispetto ai pazienti senza restrizione di ossigeno, i pazienti assegnati in modo casuale alla supplementazione di ossigeno per mantenere la SpO2 nell'intervallo 88%-92% hanno avuto tassi di mortalità significativamente inferiori (7% contro 2%).

ARDS e BPD. È stato scoperto da tempo che la tossicità dell'ossigeno è associata alla fisiopatologia dell'ARDS. Nei mammiferi non umani, l'esposizione al 100% di ossigeno può portare a danni alveolari diffusi e, in ultima analisi, alla morte. Tuttavia, l'evidenza esatta della tossicità dell'ossigeno nei pazienti con gravi malattie polmonari è difficile da distinguere dal danno causato da patologie sottostanti. Inoltre, molte malattie infiammatorie possono indurre una sovraregolazione della funzione di difesa antiossidante. Pertanto, la maggior parte degli studi non è riuscita a dimostrare una correlazione tra un'eccessiva esposizione all'ossigeno e un danno polmonare acuto o ARDS.

La malattia polmonare delle membrane ialine è una patologia causata dalla carenza di sostanze tensioattive, caratterizzata da collasso alveolare e infiammazione. I neonati prematuri con malattia polmonare delle membrane ialine necessitano tipicamente di inalazione di alte concentrazioni di ossigeno. La tossicità dell'ossigeno è considerata un fattore importante nella patogenesi della BPD, anche nei neonati che non necessitano di ventilazione meccanica. I neonati sono particolarmente suscettibili al danno da ossigeno elevato perché le loro funzioni di difesa antiossidante cellulare non sono ancora completamente sviluppate e maturate; la retinopatia del prematuro è una malattia associata a stress ripetuto di ipossia/iperossia, e questo effetto è stato confermato nella retinopatia del prematuro.
L'effetto sinergico della tossicità polmonare dell'ossigeno

Esistono diversi farmaci che possono aumentare la tossicità dell'ossigeno. L'ossigeno aumenta i ROS prodotti dalla bleomicina e inattiva la bleomicina idrolasi. Nei criceti, un'elevata pressione parziale di ossigeno può esacerbare il danno polmonare indotto dalla bleomicina e sono stati segnalati casi di ARDS in pazienti sottoposti a trattamento con bleomicina ed esposti a un'elevata FiO2 durante il periodo perioperatorio. Tuttavia, uno studio prospettico non è riuscito a dimostrare un'associazione tra esposizione ad alte concentrazioni di ossigeno, precedente esposizione alla bleomicina e grave disfunzione polmonare postoperatoria. Il paraquat è un erbicida commerciale che è un altro potenziatore della tossicità dell'ossigeno. Pertanto, quando si ha a che fare con pazienti con avvelenamento da paraquat ed esposizione alla bleomicina, la FiO2 deve essere ridotta al minimo possibile. Altri farmaci che possono esacerbare la tossicità dell'ossigeno includono disulfiram e nitrofurantoina. Le carenze di proteine ​​e nutrienti possono causare gravi danni all'ossigeno, che possono essere dovuti alla mancanza di aminoacidi contenenti tioli, essenziali per la sintesi del glutatione, nonché alla mancanza di vitamine antiossidanti A ed E.
Tossicità dell'ossigeno in altri sistemi di organi

L'iperossia può causare reazioni tossiche a organi esterni ai polmoni. Un ampio studio di coorte retrospettivo multicentrico ha mostrato un'associazione tra aumento della mortalità e livelli elevati di ossigeno dopo una rianimazione cardiopolmonare (RCP) riuscita. Lo studio ha rilevato che i pazienti con PaO2 superiore a 300 mm Hg dopo RCP presentavano un rapporto di rischio di mortalità intraospedaliera di 1,8 (IC al 95%, 1,8-2,2) rispetto ai pazienti con livelli di ossigeno nel sangue normali o ipossiemia. La ragione dell'aumento del tasso di mortalità è il deterioramento della funzionalità del sistema nervoso centrale dopo un arresto cardiaco causato da danno da riperfusione ad alto contenuto di ossigeno mediato da ROS. Uno studio recente ha anche descritto un aumento del tasso di mortalità nei pazienti con ipossiemia dopo intubazione in pronto soccorso, che è strettamente correlato al grado di PaO2 elevata.

Per i pazienti con lesioni cerebrali e ictus, la somministrazione di ossigeno a pazienti senza ipossiemia non sembra avere alcun beneficio. Uno studio condotto da un centro traumatologico ha rilevato che, rispetto ai pazienti con livelli normali di ossigeno nel sangue, i pazienti con lesioni cerebrali traumatiche sottoposti a trattamento con ossigenoterapia ad alto dosaggio (PaO2>200 mm Hg) presentavano un tasso di mortalità più elevato e un punteggio Glasgow Coma Score inferiore alla dimissione. Un altro studio su pazienti sottoposti a ossigenoterapia iperbarica ha mostrato una prognosi neurologica sfavorevole. In un ampio studio multicentrico, la somministrazione di ossigeno a pazienti con ictus acuto senza ipossiemia (saturazione superiore al 96%) non ha avuto alcun beneficio in termini di mortalità o prognosi funzionale.

Nell'infarto miocardico acuto (IMA), l'integrazione di ossigeno è una terapia comunemente utilizzata, ma il valore dell'ossigenoterapia per questi pazienti è ancora controverso. L'ossigeno è necessario nel trattamento dei pazienti con infarto miocardico acuto con ipossiemia concomitante, poiché può salvare vite umane. Tuttavia, i benefici dell'integrazione di ossigeno tradizionale in assenza di ipossiemia non sono ancora chiari. Alla fine degli anni '70, uno studio randomizzato in doppio cieco ha arruolato 157 pazienti con infarto miocardico acuto non complicato e ha confrontato l'ossigenoterapia (6 L/min) con l'assenza di ossigenoterapia. È stato riscontrato che i pazienti sottoposti a ossigenoterapia presentavano una maggiore incidenza di tachicardia sinusale e un maggiore aumento degli enzimi miocardici, ma non vi era alcuna differenza nel tasso di mortalità.

Nei pazienti con infarto miocardico acuto con sopraslivellamento del tratto ST senza ipossiemia, l'ossigenoterapia con cannula nasale a 8 L/min non è efficace rispetto all'inalazione di aria ambiente. In un altro studio sull'inalazione di ossigeno a 6 L/min e l'inalazione di aria ambiente, non è stata riscontrata alcuna differenza nei tassi di mortalità e riammissione a 1 anno tra i pazienti con infarto miocardico acuto. Il controllo della saturazione di ossigeno nel sangue tra il 98% e il 100% e tra il 90% e il 94% non ha alcun beneficio nei pazienti con arresto cardiaco extraospedaliero. I potenziali effetti dannosi di un elevato livello di ossigeno sull'infarto miocardico acuto includono costrizione delle arterie coronarie, alterazione della distribuzione del flusso sanguigno nel microcircolo, aumento dello shunt funzionale dell'ossigeno, riduzione del consumo di ossigeno e aumento del danno da ROS nell'area riperfusa con successo.

Infine, studi clinici e metanalisi hanno indagato i valori target di SpO2 appropriati per i pazienti ospedalizzati in condizioni critiche. Uno studio clinico randomizzato, in aperto, condotto in un singolo centro, ha confrontato l'ossigenoterapia conservativa (target di SpO2 94%~98%) con la terapia tradizionale (valore di SpO2 97%~100%) su 434 pazienti ricoverati in terapia intensiva. Il tasso di mortalità in terapia intensiva dei pazienti assegnati in modo casuale a ricevere ossigenoterapia conservativa è migliorato, con minori tassi di shock, insufficienza epatica e batteriemia. Una successiva metanalisi ha incluso 25 studi clinici che hanno reclutato oltre 16.000 pazienti ospedalizzati con diagnosi diverse, tra cui ictus, trauma, sepsi, infarto del miocardio e chirurgia d'urgenza. I risultati di questa metanalisi hanno mostrato che i pazienti sottoposti a strategie di ossigenoterapia conservativa presentavano un aumento del tasso di mortalità ospedaliera (rischio relativo, 1,21; IC al 95%, 1,03-1,43).

Tuttavia, due successivi studi su larga scala non sono riusciti a dimostrare alcun impatto delle strategie conservative di ossigenoterapia sul numero di giorni senza ventilazione nei pazienti con malattie polmonari o sul tasso di sopravvivenza a 28 giorni nei pazienti con ARDS. Recentemente, uno studio su 2541 pazienti sottoposti a ventilazione meccanica ha rilevato che la supplementazione mirata di ossigeno entro tre diversi intervalli di SpO2 (88%~92%, 92%~96%, 96%~100%) non ha influenzato esiti quali giorni di sopravvivenza, mortalità, arresto cardiaco, aritmia, infarto del miocardio, ictus o pneumotorace senza ventilazione meccanica entro 28 giorni. Sulla base di questi dati, le linee guida della British Thoracic Society raccomandano un intervallo target di SpO2 compreso tra il 94% e il 98% per la maggior parte dei pazienti adulti ospedalizzati. Ciò è ragionevole perché una SpO2 compresa in questo intervallo (considerando l'errore di ± 2%~3% dei pulsossimetri) corrisponde a un intervallo di PaO2 di 65-100 mm Hg, che è sicuro e sufficiente per i livelli di ossigeno nel sangue. Per i pazienti a rischio di insufficienza respiratoria ipercapnica, un valore compreso tra l'88% e il 92% è un obiettivo più sicuro per evitare l'ipercapnia causata dall'O2.