Wat is zuurstoftoxiciteit?
Zuurstoftoxiciteit is een aandoening die optreedt wanneer men te veel zuivere zuurstof inademt. Ademende lucht is ongeveer 21 procent zuurstof; de rest bestaat uit stikstof en een verscheidenheid aan andere stoffen. Wanneer moleculaire zuurstof of O2 in een hogere verhouding wordt ingeademd, kunnen verschillende symptomen optreden, waaronder tunnelvisie, misselijkheid en ontsteking van de luchtwegen. Verschillende vormen van zuurstoftoxiciteit kunnen het gevolg zijn van verschillende vormen van blootstelling aan verhoogde zuurstofniveaus. Schade aan het centrale zenuwstelsel heeft de neiging om het gevolg te zijn van hoge druk, kortdurende blootstelling aan verhoogde zuurstofniveaus, terwijl langdurige blootstelling aan verhoogde zuurstofniveaus bij normale atmosferische druk vaak leidt tot long- of oculaire problemen.
De zuurstoftoxiciteit van het centrale zenuwstelsel treedt meestal alleen op bij hoge druk, dus het is vooral een probleem voor duikers en anderen die tijd doorbrengen in omstandigheden die hoger zijn dan de atmosferische druk. Wanneer een duiker dieper het water in gaat, neemt de partiële druk van eventuele gassen in zijn tank evenredig met zijn diepte toe. Zuurstoftoxiciteit van het centrale zenuwstelsel is dus mogelijk op voldoende diepten, omdat de duiker zuurstof inademt bij een aanzienlijk hogere dan normale atmosferische druk. Dit kan leiden tot een breed scala aan symptomen, waaronder misselijkheid; duizeligheid; spiertrekkingen; en in ernstige gevallen, epileptische aanvallen en mogelijk overlijden.
Zuurstoftoxiciteit is nog steeds mogelijk bij normale atmosferische druk; dit gebeurt wanneer de fractie zuurstof in de lucht aanzienlijk hoger is dan de normaal van ongeveer 21 procent. Toxiciteit kan optreden bij 50 procent zuurstof of hoger, hoewel het over het algemeen vrij lang duurt, meestal meer dan 24 uur, voordat de symptomen zich voordoen. Bij meer dan 100 procent zuurstof kunnen symptomen veel sneller optreden, meestal na 14 uur maar soms na slechts vier uur. Zuurstoftoxiciteit die optreedt als gevolg van langdurige blootstelling aan hoge niveaus van zuurstof bij normale atmosferische druk leidt meestal tot longklachten in plaats van symptomen van het centrale zenuwstelsel. Dergelijke symptomen zijn onder meer ontsteking van de luchtwegen en longen, hoesten, ademhalingsproblemen en koorts.
Een verscheidenheid aan chemische mechanismen gerelateerd aan cellulaire ademhaling en metabolisme zijn verantwoordelijk voor de symptomen die samenhangen met zuurstoftoxiciteit. Hoewel zuurstof nodig is voor cellulaire ademhaling, leiden hoger dan normale concentraties tot de productie van zeer reactieve bijproducten die aanzienlijke schade aan cellen kunnen veroorzaken. Soortgelijke zeer reactieve chemische soorten komen regelmatig in het lichaam binnen of worden er door het lichaam geproduceerd, maar het lichaam bezit veel systemen die schade kunnen voorkomen of herstellen. Systemen van het lichaam zijn niet in staat om de productie van deze destructieve elementen bij te houden onder verhoogde zuurstofomstandigheden, zodat zuurstoftoxiciteit in de vorm van celschade optreedt.