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氧氣中毒

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氧氣中毒
Oxygen toxicity
Three men inside a pressure chamber. One is breathing from a mask and the other two are timing and taking notes.
在1942-1943年，英國政府對潛水員的氧氣中毒症狀進行了大量的實驗。該艙加壓至3.7大氣壓力。圖片中間的人正透過面罩呼吸100％濃度的氧氣。[1]
類型中毒[*]
分類和外部資源
醫學專科急診醫學
ICD-10T59.8
ICD-9-CM987.8
MeSHD018496
[編輯此條目的維基數據]

氧氣中毒（英語：Oxygen toxicity），是指吸入高濃度高壓氧氣的不良反應，又稱氧氣毒性症，氧氣毒性。這種症狀歷史上曾稱以發現及描述此病症的19世紀研究員命名，其對中樞神經系統的影響稱為保羅·伯特（英語：Paul Bert）症，對肺的影響則稱為勞倫史密斯（英語：James Lorrain Smith）症。氧氣中毒嚴重時會導致細胞的受損及死亡，多數症狀表現在中樞神經系統、肺和眼睛。氧氣中毒可能對潛水員、依賴高濃度氧氣維生的人（例如早產嬰兒）以及進行高壓氧療的人造成威脅。

吸入加壓的氧氣會導致人體組織中氧含量過高，從而形成高氧症（英語：hyperoxia）。暴露在高壓氧氣中的類型不同，人體所受到的影響也不同。人體短時間內暴露在高於大氣中氧氣分壓的氧氣中會導致中樞神經系統中毒，長時間或暴露於標準氣壓下的氧氣時則會導致肺部和眼睛中毒。症狀可能包括迷失方向、呼吸困難、視力改變（例如近視）。如果更長時間地暴露於氧分壓高於標準大氣壓的氧氣中，或者短時間暴露在極高壓的氧氣中，則會導致細胞膜氧化應激、肺泡萎縮、視網膜脫落以及癲癇發作。氧氣中毒的處置方法是減少與高壓氧氣的接觸。有研究表明，長期來說，人體可以在氧氣中毒後恢復到健康狀態。

避免氧氣中毒的醫學指南可適用於需要呼吸氣體中的氧氣分壓較高，大於空氣中氧氣分壓的場合，包括使用壓縮呼吸氣體（英語：breathing gases）的潛水員、高壓治療、新生兒護理（英語：neonatal care）及載人航天。因為這些醫學指南，因氧氣中毒造成的癲癇發作越來越少，而肺部及眼睛的損傷主要局限於早產兒護理時才會出現。

近年來，氧氣也會用在一些非醫療性應用中，例如氧氣吧（英語：oxygen bar）。美國食品藥品監督管理局建議有心臟或肺部疾病的人不要去氧氣吧。水肺潛水員會呼吸高濃度的氧氣，甚至濃度會到100%，因此需針對使用這類氣體進行特別的訓練。

分類

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The effects of high inspired oxygen pressure: (1) chemical toxicity, pulmonary damage, hypoxemia; (2) retinal damage, erythrocyte hemolysis, liver damage, heart damage, endocrine effects, kidney damage, destruction of any cell; (3) toxic effects on central nervous system, twitching, convulsions, death.
吸入高壓氧氣可導致一些不利影響

氧氣中毒可以按受影響對象分為三種主要類型：[2][3][4]

  • 中樞神經系統：在高壓的情況下抽搐，然後神志不清；
  • 肺部：於不停增加壓力時呼吸困難和胸部疼痛；
  • 眼睛（視網膜病變症狀）：在高壓的情況下眼部特徵改變。

中樞神經系統氧氣中毒的症狀包括癲癇發作、短暫的四肢僵硬並伴有抽搐和神志不清，這對於承受超過大氣壓的潛水員來說是致命的。肺部氧氣中毒會導致肺部受損、呼吸疼痛和呼吸困難。氧氣中毒造成的眼部氧化損傷可能導致近視或部分視網膜脫落。在供氧是處置的一步時，特別是對新生兒來說，肺部和眼部的損傷最容易發生，這也是高壓氧療中的一個引人關注的問題。

人體內的任何細胞都可能發生氧化損傷，但其主要影響上述三者。紅細胞也可能發生氧化損傷，從而引發溶血反應[5][6]。肝臟[7]、心肌[8]、內分泌腺（腎上腺、生殖腺和甲狀腺）[9][10][11]和腎[12]的細胞也會受到氧化損傷的影響。[2][13]

在非正常的情況下，氧氣中毒對組織的影響是可視的。有研究懷疑在太空飛行時，高濃度氧氣會對骨骼造成損傷[14]。

症狀及體徵

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Donald進行的36人在壓力相當於水深27米時的乾燥氧氣毒性試驗結果[1]
暴露時間(分鐘) 人數 症狀
96 1 嚴重頭暈肌肉痙攣、嘔吐
60–69 3 嘴唇抽動、不舒適噁心眩暈、手臂抽動
50–55 4 嚴重嘴唇抽動、眩暈、囈語、嗜睡
31–35 4 噁心眩暈、嘴唇身體抽動
21–30 6 身體抽動、疲勞、 嚴重嘴唇抽動、上腹癲癇、失憶
16–20 8 身體抽動、眩暈、上腹癲癇、 呼吸急促
11–15 4 呼吸控制、嘴唇抽動、昏迷、噁心、頭腦混亂
6–10 6 眩暈、嘴唇抽動、癢灼感、嚴重噁心、打嗝

原因

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人體當暴露在氧氣分壓大於大氣中的氧氣分壓的氧氣中時，就可能引起氧氣中毒。氧氣中毒主要發生在以下三種情況中：潛水、高壓氧療以及提供額外氧氣的時候（特別是對新生兒而言）。各情況下的危險因素（英語：risk factors）都有顯著的不同。

中樞神經系統毒性

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參見：技術潛水

潛水員和進行高壓氧療的患者最可能暴露在超過160千帕斯卡的氧氣分壓（約為標準大氣中氧氣分壓的八倍）的氧氣中數分鐘至數小時不等，而這常常與中樞神經系統中毒有關。因為海平面大氣壓通常只有約100千帕斯卡，中樞神經系統中毒可以只發生在外界壓力（英語：ambient pressure）比通常情況高的高壓氧治療的情況下。[15][16] 在60米水深下呼吸氧氣的潛水員面臨着氧氣中毒「衝擊」（癲癇發作）的危險。當潛水員在較淺的深度下吸入高氧氣體等混入氧氣的混合氣體時，類似情況也可能發生。潛水員只有在最大工作水深（英語：maximum operating depth）下才能吸入這類混合物。[17]

Pulmonary toxicity tolerance curves. Refer to caption.
吸入氧氣時典型的肺活量減少的典型曲線。 如果處在氧氣100千帕下長時間（約為12小時） 將有高概率造成 肺部氧氣中毒 Lambertsen在1987年總結道人體可以無限期地忍受50千帕下的氧氣。

參見

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參考資料

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  1. ^ 1.0 1.1 Donald, Part I 1947.
  2. ^ 2.0 2.1 Clark & Thom 2003，第358–360頁.
  3. ^ Acott, Chris. Oxygen toxicity: A brief history of oxygen in diving. South Pacific Underwater Medicine Society Journal. 1999, 29 (3): 150–5 [2008-04-29]. ISSN 0813-1988. OCLC 16986801. （原始內容存檔於2010-12-25）. 
  4. ^ Beehler, CC. Oxygen and the eye. Survey of Ophthalmology. 1964, 45: 549–60. PMID 14232720. 
  5. ^ Goldstein, JR; Mengel, CE. Hemolysis in mice exposed to varying levels of hyperoxia. Aerospace Medicine. 1969, 40 (1): 12–13. PMID 5782651. 
  6. ^ Larkin, EC; Adams, JD; Williams, WT; Duncan, DM. Hematologic responses to hypobaric hyperoxia. American Journal of Physiology. 1972, 223 (2): 431–7. PMID 4403030. 
  7. ^ Schaffner, Fenton; Felig, Philip. CHANGES IN HEPATIC STRUCTURE IN RATS PRODUCED BY BREATHING PURE OXYGEN (PDF). Journal of Cell Biology. 1965, 27 (3): 505–17. PMC 2106769 可免費查閱. PMID 5885427. doi:10.1083/jcb.27.3.505. 
  8. ^ Caulfield, JB; Shelton, RW; Burke, JF. Cytotoxic effects of oxygen on striated muscle. Archives of Pathology. 1972, 94 (2): 127–32. PMID 5046798. 
  9. ^ Bean, JW; Johnson, PC. Adrenocortical response to single and repeated exposure to oxygen at high pressure. American Journal of Physiology. 1954, 179 (3): 410–4. PMID 13228600. 
  10. ^ Edstrom, JE; Rockert, H. The effect of oxygen at high pressure on the histology of the central nervous system and sympathetic and endocrine cells. Acta Physiologica Scandinavica. 1962, 55 (2–3): 255–63. PMID 13889254. doi:10.1111/j.1748-1716.1962.tb02438.x. 
  11. ^ Gersh, I; Wagner, CE. Metabolic factors in oxygen poisoning. American Journal of Physiology. 1945, 144 (2): 270–7. 
  12. ^ Hess, RT; Menzel, DB. Effect of dietary antioxidant level and oxygen exposure on the fine structure of the proximal convoluted tubules. Aerospace Medicine. 1971, 42 (6): 646–9. PMID 5155150. 
  13. ^ Clark, John M. The toxicity of oxygen. American Review of Respiratory Disease. 1974, 110 (6 Pt 2): 40–50 [2017-05-17]. PMID 4613232. （原始內容存檔於2021-02-26）.  (subscription required)
  14. ^ Patel, Dharmeshkumar N; Goel, Ashish; Agarwal, SB; Garg, Praveenkumar; Lakhani, Krishna K. Oxygen toxicity (PDF). Journal, Indian Academy of Clinical Medicine. 2003, 4 (3): 234–237 [2008-09-28]. （原始內容 (PDF)存檔於2015-09-22）. 
  15. ^ Smerz, RW. Incidence of oxygen toxicity during the treatment of dysbarism. Undersea and Hyperbaric Medicine. 2004, 31 (2): 199–202 [2008-04-30]. PMID 15485081. （原始內容存檔於2011-05-13）. 
  16. ^ Hampson, Neal B; Simonson, Steven G; Kramer, CC; Piantadosi, Claude A. Central nervous system oxygen toxicity during hyperbaric treatment of patients with carbon monoxide poisoning. Undersea and Hyperbaric Medicine. 1996, 23 (4): 215–9 [2008-04-29]. PMID 8989851. （原始內容存檔於2011-05-14）. 
  17. ^ Lang 2001，第7頁.

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引用錯誤：在<references>標籤中name屬性為「pete」的參考文獻沒有在文中使用

參考文獻

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拓展閱讀

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外部連結

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