Detecting pulmonary oxygen toxicity using exhaled breath markers

Blootstelling aan hoge concentraties zuurstof leidt tot pulmonale zuurstoftoxiciteit. In het beginstadium van dit ziektebeeld zijn de klachten nog reversibel, maar aanhoudende blootstelling leidt tot blijvende longschade. Dit is een probleem voor mensen die herhaaldelijk, voor lange tijd of aan zeer hoge zuurstofconcentraties worden blootgesteld; zoals beroepsduikers, in het bijzonder militaire zuurstofduikers, alsmede patiënten die langdurig behandeld worden met hyperbare zuurstoftherapie. De huidige ‘veilige grenzen’ van blootstelling zijn gebaseerd op gedateerd onderzoek, waarbij de destijds gebruikte onderzoekstechniek (longfunctieonderzoek) onvoldoende betrouwbaar blijkt te zijn voor nauwkeurige detectie van dit ziektebeeld.
Dit proefschrift beschrijft studies waarbij proefpersonen worden blootgesteld aan hyperbare hyperoxie onder verschillende omstandigheden, met variatie in de tijdsduur en partiële druk van zuurstof, alsmede een onderzoek dat zich gericht heeft op de omstandigheden zoals bij hyperbare zuurstoftherapie. De uitgeademde lucht van de proefpersonen is geanalyseerd middels gaschromatografie-massa spectrometrie (GC-MS), waarbij het mogelijk is om vluchtige organische componenten (VOC’s) in uitgeademde lucht te detecteren. Bij de verschillende experimenten werden soorgelijke VOC’s gevonden, passende bij ontsteking en beschadiging van het celmembraan van de longblaasjes.
Daarnaast is de uitgeademde lucht geanalyseerd met behulp van een elektronische neus (eNose): hiermee kunnen real-time karakteristieken van de uitgeademde lucht ‘geroken’ worden door metaaloxide sensoren. Met behulp van Two-Way Orthogonal Partial Least Squares regressie werden de resultaten van eNose aan de GC-MS-bevindingen gekoppeld. Hierdoor kan de bijdrage van sensoren aan detectie van specifieke moleculen worden beoordeeld.
Dit proefschrift is de basis voor vervolgonderzoek naar markers van pulmonale zuurstoftoxiciteit in uitgeademde lucht.