Morphometric study on the lesions in the trachea wall in rats in hyperbaric oxygen therapy

Clinical observations and experimental research results prove the toxic effect of oxygen on the respiratory tract both in normo- and hyperbaria. The majority of available studies concern changes in the lung parenchyma, only some of them refer to the impact of hyperbaric oxygen on the respiratory tract. The objective of the study based on an animal model was to provide an evaluation of the effect of overpressure of exhaled oxygen (oxygen hyperbaria) and the time of its duration on morphological changes in the mucous and submucous membranes of the trachea. Oxygen hyperbaria corresponding to the depth of 5 – 7 metres induces temporary motor agitation and increased aggression in rats lasting from 3 to 20 minutes. Further rises of oxygen pressure cause a reduction of the agitation, whereas at the depth of 40 m it results in extreme weakening of the breathing activity and leads to the animals’ death.Growing oxygen hyperbaria causes thickening of both the mucous and submucous membranes of the rats’ trachea accompanied by narrowing of its lumen. The changes are intensified with prolonged duration of hyperbaric oxygen therapy. The most serious morphological changes were observed in the submucous membrane of the trachea. The dominant lesion consisted of an interstitial oedema with the widening of the vascular bed. Progressing hyperbaria caused thickening of the mucous and submucous membranes with a simultaneous reduction of the trachea lumen. Similar tendencies persisted with prolonged duration of hyperbaria.

Obserwacje kliniczne oraz wyniki badań doświadczalnych dowodzą toksycznego działania tlenu na drogi oddechowe zarówno w normo - jak i hiperbarii. Większość dotychczasowych opracowań dotyczy zmian w miąższu płucnym, tylko pojedyncze odnoszą się do wpływu hiperbarii tlenowej na drogi oddechowe. Celem badań własnych na modelu zwierzęcym, była ocena wpływu nadciśnienia tlenu wdychanego (hiperbarii tlenowej) i czasu stosowania tego nadciśnienia na zmiany morfologiczne w błonie śluzowej i włóknistej tchawicy. Hiperbaria tlenowa odpowiadająca głębokości do 5 - 7 metrów wywołuje u szczurów przejściowe, trwające od 3 do 20 minut pobudzenie ruchowe i zwiększenie agresywności. Dalsze zwiększanie ciśnienia tlenu powoduje zmniejszenie ich ruchliwości, a na głębokości do 40 m doprowadza do ekstremalnego osłabienia oddychania i padania zwierząt. Narastanie hiperbarii tlenowej powoduje u szczurów pogrubienie zarówno błony śluzowej jak i włóknistej tchawicy, przy równoczesnym zwężeniu jej światła. Zmiany te narastają wraz z wydłużaniem czasu działania hiperbarii tlenowej. Wśród tych zmian dominował obrzęk śródmiąższowy z poszerzeniem łożyska naczyniowego. W miarę narastania hiperbarii obserwowano pogrubienie błony śluzowej i włóknistej, przy równoczesnym zmniejszaniu się światła tchawicy. Podobne tendencje utrzymywały się wraz z narastaniem czasu działania hiperbarii.