West- Fisiología respiratoria, 11,ed

Incluye eBook

WEST Fisiología respiratoria F U N D A M E N T O S SAMPLE John B. West Andrew M. Luks 11. ª Edición

WEST FISIOLOGÍA RESPIRATORIA FUNDAMENTOS 11 . ª EDICIÓN

SAMPLE

11 . ª EDICIÓN

WEST FISIOLOGÍA RESPIRATORIA

FUNDAMENTOS

John B. West, M.D., Ph.D., D.Sc. Professor of Medicine and Physiology School of Medicine University of California, San Diego La Jolla, California Andrew M. Luks, M.D. Professor of Medicine School of Medicine University of Washington Seattle, Washington SAMPLE

Av. Carrilet n.º 3, Edi ci D Ciutat de la Justícia 08902 L’Hospitalet de Llobregat Barcelona (España) Tel.: 93 344 47 18 Fax: 93 344 47 16 e-mail: lwwespanol@wolterskluwer.com

Traducción de la 11.ª edición Gabriela Enríquez

Traducción de las anteriores ediciones Beatriz Magri Ruiz Traductora e intérprete de conferencia M. ª Jesús del Sol Jaquotot Licenciada en Medicina y Cirugía

Piedad Ussetti Gil Jefe de Sección del Servicio de Neumología Hospital Puerta de Hierro Profesor Asociado Departamento de Medicina Universidad Autónoma de Madrid

Revisión cientí ca Dr. Oscar López Santiago

Medicina Interna, Medicina Crítica y Cardioneumología Centro Médico Nacional “20 de Noviembre”. ISSSTE Centro Médico Nacional “La Raza”. IMSS Corporativo Hospital Satélite Universidad Anáhuac México

Dirección editorial: Carlos Mendoza Editora de desarrollo: Núria Llavina Gerente de mercadotecnia: Simon Kears Cuidado de la edición: Isabel Vehil Riera Composición: Servei Grà c, NJR, S.L.U.

Diseño de portada: Jesús Esteban Mendoza Murill o Impresión: C&C Offset-China/Impreso en China

Se han adoptado las medidas oportunas para con rmar la exactitud de la información presentada y describir la práctica más aceptada. No obstante, los autores, los redactores y el editor no son responsables de los errores u omisiones del texto ni de las consecuencias que se deriven de la aplicación de la información que incluye, y no dan ninguna garantía, explícita o implícita, sobre la actualidad, integridad o exactitud del contenido de la publi- cación. Esta publicación contiene información general relacionada con tratamientos y asistencia médica que no debería utilizarse en pacientes individuales sin antes contar con el consejo de un profesional médico, ya que los tratamientos clínicos que se describen no pueden considerarse recomendaciones absolutas y universales. El editor ha hecho todo lo posible para con rmar y respetar la procedencia del material que se reproduce en este libro y su copyright. En caso de error u omisión, se enmendará en cuanto sea posible. Algunos fármacos y productos sanitarios que se presentan en esta publicación sólo tienen la aprobación de la Food and Drug Admi- nistration (FDA) para un uso limitado al ámbito experimental. Compete al profesional sanitario averiguar la situación de cada fármaco o producto sanitario que pretenda utilizar en su práctica clínica, por lo que aconseja- mos la consulta con las autoridades sanitarias competentes. Derecho a la propiedad intelectual (C. P. Art. 270) Se considera delito reproducir, plagiar, distribuir o comunicar públicamente, en todo o en parte, con ánimo de lucro y en perjuicio de terceros, una obra literaria, artística o cientí ca, o su transformación, interpretación o eje- cución artística jada en cualquier tipo de soporte o comunicada a través de cualquier medio, sin la autorización de los titulares de los correspondientes derechos de propiedad intelectual o de sus cesionarios. Two Commerce Square 2001 Market Street Philadelphia, PA 19103 ISBN edición original: 978-1-9751-3918-6 SAMPLE Reservados todos los derechos. Copyright de la edición en español © 2021 Wolters Kluwer ISBN edición española: 978-84-18257-80-3 Depósito legal: M-2246-2021 Edición en español de la obra original en lengua inglesa West’s respiratory physiology: the essentials , 11th edition, de John B. West y Andrew M. Luks. Copyright © 2021 Wolters Kluwer

Para P.H.W.—John B. West Para P.A.K., R.W.G. y E.R.S.—Andrew M. Luks

SAMPLE

PREFACIO

E sta obra se publicó por primera vez hace 40 años y ha servido a varias genera- ciones de estudiantes. No en vano, se ha traducido ya a 15 idiomas. Esta nueva 11.ª edición incorpora varios cambios. En primer lugar, cuenta con muchas más pre- guntas de opción múltiple, todas redactadas para poner a prueba el razonamiento más que la memorización. Un apéndice amplio muestra las respuestas detalladas a las preguntas. Se añaden objetivos de aprendizaje a cada capítulo y se han ampliado distintos temas del texto con el n de precisar su signi cado. Se han conservado las 14 clases de 50 min en YouTube, que se basan en gran medida en el material de este libro, y cuya popularidad entre los estudiantes ya ha sido probada. La URL es http://meded.ucsd.edu/ifp/jwest/resp_phys/index.html. A pesar de estas nuevas características, los objetivos del libro no han cambiado. En primer lugar, pretende ser un texto introductorio para estudiantes de medicina y otras ciencias relacionadas con la salud. Como tal, se usará, normalmente, junto con una serie de clases, como se hace en la University of California San Diego (UCSD) School of Medicine. La primera edición se escribió porque creí que no había un texto adecuado, en aquel momento, para acompañar a la asignatura de siología de primer año. En segundo lugar, la obra está escrita como una revisión para residentes y com- pañeros de áreas como la neumología, la medicina crítica, la anestesiología y la medicina interna, particularmente para ayudarles a preparar diversos exámenes. Aquí las necesidades son diferentes. El lector está familiarizado con el tema gene- ral, pero necesita refrescar la memoria en varios puntos, y los numerosos esque- mas didácticos del libro son especialmente importantes para ello. Podría ser útil añadir una o dos palabras sobre cómo el libro encaja con las cla- ses para los estudiantes de primer año de medicina de la UCSD. Nos vemos limi- tados a unas 12 clases de 50 min sobre siología respiratoria, complementadas por dos laboratorios, tres grupos de debate y una sesión de revisión con toda la clase presente. Las clases siguen estrechamente los diferentes capítulos del libro, y la mayor parte de estos capítulos se corresponden con una sola clase. Las excep- ciones son el capítulo 5, que tiene dos (una sobre intercambio normal de gases, hipoventilación y cortocircuito; otra sobre el difícil tema de las relaciones entre ventilación y perfusión); el capítulo 6, que tiene dos (una sobre el transporte a tra- vés de la membrana alveolocapilar y otra sobre el equilibrio acidobásico), y el capí- tulo 7, que también tiene dos (sobre estática y dinámica). El capítulo 10, «Pruebas funcionales respiratorias», carece de clases, porque no forma parte del núcleo cen- tral de la asignatura; se ha incluido, en parte, por interés y, en parte, porque es importante para las personas que trabajan en laboratorios de función pulmonar. SAMPLE

vii

viii PREFACIO

Esta nueva edición se ha actualizado en muchos temas, como el intercambio de gases entre la sangre y los tejidos, las mecánicas, el control de la ventilación y el sistema respiratorio bajo presión. Además de las respuestas a las preguntas de opción múltiple, el apéndice B contiene comentarios de las respuestas a las pre- guntas, asociados con los casos clínicos al nal del capítulo. Un gran número de animaciones incluidas en el ebook, de acceso gratuito, ayudan a explicar alguno de los conceptos más complicados. La parte del texto con material adicional se señala con el siguiente símbolo . Se ha hecho un gran esfuerzo para que el libro siga siendo de pocas páginas, a pesar de las enormes tentaciones de engrosarlo. Con frecuencia, los estudiantes se preguntan si el libro es demasiado super cial. No estoy de acuerdo; de hecho, si los residentes de neumología que inician su for- mación en unidades de cuidados intensivos entendieran todos los conceptos sobre mecánica e intercambio de los gases, el mundo sería un lugar mejor. Muchos estudiantes y profesores han escrito para preguntar sobre a rmaciones del libro o para hacer sugerencias para su mejora. Respondo personalmente a cada uno de los puntos que plantean, y aprecio mucho este interés.

John B. West jwest@health.ucsd.edu Andrew M. Luks aluks@uw.edu SAMPLE

ANIMACIONES

Animación del capítulo 2: Ventilación total y ventilación alveolar. Animación del capítulo 3: Limitaciones para la difusión y la perfusión. Animación del capítulo 4: Distribución del ujo sanguíneo pulmonar. Animación del capítulo 5: Desequilibrio ventilación-perfusión. Animación del capítulo 6: Captación del CO 2 y liberación del O 2 en los capilares sisté- micos. Animación del capítulo 7: Compresión dinámica de las vías respiratorias. Animación del capítulo 8: Quimiorreceptores centrales y periféricos. Vídeo del capítulo 8: Respiración de Cheyne-Stokes en una persona sana que duerme a una altitud de 2600 m en Nepal. Animación del capítulo 9: Aclimatación a grandes altitudes.

SAMPLE

ix

ÍNDICE DE CAPÍTULOS

Prefacio vii Animaciones ix

CAPÍTULO 1

ESTRUCTURA Y FUNCIÓN—Cómo la arquitectura pulmonar contribuye a su función 1

CAPÍTULO 2

VENTILACIÓN—Cómo llega el aire a los alvéolos 15

CAPÍTULO 3

DIFUSIÓN—Cómo atraviesa el aire la membrana alveolocapilar 31

CAPÍTULO 4

FLUJO SANGUÍNEO Y METABOLISMO—Cómo la circulación pulmonar elimina los gases de los pulmones y altera algunos metabolitos 45 RELACIÓN ENTRE VENTILACIÓN Y PERFUSIÓN—Cómo las relaciones entre el aire y la sangre determinan el intercambio de gases 69 TRANSPORTE DE GASES POR LA SANGRE—Cómo se desplazan los gases hasta los tejidos periféricos 94

CAPÍTULO 5

CAPÍTULO 6

CAPÍTULO 7 MECÁNICA DE LA RESPIRACIÓN—Cómo se sostienen y se mueven los pulmones 116 CONTROL DE LA VENTILACIÓN—Cómo se regula el intercambio de gases 151 APARATO RESPIRATORIO Y ESTRÉS—Cómo se produce el intercambio de gases durante el esfuerzo, a presiones barométricas bajas y elevadas, y al nacer 172 APÉNDICE A—Símbolos, unidades y ecuaciones 213 APÉNDICE B—Respuestas 220 Índice alfabético de materias 247 SAMPLE CAPÍTULO 8 CAPÍTULO 9 CAPÍTULO 10 PRUEBAS FUNCIONALES RESPIRATORIAS—Cómo se aplica la siología respiratoria para medir la función pulmonar 195

xi

6 Transporte de gases por la sangre Cómo se desplazan los gases hasta los tejidos periféricos

A hora se considerará el transporte de los gases de la respiración, oxígeno y dióxido de carbono, por la sangre. En primer lugar, se analizarán los dos medios por los cuales el oxígeno se transporta, se disuelve en la sangre y se une a la hemoglobina, incluyendo la curva de disociación del oxígeno- hemoglobina, y los factores que afectan a la afinidad del oxígeno por la hemoglobina. A continuación se observarán los tres mecanismos por los que el dióxido de carbono es transportado en la sangre. Se considerará, después, el estado acidobásico de la sangre, y las cuatro alteraciones principales: acidosis y alcalosis respiratorias, y acidosis y alcalosis metabólicas. Por último, se hablará brevemente del intercambio de gases en los tejidos periféricos y los determinantes de las concentraciones del oxígeno en los tejidos y la sangre venosa mixta. Al final de este capítulo el lector debe ser capaz de: • Describir los principales mecanismos para transportar el oxígeno y el dióxido de carbono, y sus contribuciones relativas a las concentraciones de oxígeno y dióxido de carbono en la sangre. • Identificar factores que alteran la afinidad del oxígeno por la hemoglobina. • Comparar y contrastar las curvas de disociación del oxígeno y el dióxido de carbono. • Usar los datos de la gasometría y del diagrama de Davenport para describir el estado acidobásico. SAMPLE • Oxígeno O 2 disuelto Combinación con la hemoglobina Curva de disociación del O 2 • Dióxido de carbono Transporte del CO 2 Curva de disociación del CO 2 • Estado acidobásico Acidosis respiratoria Alcalosis respiratoria Acidosis metabólica Alcalosis metabólica • Intercambio de gases entre la sangre y los tejidos Difusión Po 2 tisular Po 2 venosa mixta

94

TRANSPORTE DE GASES POR LA SANGRE 95

• Predecir los cambios de la Po 2 en los tejidos y la sangre venosa mixta con base en los cambios del aporte de oxígeno y su consumo tisular. En capítulos previos se ha considerado el modo en que el aire se desplaza hacia y desde la membrana alveolocapilar, la difusión de gases a través de ella, el movimiento de la sangre hacia y desde la membrana, y el papel importante que desempeña la correspondencia entre la ventilación y la perfusión para un intercambio eficiente de gases. En este capítulo se verá el modo en que los gases respiratorios principales, el oxígeno y el dióxido de carbono, se transportan en la sangre, así como los determinantes principales del estado acidobásico de la sangre y el cuerpo en su totalidad. Se empezará con el transporte de oxígeno y dióxido de carbono. El O 2 se transporta por la sangre en dos formas: disuelto y combinado con la he- moglobina. O 2 disuelto Obedece a la ley de Henry, según la cual, la cantidad disuelta es proporcional a la presión parcial ( g. 6-1). Por cada mmHg de Po 2 , existe 0,003 ml O 2 /100 ml de sangre.De este modo, la sangre arterial normal, es decir, con una Po 2 de 100mmHg contiene 0,3 ml O 2 /100 ml. Resulta fácil ver que esta forma de transportar O 2 no debe ser adecuada. Supon- gamos que el gasto cardíaco durante el esfuerzo intenso es de 30 l ·min –1 . Dado que la sangre arterial contiene 0,3 ml O 2 /100 ml de sangre (es decir, 3 ml O 2 · l –1 de sangre) como O 2 disuelto, la cantidad total aportada a los tejidos es solo de 30 × 3 = 90 ml ·min –1 . Dado que los requerimientos de oxígeno tisular pueden ser de 2000 ml O 2 ·min –1 o más, el transporte aislado de O 2 en solución es insu ciente y se requiere una estrategia adicional. Combinación con la hemoglobina OXÍGENO

El hemo es un compuesto de hierro y por rina que está unido a cada una de las cuatro cadenas polipeptídicas, que juntas constituyen la proteína globina. Las cadenas son de dos tipos, α y β , y las diferencias en sus secuencias de aminoácidos dan lugar a varios tipos de hemoglobina humana. La hemoglobina normal del adulto se denomina A. La hemoglobina F (fetal) forma parte de la hemoglobina del recién nacido, y se sustituye de forma gradual aproximadamente durante el primer año de vida posnatal. La hemoglobina fetal tiene una alta a nidad por el oxígeno, lo que resulta útil porque el entorno del feto es muy hipóxico. La hemog- lobina S ( sickle , falciforme) tiene valina en lugar de ácido glutámico en las cadenas b . Esto produce una disminución de la a nidad por el O 2 y una desviación de la curva de disociación hacia la derecha, pero, y más importante, la forma desoxige- nada es poco soluble y cristaliza en el interior del hematíe. Debido a ello, la forma del hematíe cambia, dejando de ser bicóncava para tener forma de media luna o falciforme, con una mayor fragilidad y una tendencia a la formación de trombos. Se han descrito otras muchas formas de hemoglobina, algunas con a nidades extrañas por el O 2 , pero su análisis está fuera del alcance de este texto. SAMPLE

96 CAPÍTULO 6

O 2 total

22

100

18

O 2 combinado con Hb

80

14

60

Concentración de O 2 (ml/100 ml)

10

40

6

Saturación de Hb (%)

20

O 2 disuelto

2

0

40

60

80 100 600

20

P O 2 (mm Hg)

En la hemoglobina normal A, el ion ferroso puede estar oxidado en la forma férrica por la acción de diversos fármacos, entre ellos los nitritos, las sulfamidas, el agente antimicrobiano dapsona y los anestésicos locales. Esta forma férrica se denomina metahemoglobina. Se trata de una alteración congénita en la que existe un dé cit de la enzima metahemoglobina reductasa en el hematíe. La metahe- moglobina tiene poca capacidad para unirse al oxígeno y también para liberarlo en los tejidos periféricos. Otra forma anómala de hemoglobina es la sulfohemoglo- bina, que no es útil para transportar O 2 . Figura 6-1. Curva de disociación del O 2 (línea continua) para pH 7,4, Pco 2 40 mmHg y 37 °C. Se muestra también la concentración total de O 2 en sangre para una concentración de hemoglobina de 15 g/100 ml de sangre.

Curva de disociación del O 2 El O 2 forma una combinación reversible con la hemoglobina (Hb) para dar oxihe- moglobina: O 2 + Hb ⇌ HbO 2 . La cantidad unida en un momento dado es una • Tiene cuatro sitios hemo que pueden unirse al oxígeno. • La globina tiene dos cadenas α y dos cadenas β que pueden experimentar distintas mutaciones. • La hemoglobina A del adulto tiene hierro ferroso. Si se oxida en la forma férrica, se comprometen la unión del oxígeno y su liberación en los tejidos. • La hemoglobina fetal (F) tiene una alta a nidad por el oxígeno, que ayuda al feto a tolerar su ambiente hipóxico in utero . SAMPLE Hemoglobina

TRANSPORTE DE GASES POR LA SANGRE 97

función de la Po 2 . Supongamos que contamos con un número de recipientes de cristal (tonómetros), cada uno de ellos con un pequeño volumen de sangre, y aña- dimos aire con varias concentraciones de O 2 . Tras dejar un tiempo para que el aire y la sangre alcancen un equilibrio, medimos la Po 2 del aire y la concentración de O 2 de la sangre. A veces la concentración de oxígeno se denomina contenido de oxígeno. Sabiendo que en cada 100 ml de sangre/mmHg Po 2 se disolverán 0,003 ml O 2 , podemos calcular el O 2 combinado con la Hb ( g. 6-1). Obsérvese que la cantidad de O 2 transportada por la Hb aumenta rápidamente hasta una Po 2 de unos 60 mmHg, pero por encima de esta, la curva se aplana mucho. La cantidad máxima de O 2 que se puede combinar con la Hb es lo que se deno- mina capacidad de O 2 , y signi ca que todos los lugares de unión disponibles están ocupados por O 2 . Puede medirse exponiendo la sangre a una Po 2 muy elevada (600 mmHg) y restando el O 2 disuelto. Un gramo de Hb pura puede combinarse con 1,39 ml de O 2 1 , y como la sangre normal tiene unos 15 g de Hb/100 ml, la capacidad de O 2 es de unos 20,8 ml O 2 /100 ml de sangre. La saturación de O 2 de la Hb es el porcentaje de lugares de unión disponibles que tienen O 2 jado, y viene dada por: O combinado con Hb O capacidad de 2 2 100 × La saturación de O 2 de la sangre arterial con Po 2 de 100 mmHg es de, aproxi- madamente, el 97,5%, mientras que la de la sangre venosa mixta con una Po 2 de 40 mmHg es de alrededor del 75%. El cambio en la Hb desde el estado total- mente oxigenado a su estado desoxigenado se acompaña de un cambio de confor- mación en la molécula. La forma oxigenada es el estado R (relajado), mientras que la forma desoxigenada es el estado T (tenso). En general, la concentración de oxígeno de la sangre viene dada (en ml de O 2 / 100 ml de sangre) por: donde Hb es la concentración de hemoglobina en gramos/100 ml, Sat es el porcen- taje de saturación de la Hb, y Po 2 se expresa en mmHg. Al considerar esta ecuación, es importante entender las relaciones entre la Po 2 , la saturación de O 2 y la concen- tración de O 2 . Por ejemplo, supóngase que un individuo tiene una concentración de Hb de 15 g/100 ml de sangre y una Po 2 arterial de 100 mmHg. La capacidad de O 2 de este paciente será de 20,8 ml/100 ml, la saturación de O 2 será del 97,5% (con pH, Pco 2 y temperatura normales), el O 2 combinado con Hb será de 20,8 ml/100 ml y, al tomar en consideración el O 2 disuelto de 0,3 ml, la concentración total de O 2 será de 20,6 ml/100 ml de sangre. Ahora, supóngase que esta persona desarrolla anemia y que la concentración de Hb cae a 10 g/100 ml de sangre, mientras la P O 2 permanece 1 Algunas mediciones dan 1,34 o 1,36 ml. La razón es que, en condiciones normales del orga- nismo, parte de la hemoglobina se encuentra en formas como la metahemoglobina, que no pue- den combinarse con el O 2 . SAMPLE 1 39 , 100 Sat 0 003 , 2 × Hb P O × ⎛ ⎝⎜ ⎞ ⎠⎟ +

98 CAPÍTULO 6

30

Hb = 20

100

Hb = 15 (HbCO = 33%)

100

20

Saturación de HbO 2 (%)

Concentración de O 2 (ml/100 ml) 10 0

50

100

50

Hb = 10

50

0

0

0

P O 2 (mm Hg) 30 60 90 120

0

Figura 6-2. Efectos de la anemia y la policitemia sobre la concentración y la saturación de O 2 . Además, la línea discontinua muestra la curva de disociación del O 2 cuando una tercera parte de la hemoglobina normal está unida a CO. Obsérvese que la curva está desviada hacia la izquierda.

sin cambios. La saturación de O 2 no se modi cará, pero la capacidad de transporte de O 2 y la concentración de O 2 disminuirán ( g. 6-2). La forma curva de la curva de disociación del O 2 tiene varias ventajas siológicas. La parte superior aplanada signi ca que, incluso si la Po 2 del aire alveolar desciende en parte, la carga de O 2 se afectará poco. Además, a medida que el hematíe capta O 2 a lo largo del capilar pulmonar (v. g. 3-3), sigue existiendo una gran diferencia de presión parcial entre el aire alveolar y la sangre cuando la mayor parte del O 2 se ha transferido. Como resultado, se acelera el proceso de difusión. La parte inferior empinada de la curva de disociación signi ca que los tejidos periféricos pueden retirar grandes canti- dades de O 2 con solo un pequeño descenso de la Po 2 capilar. Este mantenimiento de la Po 2 de la sangre ayuda a la difusión de O 2 al interior de las células tisulares. Como la Hb reducida es de color morado, una baja saturación arterial de O 2 causa cianosis . Sin embargo, no es un signo able de desaturación leve porque su reconocimiento depende de demasiadas variables, como condiciones de ilumina- ción y pigmentación cutánea. Como lo importante es la cantidad de Hb reducida, la cianosis es notable, a menudo, cuando hay policitemia, pero es difícil de detectar en un paciente con anemia. La a nidad del O 2 por la Hb no es estática y, por el contrario, cambia por dis- tintos factores. La curva de disociación del O 2 se desplaza a la derecha, es decir, la a nidad de la Hb por el O 2 es reducida, por un aumento de la concentración de hidrogeniones (H + ), la Pco 2 , la temperatura y la concentración de 2,3-difosfogli- cerato (DPG) en los hematíes ( g. 6-3). Cambios opuestos la desvían hacia la izquierda. La mayor parte del efecto de la Pco 2 , que se conoce como efecto Bohr , puede atribuirse a su acción sobre la concentración de hidrogeniones. Una desvia- ción hacia la derecha signi ca más descarga de O 2 para una Po 2 determinada en un capilar tisular. Una forma sencilla de recordar estas desviaciones es que un mús- culo en ejercicio es ácido, hipercápnico y está caliente, y que se bene cia del aumento de la descarga de O 2 desde sus capilares. SAMPLE

TRANSPORTE DE GASES POR LA SANGRE 99

20°

38°

100

43°

% Sat.

100

Temp.

0

100

P O 2

100

20

80

40

% Sat.

70

P CO 2

60

0

H + Temp. DPG

100

P O 2

P CO 2

100

40

7,6

7,2

% Sat.

7,4

Saturación de Hb (%)

20

pH

0

100

P O 2

0

0

100

40

60

80

20

P O 2 (mm Hg)

El entorno de la Hb en el interior del hematíe también afecta a la curva de disociación. Un aumento del 2,3-DPG, que es un producto nal del metabo- lismo de los hematíes, desplaza la curva a la derecha. Un aumento de la concen- tración del 2,3-DPG se produce en la hipoxia crónica, por ejemplo, a gran altitud o en presencia de una neumopatía crónica. A causa de ello, se favorece la descarga de O 2 a los tejidos periféricos. Por el contrario, la sangre almacenada en un banco de sangre puede tener agotado el 2,3-DPG, lo que compro- mete la liberación del O 2 . Una medida útil de la posición de la curva de disocia- ción y la a nidad del O 2 por Hb es la Po 2 para una saturación de O 2 del 50%. Es lo que se conoce como P 50 , y su valor normal en la sangre humana es de unos 27 mmHg. Hay tres puntos útiles en la curva de disociación para recordar con- vertir una Po 2 determinada a su saturación aproximada. Para la sangre arterial normal son Po 2 100, So 2 97%; para la sangre venosa mixta normal Po 2 40, So 2 75%, y para la P 50 27, So 2 50%. El monóxido de carbono, que se encuentra en el humo del cigarrillo y los gases del tubo de escape del automóvil, y también se produce en los incendios, inter ere con la función de transporte de O 2 de la sangre al combinarse con la Hb para for- mar carboxihemoglobina (COHb). El CO tiene una a nidad por la Hb 240 veces superior a la del O 2 , lo que signi ca que el CO se combinará con la misma canti- dad de Hb que el O 2 cuando la presión parcial de CO es 240 veces menor. De hecho, la curva de disociación del CO tiene una forma casi idéntica a la curva de Figura 6-3. Desviación hacia la derecha de la curva de disociación del O 2 por aumento de H + , Pco 2 , temperatura y 2,3-difosfoglicerato (DPG). SAMPLE

100 CAPÍTULO 6

disociación del O 2 de la gura 6-3, con la excepción de que el eje de la Pco está muy comprimido. Por ejemplo, para una Pco de 0,16 mmHg, el 75% de la Hb está combinado con CO en forma de COHb. Por esta razón, pequeñas cantidades de CO pueden unirse a una gran cantidad de Hb en sangre, haciendo que no esté disponible para el transporte de O 2 . Si esto sucede, la concentración de Hb y la Po 2 de la sangre pueden tener valores normales, pero la concentración de O 2 estará muy disminuida. La presencia de COHb también desplaza la curva de disociación del O 2 hacia la izquierda ( g. 6-2), con lo que inter ere con la descarga de O 2 . Es una característica adicional de la toxicidad del CO.

Curva de disociación del oxígeno

• Puntos «de jación» útiles: Po 2 40, So 2 75%; Po 2 100, So 2 97%; P 50 27, So 2 50%. • La curva se desvía a la derecha con los aumentos de la temperatura, la Pco 2 , la concentración de H + y el 2,3-DPG. • Una adición pequeña de CO a la sangre causa una desviación a la izquierda y compromete la liberación del oxígeno.

DIÓXIDO DE CARBONO Transporte del CO 2 El CO 2 se transporta en la sangre de tres formas: disuelto, como bicarbonato y en combinación con proteínas como compuestos carbamino. 1. El CO 2 disuelto , al igual que el O 2 , obedece a la ley de Henry, pero el CO 2 es unas 24 veces más soluble que el O 2 , siendo su solubilidad de 0,067 ml · dl –1 ·mmHg –1 . Si bien el CO 2 disuelto desempeña un papel más relevante en su transporte que el oxígeno, sigue siendo insu ciente para desplazar hasta los pulmones todo el CO 2 que se produce en los tejidos. 2. El bicarbonato se forma en la sangre por la siguiente secuencia: SAMPLE CO H O H CO H HCO CA 2 2 2 3 3 + + + − La primera reacción es muy lenta en el plasma, aunque es rápida en el interior del hematíe debido a la presencia de la enzima anhidrasa carbó- nica (AC). La segunda reacción, la disociación iónica del ácido carbónico, es rápida sin la acción de enzima alguna. Cuando la concentración de estos iones aumenta en el hematíe, el se moviliza fuera de este, pero el H + no puede hacerlo fácilmente porque la membrana celular es relativamente imper- meable a los cationes. Así, para mantener una neutralidad eléctrica, iones de Cl – se desplazan al interior de la célula desde el plasma por medio de un inter- cambiador cloro-bicarbonato; es lo que se denomina desviación de cloruro ( g. 6-4). El desplazamiento de cloruro se produce de acuerdo con el equilibrio de Gibbs-Donnan.

TRANSPORTE DE GASES POR LA SANGRE 101

Disuelto

Disuelto

CO 2

CO 2

CO 2

CO 2

C a

CO 2 + H 2 O H 2 CO 3 CA

r b a

m i n

o H b

HCO –3

Cl – K + HCO 3 H + – Hb –

HHb

Cl – Na +

Pared capilar

HbO 2

O 2

O 2

O 2

O 2

H 2 O

H 2 O

Tejido

Plasma

Hematíe

Figura 6-4. Esquema de la captación de CO 2 y liberación de O 2 en los capilares sistémicos. En los capilares pulmonares, se produce exactamente lo opuesto.

Algunos de los iones H + liberados se unen a hemoglobina reducida:

Esto se produce porque la Hb reducida es menos ácida (mejor aceptor de protones) que la forma oxigenada. Así, la presencia de Hb reducida en la sangre periférica contribuye a la carga de CO 2 , mientras que la oxigenación que se produce en el capilar pulmonar ayuda en la descarga. El hecho de que la desoxi- genación de la sangre aumente su capacidad para transportar CO 2 es lo que se conoce como efecto Haldane . Estos acontecimientos asociados con la captación de CO 2 por la sangre aumentan el contenido osmolar del hematíe y, en con- secuencia, entra agua en la célula, con lo que aumenta su volumen. Cuando las células pasan a través de los pulmones y el CO 2 se libera, estos se encogen un poco. 3. Los compuestos carbamino se forman por la combinación de CO 2 con los grupos amino terminales de las proteínas sanguíneas. La proteína más importante es la globina de la hemoglobina: lo que da carbaminohemoglobina. Esta reacción se produce rápidamente sin acción enzimática, y la Hb reducida puede unir más CO 2 como carbaminohemoglo- bina que la HbO 2 . Así, de nuevo, la descarga de O 2 en los capilares periféricos facilita la carga de CO 2 , mientras que la oxigenación tiene el efecto opuesto. Obsérvese que la mayor parte del CO 2 está en forma de bicarbonato. La canti- dad disuelta es pequeña, así como la que está en forma de carbaminohemoglobina. Sin embargo, estas proporciones no re ejan los cambios que se producen cuando la sangre carga o descarga CO 2 . De la diferencia venosa-arterial total, un 60% SAMPLE

102 CAPÍTULO 6

puede atribuirse al HCO 3

− , un 30% a los compuestos carbamino y un 10% al

CO 2 disuelto.

Transporte de CO 2 por la sangre

Curva de disociación del CO 2 En la gura 6-5 se muestra la relación entre la Pco 2 y la concentración total de CO 2 de la sangre. Por analogía con el O 2 , a menudo se habla de la curva de disociación del CO 2 , y es mucho más lineal que la curva de disociación del O 2 (v. g. 6-1). Obsérvese también que cuanto menor es la saturación de la Hb con O 2 , mayor es la concentración de CO 2 para una Pco 2 determinada. Como ya se ha visto, este efecto Haldane puede explicarse por la mejor capacidad de la Hb reducida para tomar los hidrogeniones producidos cuando se disocia el ácido carbónico, y la mayor facilidad de la Hb reducida para formar carbaminohemoglobina. La gura 6-6 muestra que la curva de disociación del CO 2 es considerablemente más empinada que la del O 2 . Por ejemplo, en el intervalo de 40 a 50 mmHg, la concen- • Las reacciones del bicarbonato son la principal fuente de CO 2 espirado y dependen de la anhidrasa carbónica presente en el hematíe. • El transporte en la disolución representa aproximadamente el 10% del CO 2 emitido por el pulmón. • Los compuestos carbamino se forman principalmente con hemoglobina y corresponden a un 30% del CO 2 expulsado por el pulmón. • El transporte de CO 2 en forma de carbaminohemoglobina se intensi ca con la desoxigenación de la sangre.

Disuelto pequeña muestra la curva « siológica» entre la sangre arterial y la sangre venosa mixta. SAMPLE % HbO 2 Concentración de CO 2 (ml/100 ml) 20 Concentración de CO 2 50 45 a 40 60 40 Presión parcial de CO 2 (mm Hg) 20 60 40 80 0 55 40 100 P O 2 P CO 2 V – 50 0 75 97,5 Figura 6-5. Curvas de disociación del CO 2 en sangre con diferentes saturaciones de O 2 . Obsérvese que la sangre oxigenada transporta menos CO 2 para la misma Pco 2 . La gráfica

TRANSPORTE DE GASES POR LA SANGRE 103

20 30 40 50 60 10 0 Presión parcial de O 2 y CO 2 (mm Hg) 20 40 60 80 100 0 CO 2 O 2 a a v v

Concentración de O 2 o de CO 2 (ml/100 ml)

Figura 6-6. Curvas de disociación típicas del O 2 y del CO 2 representadas a la misma escala. Obsérvese que la curva del CO 2 es mucho más empinada. “a” y ν indican sangre arterial y sangre venosa mixta, respectivamente.

tración de CO 2 cambia alrededor de 4,7 mm/100 ml, en comparación con una con- centración de O 2 de solo 1,7 ml/100 ml. Esta es la razón por la que la diferencia de Po 2 entre la sangre arterial y la venosa mixta es grande (habitualmente, de unos 60 mmHg), aunque la diferencia de Pco 2 es pequeña (unos 5-7 mmHg). Como se señala en el capítulo 5, esto también explica la razón por la cual en pacientes con desequilibrio ventilación-perfusión un incremento discreto de la ventilación per- mite que la P CO 2 recupere la normalidad, pero no la P O 2 .

Curva de disociación del dióxido de carbono

• El CO 2 se transporta de tres formas: disuelto, en forma de bicarbonato o como carbaminohemoglobina.

ESTADO ACIDOBÁSICO El transporte de CO 2 tiene un efecto profundo sobre el estado acidobásico de la sangre y el organismo como un todo. Los pulmones excretan más de 10000 mEq de ácido carbónico al día, comparado con menos de 100 mEq de ácidos jados por los riñones. Por lo tanto, alterando la ventilación alveolar y, así, la eliminación de CO 2 , el cuerpo tiene mayor control sobre su equilibrio acidobásico. Este tema solo se tratará brevemente, ya que se superpone al área de la siología renal. El pH que resulta de la disolución del CO 2 en la sangre y la consiguiente diso- ciación de ácido carbónico viene dado por la ecuación de Henderson-Hasselbalch. En la ecuación: H CO H HCO 2 3 3 + − + • La curva del CO 2 tiene una mayor pendiente y es más lineal que la curva del O 2 . • La curva del CO 2 se desvía a la derecha si se producen aumentos de la So 2 (efecto Haldane). SAMPLE

104 CAPÍTULO 6

la ley de acción de masas da la constante de disociación del ácido carbónico, K' a , como: ( ) ( ) ( ) H HCO H CO + − × 3 2 3 Como la concentración de ácido carbónico es proporcional a la concentración de dióxido de carbono disuelto, podemos cambiar la constante y escribir:

H HCO CO × + ( ) ( ( )

−

)

=

K

3

A

2

Tomando logaritmos,

−

(

( HCO CO

)

log ( ) + +

log K H =

log

3

A

)

2

de donde:

−

(

( HCO CO

)

= − H K + ( )

−

+ log log

log

3

A

)

2

Como el pH es el logaritmo negativo,

−

(

HCO CO (

)

A = +

pH pK

log

3

)

2

Como el CO 2 obedece a la ley de Henry, la concentración de CO 2 (en mEq · l –1 ) puede sustituirse por (Pco 2 × 0,03). La ecuación queda:

− ) 3

(

HCO

A = +

pH pK

log

0 0 ,

3

Pco

2

− en la sangre

El valor de pK a es de 6,1, y la concentración normal de HCO 3

arterial es de 24 mEq · l –1 . Sustituyendo: Obsérvese que mientras el cociente entre la concentración de bicarbonato y (Pco 2 × 0,03) permanece igual a 20, el pH permanecerá en 7,4. La concentración de bicarbonato viene determinada sobre todo por los riñones, mientras que la P CO 2 depende ante todo de los pulmones. El pH normal oscila entre aproximadamente 7,38 y 7,42. SAMPLE pH = + = + = + 6,1 × 24 0 03 40 6,1 20 6,1 1,3 log , log Por lo tanto, pH = 7,4

TRANSPORTE DE GASES POR LA SANGRE 105

Las relaciones entre pH, Pco 2 y HCO 3 − se muestran de forma conveniente en un esquema o diagrama de Davenport ( g. 6-7). Los dos ejes muestran HCO 3 − y pH, y líneas de igual Pco 2 se extienden a través del diagrama. El plasma normal se representa por el punto A. La línea CAB muestra la relación entre el HCO 3 − y el pH cuando se añade ácido carbónico a la sangre total, es decir, es parte de la curva de titulación de la sangre, y se denomina línea amortiguadora . También, la pen-

P CO 2 (mm Hg)

50

120 80 60 40 30 20

15

40

B

30

A

C

20 HCO 3 plasmático (mEq/l) –

10

6,8

7,0

7,2 7,4

7,6

7,8 8,0

A

Unidades de pH

60

P CO 2

40

D

Resp.

40

E

Comp.

20

Renal

Comp.

B

30

Resp.

Metab.

Alc.

Figura 6-7. Diagrama de Davenport que muestra las relaciones entre HCO 3 2 . A) Muestra la línea amortiguadora normal BAC. B) Muestra los cambios que se producen en la acidosis y la alcalosis respiratorias y metabólicas (v. texto). La distancia vertical entre las líneas amortiguadoras DE y BAC es el exceso de bases, y la distancia entre las líneas GF y BAC es el dé cit de bases (o exceso de bases negativo). HCO 3 plasmático (mEq/l) – SAMPLE – , pH y Pco Comp. Resp. Ácido Ácido Alc. Resp. Renal Comp. Metab. 20 10 7,1 7,4 Acidosis Alcalosis pH 7,7 B A C F G

106 CAPÍTULO 6

diente de esta línea es más empinada que la medida en plasma separado de sangre, a causa de la presencia de hemoglobina, que tiene una acción amortiguadora adi- cional. La pendiente de la línea medida en sangre total in vitro suele ser un poco diferente de la que se observa en un paciente, debido a la acción amortiguadora del líquido intersticial y otros tejidos corporales. Si los riñones alteran la concentración plasmática de bicarbonato, la línea amortiguadora se desplaza. Un aumento de la concentración de bicarbonato des- plaza la línea amortiguadora hacia arriba, como se muestra, por ejemplo, con la línea DE de la gura 6-7. En este caso, el exceso de bases está aumentado, y viene dado por la distancia vertical entre las dos líneas amortiguadoras DE y BAC. Por el contrario, una disminución de la concentración de bicarbonato desplaza la línea amortiguadora hacia abajo (línea GF), y ahora existe un exceso de bases negativo, o dé cit de bases . Un exceso de bases superior a 2 mEq · l −1 indica alcalosis metabó- lica, mientras que un exceso de bases inferior a –2 mEq · l −1 (que también se deno- mina dé cit de bases) indica acidosis metabólica. El cociente entre el bicarbonato y la Pco 2 puede alterarse de cuatro formas: tanto la Pco 2 como el bicarbonato pueden aumentar o disminuir. Cada una de estas cuatro alteraciones origina un cambio acidobásico característico (tabla 6-1). Acidosis respiratoria La acidosis respiratoria se debe a un aumento de la Pco 2 , que disminuye el cociente HCO P 3 CO 2 − / /Pco 2 y, por tanto, desciende el pH. Se corresponde con un desplazamiento desde A hasta B, véase en la gura 6-7. Siempre que la Pco 2 aumenta, el bicarbo- nato debe también aumentar en alguna medida, a causa de la disociación del ácido carbónico producida. Esto se re eja por la pendiente ascendente izquierda de la línea amortiguadora en la gura 6-7. Sin embargo, el cociente HCO P 3 CO 2 − / /Pco 2 dismi- nuye. La retención de CO 2 puede estar causada por hipoventilación o por des- equilibrio ventilación-perfusión. Si la acidosis respiratoria persiste, los riñones responden conservando HCO 3 − . Lo que les impulsa a hacerlo es el aumento de la Pco 2 en las células tubulares rena- les, que excretan entonces una orina más ácida, secretando hidrogeniones (H + ).

Tabla 6-1. Cuatro tipos de alteraciones acidobásicas ↑ Presencia variable SAMPLE pH pK log = + HCO 0,03 P − 3 co 2 Primaria Compensación Acidosis Respiratoria Metabólica Alcalosis Respiratoria Metabólica HCO 3 − ↑ HCO 3 −

3 − ↑

HCO

TRANSPORTE DE GASES POR LA SANGRE 107

Estos se excretan en forma de H PO 2 4 aumento resultante del HCO 3 2 hacia su nivel normal. Esto corresponde al desplazamiento de B a D a lo largo de la línea de Pco 2 = 60 mmHg en la gura 6-7, y se conoce como compensación para la acido- sis respiratoria . Los acontecimientos típicos serán: − o NH 4 + ; los iones HCO 3 − se reabsorben. El − plasmático desplaza el cociente HCO P 3 CO 2 − / /Pco

× 24 0 03 40 ,

(

)

= + 6,1

= +

= 20 7 4 ,

log

6,1 log

pH

Normal

× 28 0 03 60 ,

(

)

pH = +

= +

= 15 6 7 29 , ,

Acidosis respiratoria

6,1 log

6,1 log

× 33 0 03 60 ,

pH = +

= +

= 18 3 7 36 , ,

6,1 log

6,1 log

(Acidosis respiratoria compensada)

La compensación renal, que puede tardar varios días, suele ser incompleta, por lo que el pH no regresa totalmente al nivel normal de 7,4. La extensión de la com- pensación renal puede determinarse a partir del exceso de bases , es decir, la distancia vertical entre las líneas amortiguadoras BA y DE. Alcalosis respiratoria Se debe a una disminución de la Pco 2 , que aumenta el cociente HCO P 3 CO 2 − / /Pco 2 y, por tanto, aumenta el pH (desplazamiento de A a C en la g. 6-7). Una disminución de la Pco 2 está causada por hiperventilación, por ejemplo, exposición a gran altitud (v. cap. 9) o un ataque de ansiedad. La compensación renal se produce mediante un aumento de la excreción de bicarbonato, con lo que el cociente HCO P 3 CO 2 − / /Pco 2 regresa hacia su valor normal (C a F a lo largo de la línea de Pco 2 = 20 mmHg). Con hiper- ventilación prolongada, la compensación renal puede ser casi completa. Existe un exceso de bases negativo, o dé cit de bases . Acidosis metabólica En este contexto, «metabólica» signi ca un cambio primario del HCO 3 − , es decir, el numerador de la ecuación de Henderson-Hasselbalch. En la acidosis metabó- lica, disminuye el cociente entre HCO 3 − y Pco 2 , con lo que disminuye el pH. El HCO 3 − puede disminuir por la acumulación de ácidos en la sangre, como en la cetoacidosis diabética, tras la hipoxia tisular en que se libera ácido láctico, o con la pérdida de HCO 3 − en la diarrea intensa. El cambio correspondiente en la gura 6-7 es un desplazamiento desde A hacia G. En este caso, la compensación respiratoria se produce mediante un aumento de la ventilación, que disminuye la Pco 2 y eleva el cociente HCO P 3 CO 2 − / /Pco 2 disminuido. El estímulo para aumentar la ventilación es, fundamentalmente, la acción de los hidrogeniones sobre los quimiorreceptores periféricos (v. cap. 8). En la gura 6-7, el punto se desplaza desde G hacia F (aunque no llega a F). Existe un dé cit de bases o exceso de bases negativo. La compensación respiratoria es por lo general muy rápida, mientras que la compensación metabólica de los procesos respirato- rios primarios es lenta. SAMPLE

108 CAPÍTULO 6

Tabla 6-2. Ejemplos representativos de causas de anomalías acidobásicas primarias Acidosis respiratoria Alcalosis respiratoria Acidosis metabólica Alcalosis metabólica Sobredosis de opioides Crisis de ansiedad Acidosis láctica Vómito

Enfermedad pulmonar obstructiva crónica grave

Gran altitud Cetoacidosis por

Diuréticos de asa

diabetes, inanición o de origen alcohólico

Enfermedad neuromuscular

Neumopatía hipoxémica

Uremia

Ingestión de exceso de álcalis

Síndrome de hipoventilación por obesidad

Acidosis tubular renal Diarrea grave

Hiperaldosteronismo

Alcalosis metabólica Un aumento de HCO 3

− eleva el cociente HCO P 3 CO 2 − / /Pco 2 y, por tanto, el pH. Las cau- sas son una ingestión excesiva de álcalis y la pérdida de secreción gástrica de ácido por vómitos. En la gura 6-7, el desplazamiento se produce desde A hacia E. A veces se produce cierta compensación respiratoria mediante una disminución de la venti- lación alveolar, que eleva la Pco 2 . El punto E se desplaza, entonces, hacia D (aunque no todo el camino). Sin embargo, la compensación respiratoria de la alcalosis meta- bólica suele ser pequeña y puede estar ausente. El exceso de bases está aumentado. Obsérvese que con frecuencia se producen alteraciones respiratorias y metabó- licas mixtas, y puede ser difícil desenmarañar la secuencia de acontecimientos. Ejemplos representativos de los procesos que causan cada uno de los trastornos acidobásicos primarios se mencionan en la tabla 6-2. INTERCAMBIO DE GASES ENTRE LA SANGREY LOS TEJIDOS Difusión El O 2 y el CO 2 se desplazan entre la sangre de los capilares sistémicos y las células de los tejidos por difusión simple, igual que se desplazan entre la sangre capilar y el aire alveolar en los pulmones. Se comentó en el capítulo 3 que la velocidad de transferencia de un gas a través de una lámina tisular es proporcional a la super - cie tisular y a la diferencia de presión parcial del gas entre ambos lados, e inversa- mente proporcional al grosor. El grosor de la membrana alveolocapilar es menor de 0,5 μm, pero la distancia entre capilares abiertos en el músculo en reposo es del orden de 50 μm. Durante el ejercicio, cuando el consumo de O 2 en el músculo aumenta, se abren más capilares, con lo que disminuye la distancia de difusión y aumenta el área para la misma. Como el CO 2 difunde unas 20 veces más rápido que el O 2 a través de los tejidos (v. g. 3-1), la eliminación de CO 2 es un problema mucho menor que el aporte de O 2 . SAMPLE

TRANSPORTE DE GASES POR LA SANGRE 109

Po 2 tisular En la gura 6-8 se muestra esquemáticamente el modo en que la Po 2 disminuye en el tejido entre capilares abiertos adyacentes. Cuando el O 2 difunde hacia el exterior del capilar, el tejido lo consume, y la Po 2 disminuye. En A , el equilibrio entre con- sumo y aporte de O 2 (determinado por la Po 2 capilar y la distancia entre capilares) produce una Po 2 adecuada en todo el tejido. En B , la distancia intercapilar o el con- sumo de O 2 ha aumentado hasta que la Po 2 en un punto del tejido desciende a cero. Es lo que se denomina una situación crítica . En C , existe una región anóxica donde es imposible el metabolismo aerobio (es decir, que utiliza O 2 ). En esta situación, el tejido puede volver a la glucólisis anaerobia, con formación de ácido láctico. Hay datos que indican que gran parte del descenso de la Po 2 en los tejidos peri- féricos se produce en la vecindad inmediata de la pared del capilar, y que la Po 2 de las células musculares, por ejemplo, es muy baja (1-3 mmHg) y casi uniforme. Este patrón puede explicarse por la presencia de mioglobina en la célula, que actúa como reservorio de O 2 y fomenta su difusión en la célula. ¿Cuánto puede descender la Po 2 tisular antes de que disminuya la utilización de O 2 ? En las mediciones en suspensiones de mitocondrias hepáticas in vitro , el con- sumo de O 2 continúa a la misma velocidad hasta que la Po 2 desciende a la región de 3 mmHg. Así, parece que el objetivo de la Po 2 mucho más elevada en la sangre capilar es asegurar una presión adecuada para la difusión de O 2 a las mitocondrias, ya que en los lugares de utilización de O 2 la Po 2 puede ser muy baja. Cuando la Po 2 es anormalmente baja en los tejidos, se dice que existe hipoxia tisular. Con frecuencia, esto se debe a un escaso aporte de O 2 , que puede expre- sarse como gasto cardíaco multiplicado por la concentración arterial de O 2 , o & Q Ca . O × 2 . Los factores que determinan esto se comentaron en la pág. 91. La hipoxia tisular puede deberse a: 1) Po 2 baja en la sangre arterial causada, por ejem- plo, por una enfermedad pulmonar («hipoxia hipóxica»); 2) disminución de la capacidad de la sangre para transportar O 2 , como en la anemia o la intoxicación con monóxido de carbono («hipoxia anémica»), o 3) disminución del ujo sanguí- neo tisular, ya sea generalizado, como en el shock, o debido a obstrucción local («hipoxia circulatoria»). Otra causa añadida es alguna sustancia tóxica que inter- era con la capacidad de los tejidos para utilizar el O 2 disponible («hipoxia histo- tóxica»). Un ejemplo es el cianuro, que impide el uso del O 2 por la citocromo oxidasa. En este caso, la concentración de O 2 de la sangre venosa es alta, y el con- Cap. Tejido Cap. Figura 6-8. Esquema que muestra el descenso de Po 2 entre capilares adyacentes abiertos. A) El aporte de oxígeno no es adecuado. B) Crítico. C) Inadecuado para el metabolismo aerobio en el núcleo tisular central. SAMPLE A B C P O 2 mm Hg 25 50 0

110 CAPÍTULO 6

sumo de O 2 de los tejidos es extremadamente bajo. La ingestión, por ejemplo, de pesticidas para roedores o almendras amargas puede causar una intoxicación por cianuro. El incendio de una fábrica en que se produce cianuro mediante la quema de productos poliméricos también puede provocar una intoxicación por cianuro. Po 2 venosa mixta La P O 2 y la concentración de O 2 en la sangre venosa mixta se determinan a partir del equilibrio entre el aporte de O 2 , por un lado, y la utilización tisular de O 2 , por el otro. Por ejemplo, si disminuye el aporte de O 2 mientras el uso tisular de O 2 permanece constante, la extracción de oxígeno a partir de la sangre debe incrementarse para cubrir los requerimientos metabólicos, con lo que disminuyen la Po 2 y la concentra- ción de O 2 en sangre venosa mixta. En algunos casos, como la sepsis grave o la intoxi- cación por cianuro, existe compromiso para la utilización del O 2 en las mitocondrias, en cuyo caso la Po 2 y la concentración de O 2 en sangre venosa mixta incrementan. La tabla 6-3 resume algunas de las características de los distintos tipos de hipoxemia y sus efectos sobre la Po 2 y la concentración de O 2 en sangre arterial y sangre venosa mixta. Tabla 6-3. Características de diferentes tipos de hipoxemia o hipoxia tisular a P A O 2 P A CO 2 Pa O 2 Pa CO 2 Ca O 2 Sa O 2 P V O 2 C V O 2 ¿Administración de O 2 útil? Pulmones Hipoven- tilación ↓ ↑ ↓ ↑ ↓ ↓ ↓ ↓ Sí Alteración de la difusión O O ↓ O ↓ ↓ ↓ ↓ Sí Cortocircuito O O ↓ O ↓ ↓ ↓ ↓ Sí b Desequilibrio Varía ↑ o O ↓ ↑ o O ↓ ↓ ↓ ↓ Sí

Sangre a O, normal; ″ , aumentado; × , disminuido. b De algún valor (aunque limitado) a causa del aumento de oxígeno disuelto (v. g. 5-4 para cortocircuito). c Si se calcula la saturación de O 2 para hemoglobina no unida a CO. d Cuando la saturación de O 2 se mide mediante oximetría de pulso. SAMPLE Anemia O O O O ↓ ↓ O ↓ ↓ ↓ ↓ Sí b Intoxicación por CO Metahemo- globinemia O O O O O c Sí b O O O O ↓ ↓ d ↓ ↓ No Tejidos Intoxicación por cianuro O O O O O O ↑ ↑ No