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OBJETIVOS Es bien conocida la importancia de un aporte adecuado de oxígeno (O 2) para asegurar una actividad biológica normal. Ello ha sido la motivación para desarrollar esta clase sobre HIPOXIA, término que significa un aporte bajo de O 2 por diferentes causas. La hemoglobina (Hb) es el principal transportador de O 2 en sangre y su capacidad depende de su concentración, de diversas condiciones químicas de la sangre y de su estructura molecular. (ver las clases Hematosis, Transporte de O 2, Hematosis, Saturación y Contenido de O 2, Consumo de O 2 ). clic Antes de nacer existe Hemoglobina Fetal que se transforma en Adulta, por los cambios circulatorios y ventilatorios que ocurren con el nacimiento. El heme transportador tiene ión en estado ferrosos y hay sustancias que pueden transformarlo en ión férrico (Metahemoglobina) que no fija O 2. Intoxicaciones con monóxido de carbono también producen hipoxia e inclusive la muerte. clic Hay hipoxias generadas por patologías que reducen la presión parcial de O 2 ( PO 2) en la sangre que se llaman Hipóxicas. Cuando la concentración de Hb es baja se llama hipoxia anémica. Cuando el tejido tiene un aporte adecuado pero no puede utilizar el O 2 se llama Hipoxia Histotóxica Resulta obvio que es necesario el conocimiento de la causa real de una hipoxia para proceder a su corrección.

HIPOXIA HEMOGLOBINA NORMOXIA HIPÓXICA CARBOXIHEMOGLOBINA METAHEMOGLOBINA HIPOXIA ANEMICA HIPOXIA HISTOTÓXICA MENU GENERAL

H I P O X I A La hipoxia es un término que define en forma general una cantidad baja de O 2 en el organismo y sus espacios líquidos, intra y extracelulares, por supuesto en base a una definición de condiciones normales. La cianosis es un término aparentemente equivalente usado en clínica, donde se aprecia un color azulado de la piel y mucosas producido por la presencia de hemoglobina que no contiene O 2. clic La normoxia es una resultante del control cardiopulmonar que depende además de la hemoglobina en su cantidad y características moleculares, de la PO 2 en alveolo, sangre y tejido , de la extracción tisular y muchos otros factores. Esta condición ha sido caracterizada por los hallazgos de laboratorio en sangre, pero lo que realmente se persigue es estudiar y cuantificar un adecuado intercambio de O 2 en todos los sistemas interactuantes en el organismo, incluido de manera fundamental el espacio intracelular. clic La hipoxemia se refiere a condiciones de O 2 disminuido en base a los análisis realizados en sangre, resultados que son comparados con sus valores normales por sexo, edad, etnia, presión barométrica, mezcla gaseosa usada, actividad desarrollada. Por su especificidad y por el diagnóstico diferencial que se puede hacer no puede compararse con el inespecífico término cianosis; hay hipoxemias severas sin color azul de la piel. La hipoxemia es la resultante de numerosos mecanismos reguladores ventilatorios, cardiovasculares, metabólicos, nerviosos, desarrollados en forma inmediata (aguda) o a largo plazo (crónica). 1 de 2 MENU

La hemoglobina ( Hb ) es el transportador de O 2 mas importante en el espacio extracelular y la mioglobia ( Mgb ) en el intracelular muscular. Las condiciones normales y patológicas de la molécula de Hb condicionan fundamentalmente el nexo entre el medio ambiente y la célula. La Mgb establece la relación del O 2 aportado por la circulación capilar con los sistemas metabólicos intracelulares. H I MECANISMOS de HIPOXIA Capacidad de transporte baja EJEMPLOS O Desigualdad V / Q X Cortocircuito I Disminución de la PAO 2 Cambios de afinidad de la Hb por el O 2 Anemia Monóxido de carbono Metahemoglobina Fibrosis pulmonar Embolia pulmonar Edema pulmonar Comunicación cardiaca derecha-izquierda Comunicación periférica derecha-izquierda Presión barométrica baja en altura Hipoventilación Enfermedad neuromuscular P Sedantes A Enfermedad pulmonar obstructiva crónica Extracción tisular alta Bajo volumen minuto cardíaco Contractura muscular ( tétano, esfuerzo ) Sepsis 2 de 2 MENU

HEMOGLOBINA ADULTA NORMAL FETAL METAHEMOGLOBINA CARBOXIHEMOGLOBINA MENU GENERAL

Tipo hemoglobina P 50 1. - Hb adulto normal 25 mm. Hg 2. - Hb fetal 16 mm. Hg 3. - Hb Rainier 12 mm. Hg 4. - Hb Yokohama 12 mm. Hg 5. - Hb Chesapeake 18 mm. Hg 6. - Hb Seattle 40 mm. Hg 7. - Hb Kansas 70 mm. Hg La P 50 para Hb es de 26 mm. Hg. La P 50 para hemoglobina fetal, Rainier, Yokohama y Chesapeake tiene valores entre 18 y 12 mm. Hg lo que indica un aumento de la afinidad, lo que dificulta la liberación de O 2 en tejido. Las hemoglobina Seattle y Kansas tienen su afinidad disminuida lo que dificulta la captación del O 2 en alveolo. La descripción habitual en fisiología de la relación entre la hemoglobina y el oxígeno se realiza con la curva que corresponde al adulto normal ( Hb ). La P 50 es la presión parcial cuando la saturación es de 50% y es una medida de la afinidad y de la ubicación de la curva en la representación gráfica. clic 20 C o n t e n i d o 16 3 4 1 6 2 5 12 7 8 d e O 2 clic 4 0 20 p. H 7. 4 37 40 75 60 91 80 100 96 97. 3 120 98. 1 1 de 1 140 PO 2 mm Hg 98. 7 S O 2 % MENU

H b A D U L T A N O R M A L La forma de la Curva de Disociación está determinada por la existencia de una proteína globular de cuatro subunidades. Cada subunidad contiene un grupo hemo, que es una porfirina que contiene un ión hierro en estado ferroso ( Fe++ ). El desarrollo gráfico presentado es el habitualmente usado en fisiología y considera el comportamiento de la hemoglobina del adulto normal ( Hb ). El p. H, la PCO 2, la NORMOXIA temperatura corporal y la 20 concentración de 23 BPG C o definen esta relación, n 16 t llamada afinidad. e c l i c n 12 i Hay además condiciones d normales ventilatorias, o 8 metabólicas y cardiovas d culares que mantienen e O 4 valores de gases en 2 sangre arterial y venosa, 0 por una 20 40 60 80 100 120 140 PO 2 mm Hg definidos saturación de 97% en p. H 7. 4 37 75 91 96 97. 3 98. 1 98. 7 S O 2 % arteria y 75% en vena. Existen variados mecanismos de control, que mantienen un aporte adecuado de O 2 y aseguran la eliminación del CO 2 producido. 1 de 1 MENU

La característica diferencial fundamental de la hemoglobina fetal ( Hbf ) es la presencia de una molécula con un solo grupo hemo, un solo ión de hierro Además presenta baja unión del 2, 3 BFG lo que aumenta la afinidad con el O 2. H b F E T A L Esta diferencia marca un comportamiento fundamental que la distingue de la hemoglobina adulta normal ( Hb ). clic Mientras en la Hb el 97% de SO 2 se 20 C alcanza con una PO 2 o n de 100 mm. Hg en la 16 t e Hbf se logra con n 12 valores de alrededor i d de 30 mm. Hg. o 8 d e O 2 4 El punto determinado por la PO 2 de la 0 sangre con Hbf a 20 40 60 80 100 120 140 PO 2 mm Hg clic nivel tisular o sangre p. H 99 99. 2 99. 4 99. 6 99, 9 p. H 7. 4 75 37 75 91 96 97. 3 99. 8 98. 1 98. 7 SSO 2 O 2%% venosa mixta está Es un mecanismo adaptativo favorable para alrededor de 5 mm. Hg. la sobrevida fetal, pero totalmente inconveniente luego del generando hipoxias severas. nacimiento, 1 de 1 MENU

La característica fundamental de la unión del O 2 con la hemoglobina es la presencia de grupos hemo con iones ferrosos. Los iones férricos no fijan O 2. M E T A H E M O G L O B I N A Numerosos procesos del metabolismo intermedio de sustancias en el organismo conducen normalmente a la producción de metahemoglobina (que contiene iones férricos Fe+++) y también existen los sistemas enzimáticos que producen la reducción del ión férrico a ferroso. METAHEMOGLOBINA No siempre se identifica su presencia, C o ya que no es habitual n 16 t la medición de la e n concentración de los 12 i d diferentes tipos de Hb o y a veces se usa un 8 hematocrito como d e medida de la O 4 2 concentración de 0 hemoglobina adulta P mm Hg 20 40 60 80 100 120 140 O 2 clic normal. p. H 7. 4 37 75 91 96 97. 3 98. 1 98. 7 S O 2 % A medida que aumenta su concentración Es una hipoxia que a veces es difícil identificar ya que la PAO 2 y Pa. O 2 son normales pero el contenido disminuye el CO 2. y la saturación de O 2 de la sangre arterial y 1 de 1 MENU venosa estarán disminuidas. 20

La unión del monóxido de carbono ( CO ) con la Hb (Carboxihemoglobina. ) C A R B O X I H E M O G L O B I N A tiene una afinidad. 200 veces mayor que la que se ha descrito Esto significa que pequeñas fracciones en las mezclas inspiradas o valores pequeños de la presión inspiratoria del CO ( Pi CO ), conducen a la ocupación por esa molécula de gran parte de los espacios de unión entre el O 2 y la Hb. No es habitual la medición de la concentración de las diferentes hemoglobinas por lo que habitualmente es muy difícil hacer un diagnóstico diferencial de este tipo de hipoxemia, tal como se ha indicado para la metahemoglobina. CARBOXIHEMOGLOBINA clic El hecho de que la PAO 2 sea práctica 20 C mente normal por la o n baja Pi. CO, los quimio 16 t e rreceptores periféri n 12 cos que son sensibles i d a disminuciones de o 8 PO 2 no producen d aumentos de ventila e O 4 ción aunque la hipoxia 2 sea severa. 0 clic 20 40 60 80 100 120 140 PO 2 mm Hg El CO 2 estará bajo p. H 7. 4 37 75 91 96 97. 3 98. 1 98. 7 S O 2 % 1 de 1 MENU

La normoxia se analiza habitualmente en las condiciones de una ventilación en aire ambiente, en presencia de presión barométrica normal y de reposo (actividad física estable y mínima). Ya se ha descrito el comportamiento de la hemoglobina adulta normal (Hb) y el oxígeno, en condiciones que determinan una situación normal de p. H, de PCO 2, de temperatura corporal, de concentración de algunos metabolitos. H I P O X E M I A 20 C o n t e n i d o clic NORMOXIA 16 12 8 d e O 2 4 clic 0 20 p. H 7. 4 37 40 75 60 91 80 100 96 97. 3 120 98. 1 140 PO 2 mm Hg 98. 7 S O 2 % Una vez establecidas todas las condiciones mencionadas se encontrará que la saturación de la sangre arterial será de 97% ( Sa. O 2 ) y la saturación de la sangre venosa mixta será de 75% ( Sv. O 2 ). Su contenido es de 20 y 15 vol% respectiva mente. Cualquier condición diferente a las mencionadas antes determinará diferentes valores para normoxia. 1 de 1 MENU

H I P O X E M I A C A R B O X I H E M O G L O B I N A Cuando hay una intoxicación severa con CO se usa la ventilación hiperbárica con un aumento de la presión a 2 o 3 atmósferas (1520 o 2280 mm. Hg) lo que aumenta la cantidad de O 2 disuelto y corrige de esa manera el aporte disminuido de O 2 por su bajo contenido como Hb. O 2. clic Existe una presencia de tipo crónica de Hb. CO en individuos fumadores que puede disminuir el poder oxifórico de la Hb de 1. 39 cc/gr hasta 1. 20 cc/gr. Además de la disminución de Hb. O 2 hay un desplazamiento de la curva de disociación hacia la izquierda, es decir que tiene una gra afinidad. 20 C o n t e n i d o La identificación de la hipoxemia como cianosis no es posible en este caso porque la Hb. CO tiene un color muy similar a la Hb. O 2. clic l 16 12 8 d e O 2 4 0 20 p. H 7. 4 37 40 75 60 91 80 1001500120 140 - 2000 96 97. 3 98. 1 PO 2 mm Hg El CO 2 estará disminuido en relación a la cantidad de Hb. CO presente. 98. 7 S O 2 % 1 de 1 MENU

Numerosos procesos del metabolismo intermedio de sustancias en el organismo conducen normalmente a la producción de metahemoglobina (que contiene iones férricos Fe+++). (Ver en este programa Hemoglobina). H I P O X E M I A M E T A H E M O G L O B I N A También existen los sistemas enzimáticos que producen la reducción del ión férrico a ferroso como la metahemoglobina reductasa. Hay aumento pato lógico por acción de METAHEMOGLOBINA 20 nitritos, sulfonami C o das, anilinas, pero n 16 no siempre se identi t e fica la metahemo n 12 i globina por la falta d o de medición de la 8 concentración de d los diferentes tipos e O 4 de Hb. 2 Una simple medi ción del hema p. H 7. 4 37 75 91 96 97. 3 98. 1 98. 7 S O 2 % clic tocrito suele utilizar se para estimar la Es una hipoxia que a veces es difícil identificar ya concentración de que a PAO 2 y Pa. O 2 normal, el contenido y la Hb. saturación de O 2 de la sangre arterial y venosa estarán disminuidas. 1 de 1 MENU 0 20 40 60 80 100 120 140 PO 2 mm Hg

H I P O X E M I A La presencia de una concentración de Hb por debajo de la normal establecida por sexo, edad, etnia es lo que se caracteriza como anemia y la disminución de O 2 como hipoxia anémica. El contenido de O 2 en sangre arterial y venosa estará disminuido con respecto al normal. clic HIPOXIA ANEMICA S Es necesario 20 a recordar que si se C t 100 o u grafica en ordena n 16 r t das SO 2 en lugar de 80 a e n c CO 2 las diferencias 12 i i entre normoxia e d 60 ó o n hipoxia anémica no 8 d son evidentes. 40 d e e clic O O 4 2 20 0 20 p. H 7. 4 37 40 75 60 91 80 100 96 97. 3 120 98. 1 140 2 PO 2 mm Hg 98. 7 S O 2 % La PO 2 y la SO 2 son normales y sólo el CO 2 está disminuí do. La medición de la SO 2 (saturómetro) no es útil en esta patología. Tampoco mejora sustancialmente la hipoxia con la administración de O 2 y la opción adecuada es la reposición de la hemoglobina faltante. 1 de 1 MENU

H I P O X E M I A Se caracteriza como hipoxia histotóxica a aquella donde. el O 2 aportado por la sangre circulante es normal pero los tejidos no realizan una normal extracción y utilización del O 2. Obviamente se encontrará una diferencia arterio-venosa disminuida con respecto al valor normal de 4 vol% que se ha visto graficada anteriormente. Para identificar y cuantificar esta hipoxia es necesario medir los gases en sangre arterial y además en sangre venosa mixta. clic Con la colocación de un catéter hasta HIPOXIA HISTOTÓXICA 20 la aurícula o C o ventrículo derecho n 16 t se puede detectar e n la patología y 12 i seguir su evolución. d o 8 d e O 2 4 0 20 p. H 7. 4 37 40 75 60 91 80 100 96 97. 3 120 98. 1 140 PO 2 mm Hg 98. 7 S O 2 % El estudio de variables acordes con la patología sospechada permiten lograr un diagnóstico diferencial y una corrección adecuada. El alcohol, narcó ticos usados y venenos como el cianuro pueden ser causales de este proceso. RESUMEN FINAL 1 de 1 MENU

CONCLUSIONES Se han descrito en esta clase diferentes tipos de HIPOXIA también llamada hipoxemia pues se determina la patología estudiando sangre que se obtiene de arterias o venas periféricas. Se detallaron modificaciones del transportador principal del O 2 que es la Hemoglobina sin entrar en la gran variedad existente de patologías clínicas v FETAL v ADULTA v METAHEMOGLOBINA v CARBOHEMOGLOBINA También se han descrito HIPOXIAS que dependen de cuestiones funcionales v v v HIPOXICA por baja PO 2 ANÉMICA por baja concentración de Hb HISTOTÓXICA por baja extracción de O 2 por el tejido No se ha agotado totalmente este tema por lo que personas especialmente interesadas debe buscar bibliografía adicional. FIN