ALTERACIONES DEL

METABOLISMO DEL OXIGENO

Depto Fisiopatología

SISTEMA DE TRANSPORTE DEL OXIGENO

Metabolismo Aeróbico: O2 aceptor final de los

electrones en la cadena respiratoria mitocondrial.

Integración de 3 sistemas: cardiovascular;

respiratorio y hematopoyético

SISTEMA DE TRANSPORTE DEL OXIGENO

SISTEMA DE TRANSPORTE DEL OXIGENO

METABOLISMO DEL OXIGENO

Respiración Celular: transferencia ordenada de electrones desde

compuestos orgánicos al O2 (aceptor final)

1) Oxidación de carbohidratos, AA y AGL: Acetil CoA + ATP

(fosforilación a nivel de sustrato) (Citosol)

2) Acetil-CoA: ciclo de Krebs que genera CO2 (decarboxilaciones

+ electrones) (Mitocondria)

3) Transporte de los electrones por las coenzimas NAD y FAD

para ingresar a la cadena respiratoria mitocondrial: ATP

(fosforilación oxidativa): ADP + Pi ATP + H2O

METABOLISMO ANAEROBICO

ACIDOSIS LACTICA

FALLA ENERGETICA CELULAR

MUERTE CELULAR

OXIGENACION ARTERIAL PERFUSION TISULAR

HIPOXIA TISULAR

METABOLISMO DEL OXIGENO: HIPOXIA

Glucólisis Anaeróbica:

Glucosa + 2ADP + 2Pi 2 lactato + 2 H2O + 2 H+

Reacción de la creatin-quinasa: (PCr, reservorio energético)

PCr + ADP Creatina + ATP

Reacción de la adenilato-quinasa: (exceso ADP)

2 ADP ATP + AMP

Exceso de AMP Adenosina (vasodilatación, autoregulación) o,

IMP (inosín monoP)

METABOLISMO DEL OXIGENO

2

22 //80050010 mminmlCaOICDO

dlmlpOSaOHbCaO /4.203.01.20003.034.1][ 222

HbO2 O2 disuelto

0 1.2 2.7 4-0 5.3 6.7

PtO2

Distribución Normal

5

10

15

20

25

torr

PRESION PARCIAL TISULAR DE OXIGENO

Monitoreo de la Oxigenación Tisular

Normoxia Tisular: Histograma normal

Curva de disociación de la Hb

P50 = 27mmHg

Propiedades de la Hemoglobina:

* Cooperatividad intercadenas: estructura TENSA desoxigenada

con afinidad/estructura RELAJADA con afinidad por el O2.

* Modulación alostérica: pCO2, pH, temperatura y 2-3-DPG

* NitrosoHb: pulmón (unión O2-Hb; afinidad por el ON); tejidos

(desoxigenación con liberación ON: vasoD).

Propiedades de la Hemoglobina:

Acoplamiento transporte O2-CO2: Efecto Bohr y Haldane

METABOLISMO DEL OXIGENO

MEIEEI VOFOFCOFOFOFVO

mminmlCvOCaOICVO

])1/()1([

//18012010)(

222222

2

222

2222

222222

/)(

%3020/)(/

SaOSvOSaOERO

CaOCvOCaODOVOERO

(sin tener en cuenta O2 disuelto)

Hipoxia

Normoxia Hiperoxia

Co

ns

um

o d

e O

xíg

en

o (

mL

/kg

.min

)

Disponibilidad de Oxígeno (mL/kg.min)

0 10 20 30 40 50 60 70 80

5

10

15

20

METABOLISMO DEL OXIGENO

DO2 critica: valor de DO2 por debajo del cual, el VO2

comienza a disminuir y se desarrolla metabolismo

anaeróbico.

SvO230%

El aparato circulatorio asegura

el aporte de oxígeno necesario

para hacer frente a las demandas

metabólicas de cada tejido.

Cada tejido extrae el oxígeno

necesario para satisfacer sus

necesidades metabólicas,

determinando SvO2 diferentes.

El balance aporte/demanda se

logra por ajustes en el flujo

sanguíneo y la extracción

periférica de oxígeno.

SvciO2 (80%) > SvcsO2 (72%)

Diferencias fisiológicas entre SvO2 y SvcO2:

METABOLISMO DEL OXIGENO

SvO2 Consecuencias

SvO2 > 75%

75% > SvO2 > 50%

50% > SvO2 > 30%

30% > SvO2 > 25%

SvO2 < 25%

Extracción normal

Aporte O2 > Demanda O2

Extracción compensatoria

demanda O2 o aporte O2

Máxima extracción. Inicio

de Lactacidosis.

Demanda O2 > Oferta O2

Acidosis Láctica severa.

MUERTE CELULAR

SvO2 vs. ScvO2

MONITOREOHEMODINAMICO

INVASIVO

CATETER BALONSWAN-GANZ

Presiónarteria

pulmonar

Presióncapilar

pulmonarSaturación

venosa mixtacontínua

Gastocardíaco

Presiónauricularderecha

METABOLISMO DEL OXIGENO

Durante los estados de shock,

redistribución del GC, anestesia,

injuria cerebral, etc, la ScvO2 no

siempre refleja la SvO2, sin embargo

se modifica en forma paralela.

En el paciente crítico: ScvO2 > SvO2.

Existe una buena

correlación entre la ScvO2

y SvO2 en condiciones

fuera del shock.

ALTERACIONES DEL METABOLISMO DEL OXIGENO

ALTERACIONES DO2 ALTERACIONES VO2 y ERO2

Alteración

Microcirculación

Disfunción

Mitocondrial

Sepsis:

SDMM

GC

Estados

de Shock

CaO2

Hipoxemia

Anemia

Intox CO

Hipoxia Isquémica e hipóxica Disoxia e Hipoxia Citopática

PRESION PARCIAL TISULAR DE OXIGENO

Monitoreo de la Oxigenación Tisular

0 1.2 2.7 4.0 5.3 6.7

PtO2

10

20

30

40

50

torr

Hipoxia tisular

Hipoxia Isquémica e hipóxica:

Corrimiento a la izquierda 0

0 1.2 2.7 4.0 5.3 6.7

5

10

15

20

25

torr

Disoxia Tisular:

Dispersión valores, con base sustentación

PRESION PARCIAL TISULAR DE OXIGENO

Monitoreo de la Oxigenación Tisular

ALTERACIONES DO2: macrocirculación

Estados de shock: hipovolémico, cardiogénico, obstructivo:

* redistribución GC

* ERO2 (vasoD: reclutamiento capilar)

* afinidad HbO2 (pH y pCO2)

Hipoxia

Isquémica

Hipoxemia: insuficiencia respiratoria (desigualdad V/Q,

hipoventilación, shunt intrapulmonar, PiO2, alt difusión)

* Aumento y redistribución GC

* ERO2 (vasoD: reclutamiento capilar)

* impulso respiratorio central (QR periféricos)

* [Hb] y afinidad HbO2 (pH y pCO2)

ALTERACIONES DO2: macrocirculación

Hipoxia

Hipóxica

Anemia: (intoxicación CO: carboxiHb)

* Aumento y redistribución GC

* ERO2 (vasoD: reclutamiento capilar)

* impulso respiratorio central

* afinidad HbO2 (pH y pCO2)

* Crónica: [Hb] (por hemorragia: retención H2O-NaCl)

ALTERACIONES DO2: macrocirculación

Hipoxia

Anémica

ALTERACIONES ERO2: microcirculación

Alts. de la micorcirculación:

desacople perfusión-consumo

Impedimento de llegada O2 a la

célula: shunt funcional

Disoxia Tisular

Mecanismos:

* Heterogeneidad flujo sanguíneo capilar

* permeabilidad vascular

* Agregación plaquetaria

* Microtrombosis

* Vasoplejia (KATP, iNOS, VSP)

Opsmovie.wmv

Sepsis-CTL

OPSMovie2.wmv

Sepsis-EGDT

ALTERACIONES ERO2: microcirculación

Orthogonal polarization spectral imaging technique (Videomicroscopía) (a) built into a

simple hand-held device (b).

ALTERACIONES ERO2: microcirculación

Componente Medida Detalles

DENSIDAD

VASCULAR

Densidad Total.

Densidad vasos

perfundidos (PVD).

Peq 10-20

Medianos

(21-50 )

Gdes (51-100

)

INDICES DE

FLUJO

MICROVAS

CULAR (IFM)

Sin flujo (0)

Flujo Intermitente

(1)

Flujo lento (2)

Flujo continuo (3)

Flujo hiperdinámico

(4)

Peq 10-20

Medianos

(21-50 )

Gdes (51-100

)

HETEROGENE

IDAD FLUJO

MICROVASCU

LAR (HFM)

(IFM máx - IFM

mín) / IFM medio

Peq 10-20

Medianos

(21-50 )

Gdes (51-100

)

ALTERACIONES ERO2: microcirculación

Disoxia Tisular

Respuesta MLV a la NA Respuesta MLV a la Ach

ALTERACIONES DEL VO2: mitocondria

Disfunción Mitocondrial: bloqueo

metabólico, desacople respiratorio

Impedimiento utilización O2

mitocondrial

Mediadores inflamatorios y estrés

oxidativo/nitrosativo: ON y ONOO-

(peroxinitrito)

Hipoxia Citopática

Mecanismos de la Hipoxia Citopática:

* Inhibición de la piruvato deshidrogenasa (toxinas bacterianas, PK)

* Depleción depósitos celulares de NAD+/NADH

* Inhibición de la citocromo c oxidasa y a,a3 mitocondrial

* Inhibición de los complejos I y II de la cadena respiratoria

Disfunción microcirculatoria + mitocondrial = sindrome de distrés

microcirculatorio y mitocondrial (SDMM)

ANALISIS DE GASES EN SANGRE ARTERIAL

PaO2, SaO2, CaO2, SvO2 (SvcO2), [Hb]

PaCO2, Pv-aCO2

ANALISIS DEL ESTADO METABOLICO:

pH arterial: 7.40 0.02

LACTACIDEMIA: 1.0 0.5 mmol/l

Ojo: Hiperlactacidemia por clearance

Normolactacidemia con hipoperfusión oculta

Monitoreo de la Oxigenación Tisular

ANALISIS DE GASES ESPIRADOS

PetCO2

VM y VO2 ctes: GC, PetCO2

pHi = 6.1 + Log10 HCO3- arterial

pCO2 gástrica

Ecuación de Henderson-Hasselbach modificada

Monitoreo de la Oxigenación Tisular

MONITOREO DEL pH INTRAMUCOSO:

GRADIENTE INTRAMUCOSO-ARTERIAL CO2:

TONOMETRIA GASTRICA

gradiente gastro-arterial CO2 (N: 10 mmHg)

pHi

HIPOPERFUSION

TISULAR

PCO2: a) falta eliminación CO2 aeróbico por Flujo sanguíneo

b) producción anaerobia CO2 secundario a

neutralización de H+ por HCO3-

MEDIDAS DIRIGIDAS A MEJORAR LA

OXIGENACION TISULAR

TRATAMIENTO DE LA INSUFICIENCIA RESPIRATORIA

[HEMOGLOBINA] Y CAPACIDAD DE TRANSPORTE DE O2

MEJORAR LA HEMODINAMIA SISTEMICA

CORREGIR DESORDENES METABOLICOS

RESUCITACIÓN MICROCIRCULATORIA

DESBLOQUEO MITOCONDRIAL