Embed Size (px)
Citation preview
SEMINARIO DE GASOMETRIAS ARTERIALES
TRASPORTE DE OXIGENO POR LA SANGRE.
El O2 se trasporta por la sangre de dos maneras:
Disuelto. Obedece a la ley de Henry, que dice que la cantidad de un gas disuelto en un
medio líquido es directamente proporcional a su presión parcial. En el caso del oxígeno por
cada mmHg hay 0.003 ml de oxígeno/100 ml de sangre. Este es el monto menos importante del
oxígeno en sangre. Así pues el oxigeno disuelto en 100 ml de sangre será igual a la PaO2 x
0.003.
Unido a la Hb. Supone la cantidad más importante. El oxígeno se combina con la Hb
de forma reversible. Esta reacción viene definida por la curva de disociación de la Hb (Figura).
Su forma sigmoidea tiene ventajas, ya que la parte plana supone una reserva funcional del
organismo (tiene que bajar mucho la PO2, hasta 60 mmHg) para desaturar la Hb y por ello que
bajen los contenidos de oxígeno. La parte de mayor pendiente permite que se libere mucho O2
en los tejidos y que se coja mucho en los alvéolos con escasa variaciones de la PO2.
Curva de disociación de la Hb
La afinidad de la Hb por el oxígeno se expresa por la PO2 que la satura al
50%. Se conoce como P50. En ella influyen temperatura, pH y PCO2. A medida que baja la
temperatura, aumenta el pH y baja PCO2 (lo cual sucede en el alveolo), aumenta la afinidad de
la Hb por el O2. El 2-3 difosfoglicerato disminuye la afinidad de la Hb por el oxigeno (desplaza
la curva a la derecha).
1
Desplazamiento de la curva de Hb con PCO2, pH y temperatura
La cantidad de oxígeno que lleva la sangre unido a la Hb, cuando esta totalmente
saturada es de 1.39 ml de oxígeno/ g de Hb saturada /100 ml de sangre.
Por ello el O2 unido a la Hb será igual a 1.39 x g de Hb x SaO2.
La formula completa de los contenidos de O2 en sangre es de:
Q = ( 0.003 x PO2) + ( 1.39 x Hb (en g) x SaO2) . Normalmente 0.28 + 19.46 = 19.75 ml de
O2 / 100 ml de sangre.
TRASPORTE DE CO2 POR LA SANGRE.
El CO2 se trasporta de 3 formas:
Disuelto. También obedece a la ley de Henry. Es 20 veces mas soluble que el oxígeno
y en consecuencia un 10% (mucho mas que el O2) viaja disuelto.
Formando bicarbonato:
CO2 + H2O CO3H2 H+ + CO3H-
Formando compuestos carbamínicos al combinarse los grupos amino terminales de las
proteínas sanguíneas y sobretodo con la Hb.
Curva de disociación del CO2. En la figura se muestra la relación entre el PCO2 y el
contenido total de CO2 en sangre. Nótese que la curva es mucho más lineal que la de
disociación de la Hb. Esta curva se ve influenciada por la SaO2, de tal manera que a medida
que se satura la Hb, mayor es la PCO2 para un mismo contenido de CO2. Se conoce como
efecto Haldane.
2
Relación PCO2 /contenidos de
CO2 con expresión de la influencia de la
SaO2 (efecto Haldane)
GASES EN SANGRE. EQUILIBRIO ACIDO-BASE
La presión parcial de un gas es la presión que ejerce un gas cualquiera, ya sea
solo o mezclado con otros gases. Se expresa en mmHg. Se representa con una p
minúscula y depende únicamente de la cantidad de moles del gas en un determinado
volumen y de la temperatura y es independiente de la presencia de otros gases en el
mismo volumen, así:
pO2 = NO2 RT/V (NO2 es el número de moles de oxígeno en el volumen V, R es la
constante universal de los gases y T es la temperatura absoluta).
La presión total que ejerce una mezcla de gases como el aire atmosférico es la
suma aritmética de las presiones parciales de los gases que constituyen la mezcla. Así:
pB = pCO2 + pO2 + pN2, o sea pB = (NCO2 + NO2 + NN2) RT/V.
La relación entre pO2 y pB será igual a la relación entre el número de moles de
O2 y el número de moles de aire:
pO2 /pB = NO2 / NCO2 + NO2 + NN2 , luego:
pO2 = pB x (fracción de moles de O2 en el aire) = pB x FO2, donde FO2 es la
fracción de moles de O2 en relación al total, que en el caso del aire es del 0.21. Así
pues la PO2 en el aire es 760 x 0.21 = 159 mmHg .
Los valores normales de PaO2 y PaCO2 son respectivamente 100 mmHg y 40
mmHg a nivel del mar. Con la edad la PaO2 disminuye debido a que el volumen de
cierre llega a hacerse mayor que CRF de tal manera que en mayores de 65 años una
PaO2 de 80 mmHg puede ser normal. La PaO2 a partir de la cual se habla de
insuficiencia respiratoria es de 60 mmHg porque a partir de ese valor la curva de
3
disociación de la Hb aumenta la pendiente y pequeñas variaciones de PaO2 dan lugar a
radiaciones importantes de la SaO2. Por debajo de una PaO2 de 20, muchos tejido
vitales no pueden extraer oxígeno por lo que se marca este valor como el menor
compatible con la vida (Fig).
La PaCO2 es uno de los parámetros que de manera mas fiel se mantiene en cualquier
circunstancia. Se da como valor normal: entre 36 y 44 mmHg.
EUQUILIBRIO ACIDO-BASE.
Vamos a recordar algunos conceptos elementales como:
Ácido. Es un dador de protones (H+) . Es decir un acido se caracteriza por la propiedad
de disociarse y liberar H+ ; HB = H+ + B- .La dureza de un ácido viene dada por la
concentración de iones H+ : [ H+ ] en la solución.
Base. Es una sustancia con capacidad de ligar H+. Su dureza vendrá dada por la
afinidad de captar [ H+ ].
pH. Sirve para medir la acidez de una solución ya que se define como – log [ H+ ], por
encima de 7 es una pH alcalino y por debajo ácido. En el caso de la sangre el pH normal
es de 7.4, por encima se dice que se está en alcalosis y por debajo en acidosis
Bufer. Una solución bufer es una mezcla de sustancias, habitualmente una sal formada
por un ácido débil y una base fuerte, que resiste adiciones y sustracciones de H+ con
mínimos cambios de pH. Los bufer del organismo son muy importantes ya que asisten
4
al pulmón y riñón a mantener el pH en los estrechos márgenes necesarios para el
funcionamiento celular.
Los buffer sanguíneos. En la sangre hay varios buffer que permiten que en situaciones
especiales en que se añaden cantidades importantes de H+ o OH- , el pH final de la
sangre varie poco. Los buffer sanguíneos en orden de importancia son:
CO3H-
en plasma, intersticio y dentro de la célula.
Las proteínas intracelulares, sobretodo la HB
Fosfatos intra y extracelulares.
El CO3H2 es un ácido volátil y se forma según la reacción:
H2O + CO2 CO3H-
+ H+ CO3H2
El CO2 se puede eliminar por el pulmón y de hecho el pulmón eliminan más de
10.000 mEq de ácido carbónico al día, en comparación con menos de 100 mEq de
ácidos fijos que excreta el riñón en el mismo tiempo. Por ello del pulmón y en concreto
de la VA de la que hemos visto depende la eliminación del CO2, depende en gran
medida el equilibrio ácido-base del organismo.
TIPOS DE ALTERACIONES DEL EQUILIBRIO ACIDO-BASE.
Hay de dos tipos: de origen metabólico y de origen respiratorio, que con
frecuencia coexisten y que dependen de dos componentes: componente metabólico,
definido por [ CO3H- ] y componente respiratorio, definido por PaCO2. Ambos
componentes unidos dan como resultado el pH final.
De origen respiratorio : Se produce cuando la causa es una excesiva retención
o eliminación de CO2. La paCO2 viene definida por la producción de CO2 y
la ventilación alveolar.
PaCO2 = K VCO2/ VA
La hiperventilación e hipoventilación se definen como un exceso o defecto en la
eliminación de CO2 en relación con su producción, que producirá aumento o
disminución de pCO2. Es diferente la hiperpnea que se refiere a un aumento de la
ventilación externa que no necesariamente se acompaña de aumento de la ventilación
alveolar.
5
El nivel de CO2 debido a H2O + CO2 CO3H-
+ H+ CO3H2
determina la cantidad de CO3H-
por lo que variaciones del mismo producirán
variaciones de la cantidad de CO3H-
. La relación CO2 y CO3H2 viene definida por
CO3H2 = pCO2 x 0.0301 (coeficiente de solubilidad del CO2).
* De origen metabólico. Los trastornos del equilibrio ácido-base de
origen metabólico, tienen lugar cuando se producen excesiva eliminación o retención
de ácidos o bases no volátiles. Debido a que los bicarbonatos por su acción tampón
variaran al añadir o quitar ácidos o bases no volátiles, su concentración nos podrá
indicar la presencia, tipo e intensidad de la alteración metabólica. Como parámetros que
nos indican la cantidad de bicarbonato están:
a) CO2 total. El contenido total de CO2 en el plasma será la suma
del disuelto en forma de CO3H2 y el que esta en forma de CO3H- , según la fórmula:
[ CO2 total ] = [ CO3H-
] + [CO3H2 ]
[CO2 total ] = [ CO3H-
] + [ PaCO2 x 0.0301]
b) Contenido de CO3H-
plasmático. El CO3H-
actual
expresado en mEq/l se puede medir directamente o como se hace habitualmente,
deducirse a partir de la fórmula de Henderson-Hasselbach:
HO2 + CO2 CO3H2 CO3H-
+ H+ . La ley de acción de masas da la constante
de disociación del ácido carbónico: KA,
KA = [ CO3H-
] [ H+ ] / [CO3H2 ] ; sacando logaritmos:
Log KA = log [ H+ ] + log [ CO3H-
] / [CO3H2 ] ;
_ log [ H+ ] = pKA + log [ CO3H-
] / [CO3H2 ] ;
Como el CO3H2 es directamente proporcional a la PaCO2 y el factor de corrección es
0.0301 que es su coeficiente de solubilidad, quedará:
pH = pK + log [ CO3H-
] / [ PaCO2 x 0.0301].
6
Dado que el pK es conocido: 6.1, conociendo pCO2 y pH (se miden en el analizador de
gases), se puede determinar matemáticamente el [ CO3H-
], que en este caso se llama
bicarbonato actual.
Sin embargo el bicarbonato actual falla para dar una información completa de la
situación metabólica por:
Además del bicarbonato hay otros buffer que aunque de menor importancia
también intervienen en amortiguar los acidosis o bases no volátiles que se añaden al
organismo.
El aumento o disminución del CO2 llevan consigo un aumento o
disminución del bicarbonato por H2O + CO2 CO3H-
+ H+ por lo que variará sin
haber componente metabólico.
Por ello se han diseñado dos parámetros para medir solo el componente metabólico,
tampoco tienen en cuenta otros bufer. Se calculan a partir de los nomogramas de
Davenport.
Bicarbonato estándar. Se define como la concentración de bicarbonato del
plasma despues de haber eliminado la alteración respiratoria (llevado PCO2 a 40 mmHg).
Exceso de bases. Se calcula a partir del pH, PCO2 y Hto (por el valor bufer
de la Hb). Si para un CO2 se mide un pH distinto del que le correspondería de no haber
un componente metabólico, calcula la cantidad de bases necesarias para ir al pH
correspondiente a ese CO2. Este es el componente metabólico puro.
Nomograma de Davenport:
Relación entre PCO2, pH y
CO3H. Si no hay
alteración metabólica el
CO3 H aumenta de A a B
si aumenta el CO2,
siguiendo la linea de
buffer.
N indica el punto de
normalidad
7
* Bufer base. Es la cantidad total de bases que hay en la sangre expresadas en
mEq/l y para un pH concreto y un Hto concreto. Será la suma de [ CO3H-
] + bases
dependientes de las proteínas (normalmente 13 mEq/l) y en menor proporción PO4H=
PAPEL DEL RIÑÓN EN EL EQUILIBRIO ACIDO-BASE.
Los ácidos volátiles liberados del metabolismo, fundamentalmente CO3H2 se
eliminan con la respiración, pero lo no volátiles (láctico, cuerpos cetónicos, etc.) se
deben eliminar por el riñón, que además juega un papel importante en la regulación del
CO3H-, fundamentalmente reabsorbiéndolo en el túbulo proximal. En la figura
siguiente se aprecia como el CO3H filtrado debe de reaccionar con agua, pasar a
CO3H2 y después a CO2 + H2O para poder pasar a la célula del túbulo proximal, ya
que es poco difusible. El Na+ se intercambia con H+ que es finalmente eliminado,
reabsorbiéndose CO3HNa
En el túbulo distal, en el interior de la célula se produce NH4+ a partir del NH3
procedente del metabolismo de los aminoácidos y el H+ del CO3H2. Este NH4+ se liga
al Cl-, reabsorviendose el Na+ que junto con CO3H forma CO3HNa.
8
También en el túbulo distal sucede algo parecido captando H+, PO4H= y 2 Na+ que
pasan a formar PO4H2Na
TRANSTORNOS DEL EQUILIBRIO ACIDO-BASE.
1.- Acidosis respiratoria. Se caracteriza por un aumento de CO2. Se puede deber a:
* Insuficiencia respiratoria con pulmones normales: (A-a) O2 normal. Causada
por sedantes, enfermedades neuromusculares, etc.
* Insuficiencia respiratoria con pulmones patológicos: (A-a) O2 aumentada.
Causada por EPOC, etc.
Dado que aumenta el CO2, aumentará el también CO3H-
por H2O + CO2
CO3H-
+ H+ pero la relación CO3H
- /PCO2 cae produciéndose una bajada de pH.
9
(pH = pK + log [ CO3H-
] / [ PaCO2 x 0.0301]).
Si la acidosis respiratoria persiste, se produce una compensación renal en días,
debido a que al aumentar el CO2 en las células de los túmulos renales, se excretará mas
H+ con el NH4+ y PO4H- y se retendrá mas CO3H- , resultando que la relación
CO3H-
/PCO2 llegará a casi el nivel normal, es decir casi corregir el pH. A esto se le
conoce como acidosis respiratoria compensada. El grado de compensación lo establece
el CO3H-
estándar que estará alto y el exceso de base que aumentará > +4 (normal
entre + 4 y – 4)
La acidosis respiratoria causa aumento
de CO2 y CO3H-
y una disminución de
pH (desplazamiento a b). Al
compensar el riñón reteniendo CO3H-
sube b c, desplazando la línea bufer
(aumento del exceso de bases y
bicarbonato estándar) .
2.- Alcalosis respiratoria.- La hiperventilación alveolar produce disminución de
PaCO2 y alcalosis respiratoria aguda (PaCO2 = K VCO2/ VA), Se define pues por
una disminución de PaCO2. Sus causas son:
* Con pulmones normales: ansiedad, fiebre, altitud, intoxicación por
aspirina, etc.
* Con pulmones patológicos: neumonía, asma agudo, etc.
Al disminuir la PaCO2, la relación CO3H-
/PCO2 aumentará elevando el pH.
Cuando la situación persista se produce compensación al aumentar la excreción renal
de CO3H- , que si es prolongada (largas permanencias en altura) llega a equilibrar el
pH. La alcalosis respiratoria crónica cursará con bicarbonato estándar bajo (<24 mEq/l)
y exceso de base < -4 .
10
La alcalosis respiratoria cursa con
disminución de CO2 y CO3H- y aumento
de pH (desplazamiento de a b). Al
producirse la compensación renal,
disminuye la excreción de H+ y con ello
se reabsorbe menos CO3H- (b c),
desplazando la línea bufer y con ello
disminuyendo CO3H- estándar y EB
3.- Acidosis metabólica. Se produce cuando:
* Aumento de ácidos no volátiles: cetoacidosis diabética, acidosis láctica,
intoxicación por aspirina o metanol
* Pérdida de CO3H-: diarreas, fístula pancreática acidosis tubular renal,
etc.
Se define anión gap = Na+ - ( Cl- + CO3H- ). Estima los aniones, además del
CO3H- y el Cl- necesarios para balancear la carga + del Na. Lo normal es de 12 ±
4 mEq/l. En la acidosis metabólica estará aumentado cuando se han añadido aniones no
medidos directamente: ácido láctico, cuerpos cetónicos, etc.
Lo que define la acidosis metabólica es la disminución del CO3H- por lo que el
conciente CO3H-
/PCO2 disminuirá y bajará el pH.
La acidosis estimula de manera inmediata a los quimiorreceptores periféricos y
se produce hiperventilación y disminución de PaCO2 que puede llegar a equilibrar el
pH. Además de este mecanismo respiratorio compensador hay también un mecanismo
celular según el cual los H+ pasan al interior de la célula y se intercambia con K+ y
Na+
11
La acidosis metabólica causa un aumento
de H+ , disminución de CO3H- y de pH.
(desplazamiento de a b) Tendrá el
bicarbonato estándar y exceso de base
bajos. Al producirse la compensación
respiratoria , disminuye PCO2 y aumenta
el pH (b c).
4.- Alcalosis metabólica. Se produce cuando:
* Aumenta la ingestión de álcalis: síndrome de leche y alcalinos, ingesta
de bicarbonato, etc.
* Alcalosis Cl sensible: pérdida de jugo gastrico, tratamiento diurético
* Alcalosis Cl resistente: hiperaldosteronismo primario.
En todos los casos se produce un aumento de CO3H- y de manera
compensadora un aumento de pCO2. En todos los casos de alcalosis metabólica severa
hay una importante hipopotasemia, bien por pérdida de K (diuréticos,
hiperaldosteronismo, etc) o por pasar K al interior de la célula por la alcalosis
La alcalosis metabólica debida a una
pérdida de H+ y aumento de CO3H- que
producen aumento de pH (desplazamiento
de a b) Tendrá el bicarbonato estándar
y exceso de base altos. Al producirse la
compensación respiratoria, aumenta
PCO2 y disminuye el pH (b c).
12
