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OXIGENO AFINIDAD e HIPOXIA

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OXIGENO AFINIDAD e HIPOXIA - PowerPoint PPT Presentation


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OXIGENO AFINIDAD e HIPOXIA. Para usar esta clase Los iconos a la derecha parte inferior son para usar MENU y moverse con las flechas. Los números indican la extensión del tema En el MENU está el detalle de los temas y al apretar el botón puede dirigirse al de su preferencia

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Presentation Transcript
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OXIGENO

AFINIDAD e HIPOXIA

  • Para usar esta clase
  • Los iconos a la derecha parte inferior son para usar MENU y moverse con las flechas. Los números indican la extensión del tema
  • En el MENU está el detalle de los temas y al apretar el botón puede dirigirse al de su preferencia
  • Presione el ratón sobre el botón CLIC para continuar la lectura.
  • El icono de la calculadora señala la necesidad de entrenarse en cálculos concretos
  • Coloque sonido en su equipo para destacar la relación .......entre figura y texto
  • Para salir de la clase marque en su tecladoESC
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OBJETIVOS

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En la clase Transporte de O2 se ha enfatizado el concepto de presiones parciales, descripta a través de la ley de Dalton.

La ventilación asegura su ingreso al organismo y la circulación determina su distribución hacia los tejidos.

.

La PAO2 está en equilibrio con la sangre del capilar pulmonar, generándose gradientes que aseguran la difusión del O2disuelto, según la ley de Henry.

Cuando la presión parcial alveolar (PAO2) o la presión parcial arterial (PaO2 ) son bajas se habla de una hipoxía hipóxica

El O2 también se transporta combinado con la hemoglobina y se describe la Curva de Disociación de la Oxihemoglobina, que puede tener en ordenadas la Saturación de O2 (SO2 %) o el Contenido (cO2 cc/l).

Existen numerosas patologías relacionadas con la hemoglobina como Hipoxia Histotóxica, por Hemoglobina Fetal, por Carboxihemoglobina, por Metahemoglobina, por Anemia

Existen hipoxias producidas por problemas cardiovasculares, que producen una sangre venosa de muy bajo contenido en O2 y originan hipoxemia arterial.

A pesar de su importancia, no se desarrollan en esta clase.

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CURVA DE DISOCIACIÓN

AFINIDAD NORMAL

AFINIDAD AUMENTADA

AFINIDAD DISMINUIDA

CONTENIDO DE O2

HIPOXIA

Menú

general

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SATURACION DE OXIGENO (%)

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Cuando se desea analizar la incidencia de la PO2 en el número de moléculas de Hb que podrán unirse con moléculas de O2( oxígeno combinado )

seutiliza en fisiologíala curva de disociación de la oxihemoglobina ( O2Hb ) .

CURVA

D

E

DISOCIACION

Enordenadasse coloca el porcentaje de moléculas de oxihemoglobina ( O2Hb ) en relación al total de moléculas de hemoglobina ( Hb ) presente en la sangre; es un valor porcentual llamadosaturación ( SO2 ).

Enabcisasse grafica lapresión parcial de oxígeno ( PO2 )que puede corresponder a

  • vena ( PvO2 )
  • capilar pulmonar (PcO2 )
  • arteria ( PaO2 )
  • alvéolo ( PAO2 )

Es una graficación que se puede utilizar para diferentes análisis.

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SATURACION DE OXIGENO (%)

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La relación descrita en la curva de disociación no es. lineal, lo que en cierta medida dificulta un análisis simple de las relaciones entre la presión parcial ( PO2 ) y la saturación de la hemoglobina ( SO2 ).

Debe tenerse en cuenta que un cambio de PO2 de 20 mmHg ( de 100 a 120 mmHg) marcado en el eje de las abcisas produce un aumento de SO2 pequeño. Es el nivel de PO2 que se encuentra en los capilares pulmonares.

CURVA

D

E

DISOCIACION

Cuando se produce igual gradiente de PO2 de 20 mmHg pero en un rango entre 20 a 40 mmHg hay una importante modificación de la SO2.

Es el nivel de PO2 que se encuentra enlos capilares tisulares.

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Es indispensable entender que la relación descrita entre PO2 y SO2 define la afinidad entre el O2 y la Hb, relación que está determinada por diferentes características de la sangre y que cambia con ellas; no es una relación constante o única.

SATURACION

DE

OXIGENO

AFINIDAD NORMAL

La curva que se presenta y los valores de saturación correspondientes a cada PO2, son en este caso representativos de condiciones normales.

  • un pH de 7.4
  • una PCO2 de 40 mmHg
  • una temperatura de 37 grados
  • una concentración normal del metabolito 2-3 bifosfoglicerato (23-BFG)

pH 7.4 37 75 91 96 97.3 98.1 98.7 SO2 %

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SATURACION

DE

OXIGENO

AFINIDAD NORMAL

El O2 se incorpora a la sangre en loscapilares pulmonares( PO2 100 mmHg, SO2 97.3% ) y se libera a nivel de loscapilares tisulares( PO2 40 mmHg, SO2 75% ).

De esta manera la sangre entrega al tejido el 22.3 %......................( 97.3 – 75 )

del O2 transportado.

pH 7.4 37 75 91 96 97.3 98.1 98.7 SO2 %

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A L C A L O S I S

N O R M A L

SATURACION

DE

OXIGENO

AFINIDAD AUMENTADA

  • La afinidad entre el O2 y la Hb es mayor cuando
  • el pH aumenta
  • la PCO2 disminu ye
  • la temperatura disminuye
  • el metabolito 2- 3 BFG disminuye
  • Ello significa que para una misma PO2 la SO2 es mayor que lo normal.

pH 7.4 37 75 91 96 97.3 98.1 98.7 SO2 %

pH 7.645 84 95 97.3 98.4 98. 5 96.9 SO2 %

Para interpretar la SO2 debe conocerse por lo menos el pH

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El fenómeno descrito en la pantalla anterior es un mecanismo adap tativo que favorece la fijación de O2 a la Hb a nivel delcapilar pulmonar ( PO2 100 mmHg, SO2 de 97.3 a 98.4% )

A L C A L O S I S

N O R M A L

SATURACION

DE

OXIGENO

AFINIDAD AUMENTADA

pero impide el aporte adecuado del O2 a nivel tisular ( PO2 40 mmHg, SO2 de 75 a 84%).

pH 7.4 37 75 91 96 97.3 98.1 98.7 SO2 %

pH 7.645 84 95 97.3 98.4 98. 5 96.9 SO2 %

En alcalosis 14% ( 98.4 - 84 ) de las moléculas de oxihemoglobina dejan su O2 a niveltisular, encomparación con 22.3% para una sangre normal.

Para interpretar la SO2 debe conocerse por lo menos el pH

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N O R M A L

AFINIDAD

DISMINUIDA

SATURACION

de

OXIGENO

  • La afinidad entre el O2 y la Hb es menor cuando
  • el .pH disminuye
  • la PCO2 aumenta
  • la temperatura aumenta
  • el 2-3 BFGaumenta.
  • Ello significa que para una misma PO2 la SO2 es menor que lo normal.

pH 7.4 37 75 91 96 97.3 98.1 98.7 SO2 %

pH 7.024 46 71 86 92 93 96.7 SO2 %

Para interpretar la SO2 debe conocerse por lo menos el pH

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PO2 mm Hg

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En la pantalla anterior se muestra un mecanismo adaptativo que disminuye la fijación de O2 a la Hb a nivel delcapilar pulmonar(PO2 100 mmHg, SO2 de 97.3a 92%).

A C I D O S I S

N O R M A L

SATURACION

de

OXIGENO

AFINIDAD

DISMINUIDA

Favorece la liberación del O2 a niveltisular(PO2 40 mmHg, SO2 de 75 a 46%).

pH 7.4 37 75 91 96 97.3 98.1 98.7 SO2 %

pH 7.024 46 71 86 92 93 96.7 SO2 %

En acidosis el 46% ( 92 – 46 ) de las moléculas de oxihemoglobina dejan su O2 a nivel tisular en comparación con 22.3% para una sangre normal.

Para interpretar la SO2 debe conocerse por lo menos el pH

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La sangre que sale del alveolo o del pulmón ha recibido el O2 del gas alveolar, el que se transporta comodisuelto(relacionado con la PO2) ycombinado(relacionado con la SO2).

CONTENIDO

de

OXIGENO

Cuando la sangre llega al tejido, el O2 disuelto difunde hacia las zonas de menor PO2 y en la medida que se consume es reemplazado por la disociación de molécu las combinadas con la Hb.

La SO2 va disminuyendo hasta 75% que es cuando la PO2 alcanza 40 mmHg, al estar en equilibrio con el tejido.

pH 7.4 37 75 91 96 97.3 98.1 98.7 SO2 %

Al regresar la sangre a los pulmones, la hemoglobina vuelve a oxigenarse ( aumento de la SO2 ) y también aumenta el O2 disuelto ( aumento de la PO2 ),

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pH 7.4 37 75 91 96 97.3 98.1 98.7 SO2 %

La SO2 es una medida porcentual de la cantidad. de moléculas de Hb que han fijado el O2, de un total que se acepta obviamente como 100 pero cuyo valor real se desconoce.

La SO2 no permite saber el volumen real de O2 transportado y tampoco si puede mantener el consumo de O2 tisular.

CONTENIDO

de

OXIGENO

Se calcula el valor del contenido de O2 (cO2) cuando la concen tración de hemoglobina ( [ Hb ] = g% ) se multiplica por el poder de combinación u oxifórico ( 1.39 cc / g ) y por la SO2 ( % ).

Solo para simplificar el cálculo se desestima el O2 disuelto por su valor reducido.

Se presenta en la próxima pantalla un ejemplo para una concentración normal de hemoglobina de 15 g% o 150 g / l.

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pH 7.4 37 75 91 96 97.3 98.1 98.7 SO2 %

Para completar el análisis de la pantalla anterior se presenta un ejemplo para una concentración normal de 15 g% o 150 g/l.

CONTENIDO

de

OXIGENO

Cada 100 cc de sangre, que salen del capilar pulmonar luego de equilibrarse con el gas alveolar normal, transportan aproximada mente 20 cc de O2 .

cO2 = [ Hb ] * 1.39 * SO2 / 100

cO2 = 15g% *1.39cc / g * 97.3 / 100

cO2 = 20.2 cc / 100cc

cO2 = 20.2 cc %= 20.2 vol %

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pH 7.4 37 75 91 96 97.3 98.1 98.7 SO2 %

Como se señaló antes la SO2 es una medida porcentual de la cantidad de moléculas de Hb que han fijado el O2, de un total que se acepta obviamente como 100, pero con un valor real que se desconoce.

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cO2 = [Hb] * 1.39 * SO2 / 100

Por ello se calcula el valor del contenido de O2( cO2 ) multiplicando la concentración de hemoglobina ( [Hb] = g% ) por el poder de combinación u oxifórico (1.39 cc / g) y por la SO2 ( % ).

Se desestima el O2 disuelto por su valor reducido y para simplificar el cálculo.

Se comienza a analizar la disminución de la [Hb]

cO2= 5g% * 1.39 cc/g * 97.3 / 100

cO2 = 6.76 cc / 100cc

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pH 7.4 37 75 91 96 97.3 98.1 98.7 SO2 %

En el gráfico que se presenta aunque la PO2 y la SO2 permanezcan en los mismos valores de una sangre normal, el contenido de O2 (cO2) disminuye.

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El contenido de O2 en este caso de anemia se ha reducido a 7.1 cc / 100cc ( 6.76 cc / 100cc como O2 combinado mas 0.3 del O2 disuelto).

Se hace evidente la necesidad de conocer, como mínimo la PO2, la SO2 y además la [ Hb ] para poder cuantificar el O2 transportado por la sangre.

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pH 7.4 37 75 91 96 97.3 98.1 98.7 SO2 %

Se describió anteriormente la liberación de O2 a nivel del tejido.El contenido de O2de la sangre que sale del tejido será de 15.6 cc / 100cc pues su saturación bajó a 75%.

DIFERENCIA

ARTERIO

VENOSA

cO2 =15g% *1.39cc/g * 75 / 100 = 15.56cc/100cc

Se puede cuantificar el volumen de oxígeno aportado al tejido calculando la diferencia entre los contenidos de oxígeno ( 20.2 – 15. 6 ), que en el caso presentado es de 4.6 cc/100cc.

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Esta diferencia de contenidos es lo que se conoce comodiferencia arterio-venosa de oxí geno( D (a-v)O2 ).

El cO2 y la D( av )O2 son diferentes en el caso presentado antes de hemoglobina reducida ( anemia )

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pH 7.4 37 75 91 96 97.3 98.1 98.7 SO2 %

DIFERENCIA

ARTERIO

VENOSA

La diferencia de contenidos descrita en las pantallas anteriores es lo que se conoce comodiferencia arterio-venosa de oxígeno( D (a-v)O2 ).

Si Q es de 5000cc / min en estas condiciones el O2 que se aporta al tejido tiene un valor normal de 230 cc / min (4,6 * 5000 / 100).

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Pero sila concentración de Hb es un tercio del ejemplo anterior la cantidad de O2 aportada por un Q igual será de 76 cc / min, salvo que disminuya el CvO2, lo que conduce a un aumento de la D(a-v)O2.

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HIPOXIA

HEMOGLOBINA

NORMOXIA

HIPOXIAHIPÓXICA

HIPOXIAANEMICA

HIPOXIA HISTOTÓXICA

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GENERAL

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La hipoxiaes un término que define en forma general una cantidad baja de O2 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 O2.

La normoxia es una resultante del control cardiopulmonar que depende además de la hemoglobina en su cantidad y características moleculares, de la PO2 en alveolo, sangre y tejido , de la extracción tisular y muchos otros factores.

H

I

P

O

X

I

A

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 O2 en todos los sistemas interactuantes en el organismo, incluido de manera fundamental el espacio intracelular.

La hipoxemia se refiere a condiciones de O2 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 se identifica de manera primaria por la baja PO2 en sangre arterial. Se asocia con hipoventilación cuando también está aumentada la PCO2.

En esta clase se desarrollan alteraciones de la hemoglobina.

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La hemoglobina ( Hb ) es el transportador de O2 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 O2 aportado por la circulación capilar con los sistemas metabólicos intracelulares .

H

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MECANISMOS de HIPOXIA EJEMPLOS

Capacidad de transporte baja Cambios de afinidad de la Hb por el O2

Anemia

Monóxido de carbono

Metahemoglobina

Desigualdad V / Q Fibrosis pulmonar

Embolia pulmonar

Edema pulmonar

Cortocircuito Comunicación cardiaca derecha-izquierda

Comunicación periférica derecha-izquierdaDisminución de la PAO2 Presión barométrica baja en altura

Hipoventilación Enfermedad neuromuscular

Sedantes

Enfermedad pulmonar obstructiva crónica

Extracción tisular alta Bajo volumen minuto cardíaco

Contractura muscular ( tétano, esfuerzo )

Sepsis

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HEMOGLOBINA

ADULTA NORMAL

FETAL

METAHEMOGLOBINA

CARBOXIHEMOGLOBINA

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pH 7.4 37 75 91 96 97.3 98.1 98.7 SO2 %

Tipo hemoglobina P50

1.- Hb adulto normal 25 mmHg

2.- Hb fetal 16 mmHg

3.- Hb Rainier 12 mmHg

4.- Hb Yokohama 12 mmHg

5.- Hb Chesapeake 18 mmHg

6.- Hb Seattle 40 mmHg

7.- Hb Kansas 70 mmHg

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 P50 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.

La P50 para Hb es de 26 mmHg.

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La P50 para hemoglobina fetal, Rainier, Yokohama y Chesapeake tiene valores entre 18 y 12 mmHg lo que indica un aumento de la afinidad, lo que dificulta la liberación de O2 en tejido.

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Las hemoglobina Seattle y Kansas tienen su afinidad disminuida lo que dificulta la captación del O2 en alveolo.

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pH 7.4 37 75 91 96 97.3 98.1 98.7 SO2 %

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 ).

Hb

ADULTA

NORMAL

El pH, la PCO2, la temperatura corporal y la concentración de 23BPG definen esta relación, llamada afinidad.

Hay además condicio nes normales ventila torias, metabólicas y cardiovas culares que mantienen valores de gases en sangre arterial y venosa, definidos por una saturación de 97% en arteria y 75% en vena.

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La característica diferencial fundamental de la hemoglobinafetal ( Hbf )es la presencia de una molécula con un solo grupo heme, un solo ión de hierro Además presenta baja unión del 2,3 BFG lo que aumenta la afinidad con el O2.

Esta diferencia marca un comportamiento fundamental que la distingue de la hemoglobina adulta normal ( Hb ) .

Hb

F E T A L

Mientras en la Hb el 97% de SO2 se alcanza con una PO2 de 100 mmHg en la Hbf se logra con valores de alrededor de 35 mmHg.

El punto determinado por la PO2 de la sangre con Hbf a nivel tisular o sangre venosa mixta está alrededor de 5 mmHg.

Es un mecanismo adaptativo favorable para la sobrevida fetal, pero totalmente inconveniente luego del nacimiento, generando hipoxias severas.

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pH 7.4 37 75 91 96 97.3 98.1 98.7 SO2 %

La característica fundamental de la unión del O2 conla hemoglobina es la presencia de grupos heme con iones ferrosos. Los iones férricos no fijan O2.

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

METAHEMOGLOBINA

No siempre se identifica su presencia, ya que no es habitual la medición de la concentración de los diferentes tipos de Hb y a veces se usa un hematocrito como medida de la concentración de hemoglobina adulta normal.

A medida que aumenta su concentración dismi nuye el contenido de O2 do (cO2 ).

Es una hipoxia que a veces es difícil identificar ya que la PAO2 yPaO2 son normales pero el contenido y la saturación de O2 de la sangre arterial y venosa estarán disminuidas.

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pH 7.4 37 75 91 96 97.3 98.1 98.7 SO2 %

La unión del monóxido de carbono (CO) con la Hb tiene una afinidad . 200 veces mayor que la que se ha descrito para el O2 y se forma la Carboxihemoglobina.

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 O2 y la Hb.

CARBOXIHEMOGLOBINA

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.

El hecho de que la PAO2 sea práctica mente normal por la baja PiCO, los quimiorreceptores periféricos que son sensibles a disminu ciones de PO2 no producen aumentos de ventila ción aunque la hipoxia sea severa.

CARBOXIHEMOGLOBINA

El contenido de O2 ( cO2)estará bajo

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PO2 mm Hg

20 40 60 80 100 120 140

pH 7.4 37 75 91 96 97.3 98.1 98.7 SO2 %

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 pH, de PCO2, de temperatura corporal, de concentración de algunos metabolitos.

Una vez establecidas todas las condiciones mencionadas se encontrará que la saturación de la sangre arterial será de 97% ( SaO2 ) y la saturación de la sangre venosa mixta será de 75% ( SvO2 ).

HIPOXEMIA

NORMOXIA

Su contenido es de 20 y 15 vol% respectiva mente.

Cualquier condición diferente a las mencionadas antes determinará diferentes valores para normoxia.

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Saturación de O2

Contenido

de O2

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PO2 mm Hg

20 40 60 80 100 120 140

pH 7.4 37 75 91 96 97.3 98.1 98.7 SO2 %

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 O2 como hipoxia anémica.

El contenido de O2 en sangre arterial y venosa estará disminuido con respecto al normal.

HIPOXIA ANEMICA

Es necesario recordar que si se grafica en ordena das SO2 en lugar de cO2 lasdiferencias entre normoxia e hipoxia anémica no son evidentes.

HIPOXEMIA

La PO2 y la SO2 son normales y sólo el CO2 está disminuí do.

La medición de la SO2 (saturómetro) no es útil en esta patología. Tampoco mejora sustancialmente la hipoxia con la administración de O2 y la opción adecuada es la reposición de la hemoglobina faltante.

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Contenido

de O2

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PO2 mm Hg

20 40 60 80 100 120 140

pH 7.4 37 75 91 96 97.3 98.1 98.7 SO2 %

RESUMEN FINAL

Se caracteriza como hipoxia histotóxica a aquella dondeel O2aportadopor la sangre circulante es normal.

pero los tejidos no realizan una normal extracción y utilización del O2.

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.

HIPOXEMIA

Con la colocación de un catéter hasta la aurícula, ventrículo derecho o arteria pulmonar se puede detectar la patología y seguir su evolución.

HIPOXIA HISTOTÓXICA

El alcohol, narcó ticos usados y venenos como el cianuro pueden ser causales de este proceso.

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CONCLUSIONES

En la clase Transporte de Oxígeno se ha desarrollado la presión alveolar de O2 (PAO2), la arterial (PaO2) y la tisular. Se ha descrito el Oxígeno disuelto y el combinado hasta la saturación de O2.

En esta clase se describe con mas detalle la combinación del O2 con la hemoglobina, desarrollando los conceptos de saturación de O2 (SO2) y con tenido de O2 (CO2)

El oxígeno se transporta combinado con la hemoglobina en sangre y con la mioglobina en célula.

Se desarrolla las características funcionales de la Hemoglobina Fetal y adulta normal, de la carboxihemoglobina, de la metahemoglobina. La P50 es una medida de laboratorio que cuantifica la afindad entre O2 y Hb.

  • La hipoxemia es el término utilizado para referirse al oxígeno disminuido por diferentes circunstancias y se describen
  • Hipoxia hipóxica por baja PaO2
  • Hipoxia histotóxica, cuando hay una mala utilización o aporte tisular.
  • Hipoxia anémica por baja concentración de hemoglobina

FIN