Hoy mismo os he dado una ecuación de aspecto muy bonito que era, tristemente, una ecuación «irresoluble»:
O2 alveolar (PAO2) = Oxígeno inspirado – Oxígeno consumido
Esta ecuación tiene sentido – la cantidad de oxígeno que hay en los alvéolos está determinada por la cantidad de oxígeno que tomo menos la cantidad de oxígeno que consumen mis tejidos. Esta ecuación, de hecho, tiene tanto sentido que, clínicamente, hay veces que se va a necesitar resolver la ecuación para averiguar lo que está sucediendo en los pulmones. Después de todo, las radiografías y los TAC me dicen mucho sobre la estructura de los pulmones, pero sólo podemos inferir lo que está ocurriendo funcionalmente. Partiendo de esta ecuación (y utilizando cifras disponibles relativamente fáciles de obtener incluso de un paciente muy enfermo), se pueden empezar a hacer algunas inferencias sobre la función pulmonar. La siguiente animación trabaja el mismo material que el texto.
Primero, tengo que hacer algo para que la ecuación sea resoluble – ¡después de todo, empecé el párrafo diciéndote que esto era irresoluble!
O2 alveolar (PAO2) = Oxígeno inspirado – Oxígeno consumido
Empecemos con los niveles de oxígeno inspirado – lo primero que os diré es que el término «apropiado» para esta variable es la «presión parcial de oxígeno inspirada» y lo abreviamos como PiO2:
PAO2 = PIO2 – Oxígeno consumido
Ahora – ¿cómo calculamos la PiO2? Como estamos obteniendo el aire de la atmósfera, necesitamos utilizar el número atmosférico – así que empezamos con la presión atmosférica (que es de 760 mm Hg a nivel del mar). Sin embargo, al inhalar el aire, se añade agua al aire antes de que llegue a los alvéolos, por lo que debemos tener en cuenta el vapor de agua que han añadido las vías respiratorias. Para ello, restamos la presión del vapor de agua (la presión parcial del agua añadida) de la presión atmosférica total. Por suerte, sólo necesitas saber un número para esto: a temperatura corporal, la presión de vapor de agua es de 47 mm Hg, por lo que nuestro cálculo (que aún no está completo) se convierte en:
P(atm) – PH20
(760 mm Hg – 47 mmHg)
713 mm Hg
Ahora bien, el oxígeno no constituye todo el aire aparte de la presión de vapor de agua: es sólo el 21% del aire que respiramos, así que nos queda un paso más en este punto: tenemos que calcular cuánto oxígeno hay:
PiO2= (Patm – 47 mm Hg)x FiO2
(traducción: FiO2 es la fracción de oxígeno inspirado (que es el 21% o 0,21 si estamos respirando aire ambiente)
PiO2= (Patm – 47 mm Hg)0,21
= 713 x 0,21
= 149,7 mm Hg
Así que hemos identificado cuánto oxígeno está siendo inspirado – la segunda mitad de la ecuación nos pide que identifiquemos cuánto oxígeno está siendo extraído, pero lo hace de una manera indirecta. De hecho, es tan indirecta que vamos a utilizar el CO2 fácilmente medido (no es una errata!!!!) para estimar el consumo de oxígeno. Si recuerda la conferencia sobre el intercambio de gases, le dije que el intercambio de oxígeno y de dióxido de carbono eran independientes el uno del otro en los pulmones. Ahora bien, hay un lugar en el que están unidos, y es en el tejido donde se consume el oxígeno y se produce el dióxido de carbono por el metabolismo. De hecho, están tan unidos en el tejido que existe una relación matemática muy bonita entre el oxígeno y el dióxido de carbono. Esta relación matemática se llama cociente respiratorio (RQ) y se define como la cantidad de CO2 producida dividida por el consumo de oxígeno:
RQ = V(punto)CO2/V(punto)O2
Lo bueno de esta relación matemática es que en realidad no hay que hacer ninguna operación matemática para resolverla (¡el mejor tipo de ecuación matemática!). Esto se debe a que, como humano, sólo hay tres opciones de respuesta porque sólo hay un par de fuentes de combustible diferentes que vamos a utilizar (y por lo tanto sólo tres respuestas posibles, que puedes memorizar fácilmente). Nuestras dos opciones de combustible son la glucosa y los ácidos grasos. Si nuestras células están utilizando exclusivamente glucosa para la producción de energía, se crea 1 molécula de dióxido de carbono por cada oxígeno quemado, por lo que el RQ es 1. En realidad somos más eficientes en el uso de ácidos grasos libres para la producción de energía – por cada 10 oxígenos consumidos, sólo hacemos 7 dióxidos de carbono, lo que lleva a un RQ de 0,7.
Ahora, los muy rápidos entre ustedes están notando que sólo les he dado dos respuestas posibles.. La tercera respuesta posible se debe a que, salvo circunstancias muy concretas (que tendría que contaros), nuestras células están utilizando en ese momento una mezcla de glucosidad y ácidos grasos libres. Cuando hacemos eso, se ha determinado que el RQ es de 0,8 (8 de dióxido de carbono producido por cada oxígeno consumido).
Para resumir los dos últimos párrafos:
Si estuviéramos quemando principalmente glucosa, el RQ sería de 1,0
mientras que si estuviéramos quemando grasas, el RQ sería de 0,7
Como solemos quemar una mezcla de combustibles, el RQ medido suele estar cerca de 0.8
Para aquellos que se preguntan cómo les indicaría qué RQ utilizar, puedo resumirlo fácilmente:
Si no digo nada, asume que el RQ es 0.8 (el paciente está usando una mezcla de combustibles)
Si quiero que uses un RQ de 1,0, especificaría que el paciente está recibiendo una solución de glucosa intravenosa
Si quiero que uses un RQ de 0,7, el paciente es hipoglucémico o diabético y depende del metabolismo de los ácidos grasos.
Volvemos a nuestra ecuación: De hecho, podemos medir el consumo de O2 (el V(punto)O2), pero en un paciente crítico, no es deseable hacerlo. En su lugar, vamos a utilizar el cociente respiratorio, algunas matemáticas sencillas y un detalle importante sobre el dióxido de carbono para ayudarnos a resolverlo. El detalle principal sobre el dióxido de carbono que es importante para nosotros aquí es el hecho de que todo el CO2 disuelto en nuestra sangre es el resultado del metabolismo celular – no respiramos nada (o lo suficiente como para preocuparnos en este escenario). Por lo tanto, podemos medir la PaCO2 (la concentración arterial de dióxido de carbono) e introducirla en la ecuación de la RQ como una estimación de la producción de dióxido de carbono. A continuación, reordenamos la ecuación para averiguar cuál debe ser nuestro consumo de oxígeno para producir esa cantidad de dióxido de carbono:
RQ = /
Paso 1: Vamos a sustituir la PaCO2 por V(punto)CO2:
RQ = PaCO2/
Paso 2: Reorganizar la ecuación para obtener V(punto)O2 donde queremos:
V(punto)O2 (oxígeno consumido) = PaCO2/RQ
Paso 3: Sustituir esto en la ecuación de gases alveolares:
PAO2 = PIO2 – Oxígeno consumido
PAO2 = PIO2 –
Utilizando los siguientes valores:
PaCO2 = 40 mm Hg (el valor normal)
RQ = 0,8 (basado en la suposición de que estamos utilizando una mezcla de combustibles metabólicos)
Esto se convierte en:
PAO2 = PIO2 –
= PIO2 –
Previamente habíamos descubierto que la PIO2 era de 149,7 mm Hg, por lo que la ecuación se convierte ahora en:
PAO2 = 149,7-
PAO2 = 99,7 mm Hg
El gradiente alveolar-arterial de O2 (gradiente A-a O2)
Ahora, si eres sensato, te estarás preguntando por qué te he arrastrado a través de ese gran y largo cálculo… después de todo, aunque es bueno saber cuál es la presión parcial alveolar de oxígeno, probablemente no parezca muy útil ahora mismo. Eso es porque tenemos un paso más (afortunadamente sencillo) por el que pasar.
Como hablamos en la clase de intercambio de gases, el objetivo del alvéolo es juntar la sangre y el aire de tal manera que el oxígeno alveolar y el oxígeno arterial se equilibren entre sí. En otras palabras, en un mundo ideal, la PAO2 debería ser la misma que la PaO2. Si hay una gran diferencia entre la PAO2 y la PaO2, hay un problema con el intercambio de gases.
Así que ahora un poco de matemáticas simples:
Gradiente A-a O2 = PAO2 – PaO2
Paso 1: Obtenga la PAO2 a partir de la ecuación de los gases alveolares:
Gradiente A-a O2 = 99.7 mm Hg – PaO2
Paso 2: Obtener la PaO2 a partir de la gasometría arterial:
Gradiente A-a O2 = 99,7 mm Hg- 96 mmHg
= 3,7 mm Hg
Hay varias formas de obtener un valor normal para el gradiente A-a O2. Para un fisiólogo, nos gusta un valor normal de A-a de 0 mm Hg, pero tenemos que hacer cosas que son REALMENTE invasivas para obtener ese valor, así que clínicamente ese NO es el valor normal. Un rango normal común es 8 + (20% de la edad del paciente). Otros clínicos consideran <12 mm Hg normal. En cualquier caso, el número que acabamos de calcular indica que el intercambio de gases se produce con normalidad.
Si el número hubiera sido alto, indicaría que el proceso de intercambio de gases se ha visto perjudicado por algún proceso de enfermedad. Este conjunto de cálculos es muy útil para distinguir entre la hipoxia debida a un proceso alveolar y la hipoxia producida por hipoventilación (esfuerzos respiratorios inadecuados) – en este último caso, el gradiente está dentro del rango normal. Dado que el valor fisiológico normal es 0, no existe ninguna entidad clínica asociada a un valor de A-a O2 BAJO.
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Continuar con las relaciones V/Q |