Adaptações respiratórias em Saúde e Doença: Calculando o Oxigénio Alveolar & o gradiente A-a O2

Até hoje, dei-vos uma equação muito bonita que foi, infelizmente, uma equação ‘insolúvel’:

O2 alveolar (PAO2) = Oxigénio inspirado – Oxigénio consumido

Esta equação faz sentido – a quantidade de oxigénio que está nos alvéolos é determinada pela quantidade de oxigénio que eu absorvo menos a quantidade de oxigénio consumida pelo meu tecido. Esta equação, de facto, faz tanto sentido que clinicamente há alturas em que se vai precisar de resolver a equação para descobrir o que está a acontecer nos pulmões. Afinal, as radiografias e TACs dizem-me muito sobre a estrutura dos pulmões, mas só podemos inferir o que está a acontecer funcionalmente. A partir desta equação (e utilizando números disponíveis relativamente fáceis de obter mesmo de um paciente muito doente), é possível começar a fazer algumas inferências sobre a função pulmonar. A animação seguinte funciona através do mesmo material que o texto.

Primeiro, preciso de fazer algo para tornar a equação resolúvel – afinal, comecei o parágrafo dizendo-vos que isto era insolúvel!

O2 alveolar (PAO2) = Oxigénio Inspirado – Oxigénio consumido

Comecemos pelos níveis inspirados de oxigénio – a primeira coisa que vos direi é o termo ‘adequado’ para esta variável é o termo “pressão parcial inspirada de oxigénio” e abreviamos isso como PiO2:

PAO2 = PIO2 – Oxigénio consumido

Agora – como é que calculamos o PiO2? Uma vez que estamos a obter o ar da atmosfera mais próxima, precisamos de utilizar o número atmosférico – por isso começamos com a pressão atmosférica (que é 760 mm Hg ao nível do mar). No entanto, à medida que inalamos o ar, a água é adicionada ao ar antes de chegar aos alvéolos – por isso precisamos de ter em conta o vapor de água que foi adicionado pelas vias respiratórias. Temos em conta este facto subtraindo a pressão do vapor de água (a pressão parcial da água que foi adicionada) da pressão atmosférica total. Felizmente, só é preciso saber um número para isto: à temperatura corporal, a pressão do vapor de água é de 47 mm Hg, pelo que o nosso cálculo (que ainda não está completo) se torna:

P(atm) – PH20

(760 mm Hg – 47 mmHg)

713 mm Hg

Agora – o oxigénio não constitui todo o ar além da pressão de vapor de água – é apenas 21% do ar que respiramos, por isso temos mais passos a dar neste ponto – temos de descobrir quanto oxigénio existe:

PiO2= (Patm – 47 mm Hg)x FiO2
(tradução): FiO2 é a fracção de oxigénio inspirado (que é 21% ou 0,21 se estivermos a respirar ar da sala)
PiO2= (Patm – 47 mm Hg)0,21
= 713 x 0,21
= 149,7 mm Hg

Então identificámos a quantidade de oxigénio que está a ser inspirado – a segunda metade da equação pede-nos para identificar a quantidade de oxigénio que está a ser retirada, mas fá-lo de forma indirecta. De facto, é tão indirecto que vamos efectivamente utilizar o CO2 facilmente medido (que não é um erro de digitação 17) para estimar o consumo de oxigénio. Se se lembrar da palestra sobre a troca de gás, eu disse-lhe que o oxigénio e a troca de dióxido de carbono eram independentes um do outro nos pulmões. Agora, há um lugar onde estão ligados – e isso é no tecido onde o oxigénio está a ser consumido e o dióxido de carbono está a ser produzido pelo metabolismo. Na verdade, estão tão ligados entre si no tecido que existe uma relação matemática muito agradável entre o oxigénio e o dióxido de carbono. Esta relação matemática é chamada quociente respiratório (RQ) e é definida como a quantidade de CO2 produzida dividida pelo consumo de oxigénio:

RQ = V(dot)CO2/V(dot)O2

O que é bom nesta relação matemática é que não é preciso fazer nenhuma matemática para a resolver (o melhor tipo de equação matemática!). Isto porque, como humano, existem apenas três opções de respostas, porque existem apenas um par de fontes de combustível diferentes que vamos utilizar (e portanto apenas três respostas possíveis, que pode memorizar facilmente). As nossas duas opções de combustível são a glicose e os ácidos gordos. Se as nossas células estão a utilizar exclusivamente glucose para a produção de energia, é criada uma molécula de dióxido de carbono para cada oxigénio queimado, pelo que o RQ é 1. Somos realmente mais eficientes na utilização de ácidos gordos livres para a produção de energia – para cada 10 oxigénio consumido, fazemos apenas 7 dióxidos de carbono, levando a um RQ de 0,7.

Agora, o muito rápido de entre vós repara que só vos dei duas respostas possíveis… A terceira resposta possível deve-se ao facto de, excepto em circunstâncias muito específicas (sobre as quais teria de vos falar), as nossas células estarem a utilizar uma mistura de cola e ácidos gordos livres na altura. Quando o fazemos, o RQ foi determinado como sendo 0,8 (8 dióxido de carbono produzido para cada oxigénio consumido).

Para resumir os dois últimos parágrafos:

Se estivéssemos a queimar principalmente glucose, o RQ seria 1,0
enquanto que se estivéssemos a queimar gorduras, o RQ seria 0,7
Desde que normalmente queimamos uma mistura de combustíveis, o RQ medido é normalmente próximo de 0.8

Para aqueles que se perguntam como vos indicaria o RQ a utilizar, posso resumi-lo facilmente:

Voltar à nossa equação: De facto, podemos medir o consumo de O2 (o V(ponto)O2), mas num doente crítico, não é desejável que o faça. Em vez disso, vamos usar o quociente respiratório, alguma matemática simples, e um detalhe importante sobre o dióxido de carbono para nos ajudar a perceber isto. O maior detalhe sobre o dióxido de carbono que é importante para nós aqui mesmo é o facto de todo o CO2 dissolvido no nosso sangue ser o resultado do metabolismo celular – não respiramos nada (ou o suficiente para nos preocuparmos com este cenário). Portanto, podemos medir o PaCO2 (a concentração arterial de dióxido de carbono) e ligá-lo à equação de RQ como uma estimativa da produção de dióxido de carbono. Reorganizamos então a equação para descobrir qual deve ser o nosso consumo de oxigénio para produzir tanto dióxido de carbono:

RQ = /

Passo 1: Vamos substituir o PaCO2 por V(dot)CO2:
RQ = PaCO2/

Passo 2: Reorganizar a equação para obter V(dot)O2 onde o queremos:
V(dot)O2 (oxigénio consumido) = PaCO2/RQ

Passo 3: Substituir isto na equação do gás Alveolar:
PAO2 = PIO2 – Oxigénio consumido
PAO2 = PIO2 –

Usando os seguintes valores:
PaCO2 = 40 mm Hg (o valor normal)
RQ = 0,8 (baseado no pressuposto de que estamos a utilizar uma mistura de combustíveis metabólicos)

Esta situação torna-se:

PAO2 = PIO2 –

= PIO2 –

Tínhamos descoberto anteriormente que a PIO2 era de 149,7 mm Hg, pelo que a equação se torna agora:

PAO2 = 149,7-

PAO2 = 99,7 mm Hg

O gradiente Alveolar-arterial de O2 (A-a O2 gradiente)

p> Agora, se for sensato, está a perguntar-se porque o arrastei através daquele grande e longo cálculo… afinal, embora seja bom saber qual é a pressão parcial alveolar de oxigénio, provavelmente não parece ser muito útil neste momento. Isto porque temos mais um (felizmente simples) passo a dar.

Como falámos na palestra sobre troca de gases, o objectivo do alvéolo é juntar o sangue e o ar de tal forma que o oxigénio alveolar e o oxigénio arterial cheguem ao equilíbrio um com o outro. Por outras palavras, num mundo ideal, o PAO2 deve ser o mesmo que o PaO2. Se houver uma grande diferença entre o PAO2 e o PaO2, há um problema com a troca de gases.

Então agora para alguma matemática simples:

A-a gradiente O2 = PAO2 – PaO2

Passo 1: Obtenha o PAO2 da equação do gás alveolar:
A-a gradiente O2 = 99.7 mm Hg – PaO2

P>Passo 2: Obtenha o PaO2 dos gases do sangue arterial:
A-a gradiente O2 = 99,7 mm Hg- 96 mmHg
= 3,7 mm Hg

Existem várias formas de chegar a um valor normal para o gradiente A-a O2. Para um fisiologista, gostamos de um valor A-a normal de 0 mm Hg, mas temos de fazer coisas que são REALMENTE invasivas para obter esse valor, pelo que clinicamente NÃO é o valor normal. Uma gama normal comum é 8 + (20% da idade do paciente). Outros clínicos usam consideram <12 mm Hg normal. Em qualquer caso, o número que acabamos de calcular indica que a troca de gás está a ocorrer normalmente.

Se o número tivesse sido elevado, indicaria que o processo de troca de gás foi prejudicado por algum processo de doença. Este conjunto de cálculos é muito útil para distinguir entre hipoxia devida a um processo alveolar e a hipoxia produzida por hipoventilação (esforços respiratórios inadequados) – neste último caso, o gradiente está dentro do intervalo normal. Dado que o valor fisiológico normal é 0, não há entidade clínica associada a um valor BAIXO A-a O2.