Formas químicas en que se transporta el CO2.

Transporte de Gases

Constituye una fase vital que exige la integración de los sistemas respiratorio y circulatorio y su adecuada compresión es fundamental para el ejercicio clínico.

Transporte de Oxígeno

El consumo de oxígeno en reposo de un individuo normal es alrededor de 250 ml/min y en ejercicio intenso puede aumentar más de 10 veces. El oxígeno atmosférico es la fuente del oxígeno que se consume al nivel de las mitocondrias y llega los alvéolos por efecto de la ventilación. De allí difunde a la sangre del capilar pulmonar y es transportado a las células por el aparato circulatorio. Si bien el oxígeno se disuelve físicamente en el plasma, más del 99% del gas es transportado en combinación química por la hemoglobina (Hb) de los glóbulos rojos.

Antes de entrar al análisis de estos fenómenos definiremos algunos términos usados para referirse al oxígeno en la sangre.

Presión parcial de oxígeno (PO2) Las moléculas del oxígeno disuelto en la sangre ejercen una presión, que puede ser medida en clínica con relativa facilidad con electrodos especiales y se expresan en milímetros de mercurio (mmHg) En textos europeos se usa el kiloPaskal (kPa) que equivales a 7,5 mm Hg En la sangre capilar pulmonar, la presión de oxígeno (PcO2) está determinada por la presión alveolar de oxígeno (PAO2). En la sangre arterial, la presión de oxígeno (PaO2) es más baja que en el capilar pulmonar por efecto de la admisión venosa anatómica y funcional, analizadas en el capítulo 3. Como en las arterias no hay intercambio gaseoso, la presión de oxígeno es la misma en todas las arterias y su valor es un índice del estado de la función captadora de oxígeno del pulmón. En el territorio venoso, la presión de oxígeno (PvO2) cae por el paso de oxígeno de los capilares a los tejidos. Como existe una variación considerable en el consumo de oxígeno de los distintos órganos, la presión de oxígeno en la sangre venosa que sale de cada órgano es distinta: el miocardio extrae casi todo el oxígeno que le llega, mientras que la piel utiliza muy poco y los grupos musculares en actividad extraen mucho más que los que están en reposo.

Contenido de oxígeno: Es el volumen de O2 contenido en un decilitro (dl )de sangre. En un individuo sano, en Santiago, esta cantidad es de 16-20 ml/dl en la sangre arterial. De esto, solo 0,3 ml se encuentran físicamente disueltos y el resto está ligado químicamente a la hemoglobina. El contenido de oxígeno está determinado tanto por la presión parcial de oxígeno como por la cantidad de hemoglobina de la sangre e indica la eficacia con que la sangre cumple su rol transportador. En condiciones normales en reposo la sangre arterial lleva  alrededor de 900 ml de oxigeno por minuto a los tejidos.

Capacidad de oxígeno: Es la máxima cantidad de oxígeno que puede ser transportada en 100 ml de sangre expuesta directamente al aire ambiental, fuera del organismo. Depende básicamente de la cantidad de hemoglobina, que es capaz de transportar 1,34 ml de oxígeno por cada gramo. Para los 15 g de Hb,  usualmente contenidos en 100 ml de sangre, la capacidad es de 20,1  ml.

Saturación de oxígeno: Es el contenido de oxígeno de una muestra de sangre expresado como porcentaje de su capacidad. Normalmente, con una presión parcial de O2 alveolar de 80-90 mmHg la saturación arterial de oxígeno (SaO2) es de 94-97%. El pequeño porcentaje de Hb no saturada se explica porque la Hb se satura  al 100% sólo por encima de 240 mmHg de presión parcial de oxígeno. Los equipos de medición de gases en sangre calculan este índice, pero no lo miden, lo que si se puede hacer con un oxímetro transcutáneo con bastante precisión.

Algunos ejemplos pueden ayudar a comprender estas formas de expresión.

1.-Un sujeto normal con 15 g Hb/dl tiene una capacidad de oxígeno de 20,1 ml. Con una presión arterial de oxígeno de 90 mmHg logra una saturación de 97,5%, lo que significa un contenido de 19,59 ml. Si a este sujeto se le administra oxígeno puro, la presión de oxígeno sube de 500 mmHg, con lo que la Hb se satura completamente, agregándose 0,51 ml de oxígeno ligado a la Hb por cada 100 ml de sangre. El oxígeno disuelto, que guarda una relación lineal con la presión parcial, aumenta a 1,5 ml, con lo que el aumento total en el oxígeno transportado es sólo de 2,3ml. Es importante notar que un aumento de 500% en la presión parcial de oxígeno cuando la Hb está normalmente saturada solo significa un aumento del orden del 10% en el contenido de oxígeno y esto, principalmente, a través de aumentar el oxígeno disuelto.

2.-Un sujeto con pulmón normal y, por lo tanto, una PaO2 normal de 90 mmHg si tiene una anemia de 10 g de Hb/dl tendrá una capacidad de solo 13,4 ml que, con una saturación de 97,5%, determina un contenido reducido de 13 ml de oxígeno por 100 ml de sangre. La respuesta a la administración de oxígeno 100% será casi igual que en el individuo sin anemia, ya que su HB disminuida está altamente saturada  y  lo que aumenta es el oxígeno en disolución. En resumen, en este caso tenemos una presión parcial de oxígeno normal, ya que el pulmón está sano, con un contenido bajo porque la capacidad es baja.

3.-Un paciente con un trastorno pulmonar que baja su presión alveolar de oxígeno a 40mmHg tendrá un contenido de más o menos 10 ml/dl ya que su Hb de 15gr se satura sólo en un 50%.En este caso el problema no es de transporte sino de oferta pulmonar de O2.

Transporte de oxígeno disuelto físicamente en el plasma

El oxígeno disuelto constituye solo una pequeña fracción del contenido total de oxígeno de la sangre y está en directa relación con la presión parcial de oxígeno (ley de Henry). Por cada mmHg de presión parcial de oxígeno, se disuelven 0,003 ml de O2 en cada 100 ml de sangre. Por ello, en condiciones normales, con una PaO2 cercana a 100 mmHg, esta cantidad es de 0,3 ml/100 ml sangre, volumen absolutamente insuficiente para los requerimientos metabólicos.

Sin embargo, el oxígeno disuelto tiene una importancia fisiológica considerable ya que su presión es la que determina tanto el grado de saturación de la hemoglobina, como la difusión o movimiento de oxígeno desde la sangre a los tejidos. Además, es la que miden los instrumentos más empleados en clínica.

Transporte de oxígeno combinado con la hemoglobina

La hemoglobina actúa como un vehículo que se carga de oxígeno en los capilares pulmonares y lo transporta a los tejidos. Es una proteína compuesta por la globina y cuatro grupos Heme. El grupo Heme esta constituido por 4 núcleos pirrólicos que tienen en un núcleo central el Fe++. En vista de que el O2 se transporta unido al F ++ y cada molécula de Hb tiene 4 iones Fe ++, cada molécula de Hb transporta 4 moléculas de O2, en forma de un compuesto lábil de oxihemoglobina.

Como ya se ha señalado, el grado de saturación de la Hb con oxígeno varía con la PaO2 en el plasma. La curva que expresa esta relación (curva de disociación de la Hb) se construye sometiendo muestras de sangre a presiones de oxígeno crecientes manteniendo constantes la temperatura (37oC) y la PaCO2 (40 mmHg). Luego se mide la cantidad de O2 unida a la Hb a las distintas presiones y se dibuja en un gráfico con la saturación en la ordenada y la presión parcial en la abscisa.

La curva de disociación de la Hb tiene aproximadamente la forma de S itálica en la cual se distingue una porción de pendiente pronunciada, que corresponde a las presiones de O2 más bajas(<60mmHg) y una zona aplanada en relación con las presiones de O2 más altas(>70 mmHg). Entre estas dos porciones existe una zona de transición ubicada alrededor  entre 60 y 70 mmHg de PO2.

Esta forma de la curva es de gran importancia fisiológica: en la porción casi vertical, pequeños cambios de la PaO2 causan cambios importantes en la saturación y, por lo tanto, en el contenido de oxígeno. A nivel tisular la presión de O2 es baja por lo que el nivel de saturación de la Hb cae y se entregan grandes cantidades de oxígeno.

Por el contrario, en la porción casi horizontal, cambios importantes de PO2 apenas modifican el contenido de oxígeno de la sangre, lo que explica que aun cuando la PaO2 normal varía entre 90 y 65 mmHg según la edad, el contenido normal de oxígeno cambia muy poco. Por la misma razón puede existir una alteración de la función pulmonar con caída importante de la PaO2, sin que se produzca desaturación arterial, pero si la PaO2 baja más allá de la zona de transición     (<60 mmHg) el contenido de O2 puede descender rápidamente.