alteraciones del metabolismo del oxigeno

ALTERACIONES DEL
METABOLISMO DEL OXIGENO
Depto Fisiopatología
SISTEMA DE TRANSPORTE DEL OXIGENO
Metabolismo Aeróbico: O2 aceptor final de los
electrones en la cadena respiratoria mitocondrial.
Integración de 3 sistemas: cardiovascular;
respiratorio y hematopoyético
SISTEMA DE TRANSPORTE DEL OXIGENO
SISTEMA DE TRANSPORTE DEL OXIGENO
METABOLISMO DEL OXIGENO
Respiración Celular: transferencia ordenada de electrones desde
compuestos orgánicos al O2 (aceptor final)
1) Oxidación de carbohidratos, AA y AGL: Acetil CoA + ATP
(fosforilación a nivel de sustrato) (Citosol)
2) Acetil-CoA: ciclo de Krebs que genera CO2 (decarboxilaciones
+ electrones) (Mitocondria)
3) Transporte de los electrones por las coenzimas NAD y FAD
para ingresar a la cadena respiratoria mitocondrial: ATP
(fosforilación oxidativa): ADP + Pi  ATP + H2O
 OXIGENACION ARTERIAL
 PERFUSION TISULAR
HIPOXIA TISULAR
METABOLISMO ANAEROBICO
ACIDOSIS LACTICA
FALLA ENERGETICA CELULAR
MUERTE CELULAR
METABOLISMO DEL OXIGENO: HIPOXIA
Glucólisis Anaeróbica:
Glucosa + 2ADP + 2Pi  2 lactato + 2 H2O + 2 H+
Reacción de la creatin-quinasa: (PCr, reservorio energético)
PCr + ADP  Creatina + ATP
Reacción de la adenilato-quinasa: (exceso ADP)
2 ADP  ATP + AMP
Exceso de AMP  Adenosina (vasodilatación, autoregulación) o,
 IMP (inosín monoP)
METABOLISMO DEL OXIGENO
DO2  IC  CaO2 10  500  800ml / min / m2
CaO2  [ Hb]  SaO2 1.34  pO2  0.003  20.1  0.3  20.4ml / dl
HbO2
O2 disuelto
Monitoreo de la Oxigenación Tisular
PRESION PARCIAL TISULAR DE OXIGENO
Distribución Normal
25
20
15
PtO2
10
5
torr
0
1.2
2.7
4-0
5.3
6.7
Normoxia Tisular: Histograma normal
Curva de disociación de la Hb
P50 = 27mmHg
Propiedades de la Hemoglobina:
* Cooperatividad intercadenas: estructura TENSA desoxigenada
con  afinidad/estructura RELAJADA con  afinidad por el O2.
* Modulación alostérica: pCO2, pH, temperatura y 2-3-DPG
* NitrosoHb: pulmón (unión O2-Hb; afinidad por el ON); tejidos
(desoxigenación con liberación ON: vasoD).
Propiedades de la Hemoglobina:
Acoplamiento transporte O2-CO2: Efecto Bohr y Haldane
METABOLISMO DEL OXIGENO
VO2  IC  (CaO2  CvO2 ) 10  120  180ml / min / m 2
VO2  [ FI O2  (1  FE O2  FE CO2 ) /(1  FI O2 )  FE O2 ]  VM
ERO2  VO2 / DO2  (CaO2  CvO2 ) / CaO2  20  30%
ERO2  ( SaO2  SvO2 ) / SaO2
(sin tener en cuenta O2 disuelto)
Consumo de Oxígeno (mL/kg.min)
20
15
Normoxia
Hiperoxia
10
Hipoxia
5
0
10
20
30
40
50
60
70
80
Disponibilidad de Oxígeno (mL/kg.min)
METABOLISMO DEL OXIGENO
30%
SvO2
DO2 critica: valor de DO2 por debajo del cual, el VO2
comienza a disminuir y se desarrolla metabolismo
anaeróbico.
Diferencias fisiológicas entre SvO2 y SvcO2:
El aparato circulatorio asegura
el aporte de oxígeno necesario
para hacer frente a las demandas
metabólicas de cada tejido.
Cada tejido extrae el oxígeno
necesario para satisfacer sus
necesidades metabólicas,
determinando SvO2 diferentes.
SvciO2 (80%) > SvcsO2 (72%)
El balance aporte/demanda se
logra por ajustes en el flujo
sanguíneo y la extracción
periférica de oxígeno.
METABOLISMO DEL OXIGENO
SvO2
SvO2 > 75%
75% > SvO2 > 50%
50% > SvO2 > 30%
30% > SvO2 > 25%
SvO2 < 25%
Consecuencias
Extracción normal
Aporte O2 > Demanda O2
Extracción compensatoria
demanda O2 o aporte O2
Máxima extracción. Inicio
de Lactacidosis.
Demanda O2 > Oferta O2
Acidosis Láctica severa.
MUERTE CELULAR
SvO2 vs. ScvO2
Presión
auricular
derecha
Gasto
cardíaco
Saturación
venosa mixta
contínua
Presión
arteria
pulmonar
Presión
capilar
pulmonar
MONITOREO
HEMODINAMICO
INVASIVO
CATETER BALON
SWAN-GANZ
METABOLISMO DEL OXIGENO
Existe una buena
correlación entre la ScvO2
y SvO2 en condiciones
fuera del shock.
Durante los estados de shock,
redistribución del GC, anestesia,
injuria cerebral, etc, la ScvO2 no
siempre refleja la SvO2, sin embargo
se modifica en forma paralela.
En el paciente crítico: ScvO2 > SvO2.
ALTERACIONES DEL METABOLISMO DEL OXIGENO
ALTERACIONES DO2
 GC
Estados
de Shock
 CaO2
Hipoxemia
Anemia
Intox CO
Hipoxia Isquémica e hipóxica
ALTERACIONES VO2 y ERO2
Alteración
Microcirculación
Disfunción
Mitocondrial
Sepsis:
SDMM
Disoxia e Hipoxia Citopática
Monitoreo de la Oxigenación Tisular
PRESION PARCIAL TISULAR DE OXIGENO
50
40
 PtO2
30
20
Hipoxia tisular
10
torr
0
1.2
2.7
4.0
5.3
6.7
Hipoxia Isquémica e hipóxica:
Corrimiento a la izquierda  0
Monitoreo de la Oxigenación Tisular
PRESION PARCIAL TISULAR DE OXIGENO
25
20
15
10
5
torr
0
1.2
2.7
4.0
5.3
6.7
Disoxia Tisular:
Dispersión valores, con  base sustentación
ALTERACIONES DO2: macrocirculación
Hipoxia
Isquémica
Estados de shock: hipovolémico, cardiogénico, obstructivo:
* redistribución GC
*  ERO2 (vasoD: reclutamiento capilar)
*  afinidad HbO2 (pH y pCO2)
ALTERACIONES DO2: macrocirculación
Hipoxia
Hipóxica
Hipoxemia: insuficiencia respiratoria (desigualdad V/Q,
hipoventilación, shunt intrapulmonar, PiO2, alt difusión)
* Aumento y redistribución GC
*  ERO2 (vasoD: reclutamiento capilar)
*  impulso respiratorio central (QR periféricos)
*  [Hb] y  afinidad HbO2 (pH y pCO2)
ALTERACIONES DO2: macrocirculación
Hipoxia
Anémica
Anemia: (intoxicación CO: carboxiHb)
* Aumento y redistribución GC
*  ERO2 (vasoD: reclutamiento capilar)
*  impulso respiratorio central
*  afinidad HbO2 (pH y pCO2)
* Crónica: [Hb] (por hemorragia: retención H2O-NaCl)
ALTERACIONES ERO2: microcirculación
Disoxia Tisular
Alts. de la micorcirculación:
desacople perfusión-consumo
Impedimento de llegada O2 a la
célula: shunt funcional
Mecanismos:
* Heterogeneidad flujo sanguíneo capilar
*  permeabilidad vascular
* Agregación plaquetaria
* Microtrombosis
* Vasoplejia (KATP, iNOS, VSP)
Sepsis-CTL
Opsmovie.wmv
Sepsis-EGDT
OPSMovie2.wmv
ALTERACIONES ERO2: microcirculación
Orthogonal polarization spectral imaging technique (Videomicroscopía) (a) built into a
simple hand-held device (b).
ALTERACIONES ERO2: microcirculación
Componente
DENSIDAD
VASCULAR
INDICES DE
FLUJO
MICROVAS
CULAR (IFM)
HETEROGENE
IDAD FLUJO
MICROVASCU
LAR (HFM)
Medida
Detalles
Densidad Total.
Densidad vasos
perfundidos (PVD).
Peq 10-20
Medianos
(21-50 )
Gdes (51-100
)
Sin flujo (0)
Flujo Intermitente
(1)
Flujo lento (2)
Flujo continuo (3)
Flujo hiperdinámico
(4)
Peq 10-20
Medianos
(21-50 )
Gdes (51-100
)
(IFM máx - IFM
mín) / IFM medio
Peq 10-20
Medianos
(21-50 )
Gdes (51-100
)
ALTERACIONES ERO2: microcirculación
Disoxia Tisular
Respuesta MLV a la NA
Respuesta MLV a la Ach
ALTERACIONES DEL VO2: mitocondria
Hipoxia Citopática
Disfunción Mitocondrial: bloqueo
metabólico, desacople respiratorio
Impedimiento utilización O2
mitocondrial
Mediadores inflamatorios y estrés
oxidativo/nitrosativo: ON y ONOO(peroxinitrito)
Mecanismos de la Hipoxia Citopática:
* Inhibición de la piruvato deshidrogenasa (toxinas bacterianas, PK)
* Depleción depósitos celulares de NAD+/NADH
* Inhibición de la citocromo c oxidasa y a,a3 mitocondrial
* Inhibición de los complejos I y II de la cadena respiratoria
Disfunción microcirculatoria + mitocondrial = sindrome de distrés
microcirculatorio y mitocondrial (SDMM)
Monitoreo de la Oxigenación Tisular
ANALISIS DE GASES EN SANGRE ARTERIAL
PaO2, SaO2, CaO2, SvO2 (SvcO2), [Hb]
PaCO2, Pv-aCO2
ANALISIS DEL ESTADO METABOLICO:
pH arterial: 7.40  0.02
LACTACIDEMIA: 1.0  0.5 mmol/l
Ojo: Hiperlactacidemia por  clearance
Normolactacidemia con hipoperfusión oculta
ANALISIS DE GASES ESPIRADOS
PetCO2
VM y VO2 ctes: GC, PetCO2
Monitoreo de la Oxigenación Tisular
MONITOREO DEL pH INTRAMUCOSO:
GRADIENTE INTRAMUCOSO-ARTERIAL CO2:
TONOMETRIA GASTRICA
pHi = 6.1 + Log10 HCO3- arterial
pCO2 gástrica
Ecuación de Henderson-Hasselbach modificada
 gradiente gastro-arterial CO2 (N: 10 mmHg)
 pHi
HIPOPERFUSION
TISULAR
 PCO2: a) falta eliminación CO2 aeróbico por Flujo sanguíneo
b) producción anaerobia CO2 secundario a
neutralización de H+ por HCO3-
MEDIDAS DIRIGIDAS A MEJORAR LA
OXIGENACION TISULAR
TRATAMIENTO DE LA INSUFICIENCIA RESPIRATORIA
[HEMOGLOBINA] Y CAPACIDAD DE TRANSPORTE DE O2
MEJORAR LA HEMODINAMIA SISTEMICA
CORREGIR DESORDENES METABOLICOS
RESUCITACIÓN MICROCIRCULATORIA
DESBLOQUEO MITOCONDRIAL