OXIGENO: SATURACIÓN y CONTENIDO

1. OXIGENO: SATURACIÓN y CONTENIDO • 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

2. OBJETIVOS clic La forma gráfica llamada Curva de Disociación de la Oxihemoglobina se desarrolla en esta clase por ser la forma clásica de descripción en fisiología de la forma de transporte de oxígeno (O2). Se llama Saturación de oxígeno (SO2) a una relación porcentual entre las moléculas de hemoglobina unidas al oxígeno ([HbO2]) y la cantidad total de hemoglobina ([Hb]). La afinidad entre el oxígeno y la hemoglobina está modificada por variación de La temperatura corporal, de la presión parcial de CO2 (PCO2), del pH y de la concentración de algunos metabolitos, como del bifosfoglicerato. Se reconoce su modificación por la posición de la Curva de disociación en el gráfico. La variable con que se mide experimentalmente es la P50, presión parcial de O2 con la que se alcanza el 50% de Saturación. (ver la clase Hipoxia) . El contenido de O2 (CO2) es una medida cuantitativa de la cantidad de O2 transportada por la sangre. Se calcula el valor del contenido de O2 (CO2)cuando la concentración de hemoglobina ( [ Hb ] = g% ) se multiplica por el poder de combinación u oxifórico ( 1.39 cc / g ) y por la SO2 ( % ). . CO2 cc/100cc = [ Hb ] * 1.39 * SO2 / 100 El O2 disuelto es el producto entre el coeficiente de solubilidad del gas y la PO2. Por su bajo valor suele no incluirse en cálculos comunes. Vea las clases Transporte de O2 (oxigeno disuelto), Hipoxia, Hematosis, Consumo de O2

3. CURVA DE DISOCIACION SATURACION DE O2 AFINIDAD AUMENTADA AFINIDAD DISMINUIDA CONTENIDO DE O2 DIFERENCIA ARTERIO VENOSA MENU GENERAL

4. clic clic clic Existen electrodos cutáneos para medir PO2y PCO2en piel. También se mide la PO2, la PCO2 y el pH en sangre extraída de arteria. Puede ser estudiado el transporte de O2 de forma cualitativa con la sóla medición de la saturación de O2. Para hacer cuantitativa esa información hay que hacer el cálculo del contenido arterial de oxígeno incluyendo la concentración de hemoglobina. El oxígeno total transportado por la sangre está constituido porla fracción disuelta y por la fracción combinada con la Hemoglobina. De manera experimental se ha determinado que cada gramo de hemoglobina adulta normal puede fijar 1.39 cc de oxígeno (hasta 1.2 en fumadores). Con el valor normal de hemoglobina de 15 gramos por 100 cc de sangre se puede cuantificar un volumen real de O2 o contenido de O2. Si todaslas moléculas de hemoglobina han fijado el O2, lacapacidado transporte máximo de O2 será de aproximadamente 20cc/100 cc o cc%. Obviamente es una cantidad superior al O2 disuelto en mas de 600 veces. Es muy importante discutir el problema de la combinación del oxígeno con la hemoglobina, ya que cada vez se usa más la medida de la saturación de oxígeno (SO2), con el uso de saturómetro de piel, por ser una técnica incruenta o no invasiva. La SO2 es una medida que tiene valor para comparar aumentos o disminuciones en forma cualitativa, pero no se puede conocer el valor absoluto o real de la cantidad de O2. MENU 1 de 3

5. 100 clic clic 80 60 SATURACION DE OXIGENO (%) 40 20 P O2 mm Hg 20 40 60 80 100 120 140 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. MENU 2 de 3

6. 100 clic 80 60 SATURACION DE OXIGENO (%) 40 20 P O2 mm Hg 20 40 60 80 100 120 140 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. MENU 3 de 3

7. 100 Saturación de O2 80 clic 60 40 20 PO2 mm Hg 20 40 60 80 100 120 140 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 % MENU 1 de 1

8. 100 Saturación de O2 80 clic 60 40 20 PO2 mm Hg 20 40 60 80 100 120 140 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 % MENU 1 de 1

9. 100 Saturación de O2 80 60 40 20 PO2 mm Hg 20 40 60 80 100 120 140 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 MENU 1 de 1

10. 100 Saturación de O2 80 clic clic 60 40 20 PO2 mm Hg 20 40 60 80 100 120 140 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 MENU 1 de 1

11. 100 Saturación de O2 80 60 40 20 PO2 mm Hg 20 40 60 80 100 120 140 A C I D O S I S 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 MENU 1 de 1

12. 100 Saturación de O2 80 clic clic 60 40 20 PO2 mm Hg 20 40 60 80 100 120 140 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 MENU 1 de 1

13. 100 Saturación de O2 80 clic clic 60 40 20 PO2 mm Hg 20 40 60 80 100 120 140 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 ), MENU 1 de 5

14. 20 Contenido de O2 16 clic 12 8 4 0 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 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. MENU 2 de 5

15. 20 Contenido de O2 16 clic 12 8 4 0 PO2 mm Hg 20 40 60 80 100 120 140 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 % MENU 3 de 5

16. 20 Contenido de O2 16 clic clic 12 8 4 0 PO2 mm Hg 20 40 60 80 100 120 140 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. CONTENIDO de OXIGENO 7.0 5.6 4.2 2.8 1.4 0 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 MENU 4 de 5

17. 20 Contenido de O2 16 clic 12 8 4 0 PO2 mm Hg 20 40 60 80 100 120 140 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. CONTENIDO de OXIGENO 7.0 5.6 4.2 2.8 1.4 0 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. MENU 5 de 5

18. 20 Contenido de O2 16 clic clic 12 8 4 0 PO2 mm Hg 20 40 60 80 100 120 140 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. 7.0 5.6 4.2 2.8 1.4 0 Esta diferencia de contenidos es lo que se conoce comodiferencia arterio-venosa de oxígeno( D (a-v)O2 ). El CO2 y la D( av )O2 son diferentes en el caso presentado antes de hemoglobina reducida ( anemia ) MENU 1 de 2

19. 20 Contenido de O2 16 clic clic 12 8 4 0 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 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 el volumen minuto cardiaco es de 5000cc / min el O2 que se aporta al tejido tiene un valor normal de 230 cc / min (4,6 * 5000 / 100). 7.0 5.6 4.2 2.8 1.4 0 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. MENU 2 de 2

20. CONCLUSIONES clic Se ha descrito la Curva de Disociación de la Oxihemoglobina, que es una representación gráfica de la Presión Parcial de O2 ( PO2) en abcisas y la Saturación de O2 (SO2) o el Contenido de O2 (CO2) en ordenadas. La PO2es la variable que se mide en el laboratorio y que se presenta graficada. Puede ser la de sangre arterial, sangre venosa, gas alveolar, gas inspirado, según el fenómeno que se describa. La SO2 (%) es una representación porcentual y se debe usar el CO2 (cc/l) para hacer apreciaciones cuantitativas . En esta clase no se ha incluido el O2 disuelto como simplificación de cálculo. . Se ha mostrado la forma de analizar el transporte de O2 y los valores en el pulmón donde se incorpora y en el tejido donde se consume, valores que son diferentes según la afinidad entre O2 y Hb en cada individuo. Las relaciones normales se han presentado con PCO2 de 40 mmHg, temperatura de 37 grados centígrados, pH de 7.4 unidades y una concentración normal de metabolitos. Se define de esta manera una afinidad normal. Los cálculos deben ser ajustadas según las variaciones encontradas en cada patología : no es una relación fija, sino variable. La diferencia entre el contenido arterial (CaO2) y el contenido venoso (CvO2) se llama Diferencia arterio-venosa y está directamente ligada al sistema cardiovascular. FIN Vea las clases Transporte de O2, Oxígeno y afinidad: Hipoxia, Consumo de O2, Hematosis.