El gradiente alveoloarterial (A- aO
2, [1] o gradiente A–a ), es una medida de la diferencia entre la concentración alveolar ( A ) de oxígeno y la concentración arterial ( a ). Es un parámetro útil para acotar el diagnóstico diferencial de la hipoxemia . [2]
El gradiente A–a ayuda a evaluar la integridad de la unidad alveolocapilar. Por ejemplo, en grandes altitudes, la PaO2 arterial de oxígeno
2es baja pero sólo porque el oxígeno alveolar ( PAO
2) también es baja. Sin embargo, en estados de desajuste ventilación-perfusión , como la embolia pulmonar o el cortocircuito de derecha a izquierda , el oxígeno no se transfiere de manera efectiva desde los alvéolos a la sangre, lo que da como resultado un gradiente de Aa elevado.
En un sistema perfecto, no existiría un gradiente de Aa: el oxígeno se difundiría y se igualaría a través de la membrana capilar, y las presiones en el sistema arterial y los alvéolos serían efectivamente iguales (lo que daría como resultado un gradiente de Aa de cero). [2] Sin embargo, aunque la presión parcial de oxígeno está aproximadamente equilibrada entre los capilares pulmonares y el gas alveolar, este equilibrio no se mantiene a medida que la sangre avanza a través de la circulación pulmonar. Como regla general, la PAO
2siempre es mayor que P
aOh
2en al menos 5-10 mmHg, incluso en una persona sana con ventilación y perfusión normales. Este gradiente existe debido tanto al cortocircuito fisiológico de derecha a izquierda como a un desajuste fisiológico V/Q causado por diferencias dependientes de la gravedad en la perfusión a varias zonas de los pulmones . Los vasos bronquiales suministran nutrientes y oxígeno a ciertos tejidos pulmonares, y parte de esta sangre venosa gastada y desoxigenada drena hacia las venas pulmonares altamente oxigenadas , lo que causa un cortocircuito de derecha a izquierda. Además, los efectos de la gravedad alteran el flujo de sangre y aire a través de varias alturas del pulmón. En el pulmón en posición vertical, tanto la perfusión como la ventilación son mayores en la base, pero el gradiente de perfusión es más pronunciado que el de la ventilación, por lo que la relación V/Q es mayor en el ápice que en la base. Esto significa que la sangre que fluye a través de los capilares en la base del pulmón no está completamente oxigenada. [3]
La ecuación para calcular el gradiente A–a es:
Dónde:
En su forma expandida, el gradiente A–a se puede calcular mediante:
En aire ambiente ( F
iOh
2= 0,21, o 21%), a nivel del mar (P atm = 760 mmHg) suponiendo una humedad del 100% en los alvéolos (P H 2 O = 47 mmHg), una versión simplificada de la ecuación es:
El gradiente A–a es útil para determinar el origen de la hipoxemia . La medición ayuda a aislar la ubicación del problema como intrapulmonar (dentro de los pulmones) o extrapulmonar (en otra parte del cuerpo).
El gradiente A–a normal para un adulto joven no fumador que respira aire es de entre 5 y 10 mmHg. Normalmente, el gradiente A–a aumenta con la edad. Por cada década que una persona ha vivido, se espera que su gradiente A–a aumente en 1 mmHg. Una estimación conservadora del gradiente A–a normal es [edad en años + 10]/ 4 . Por lo tanto, una persona de 40 años debería tener un gradiente A–a de alrededor de 12,5 mmHg. [2] El valor calculado para el gradiente Aa de un paciente puede evaluar si su hipoxia se debe a la disfunción de la unidad alvéolo-capilar, por lo que se elevará, o debido a otra razón, en la que el gradiente Aa será igual o inferior al valor calculado utilizando la ecuación anterior. [2]
Un gradiente A–a anormalmente aumentado sugiere un defecto en la difusión , un desajuste V/Q o una derivación de derecha a izquierda . [5]
El gradiente Aa tiene utilidad clínica en pacientes con hipoxemia de etiología indeterminada. El gradiente Aa se puede clasificar categóricamente como elevado o normal. Las causas de la hipoxemia se incluyen en cualquiera de las dos categorías. Para entender mejor qué etiologías de la hipoxemia se incluyen en cada categoría, podemos utilizar una analogía sencilla. Pensemos en el recorrido del oxígeno a través del cuerpo como un río. El sistema respiratorio servirá como la primera parte del río. Luego imaginemos una cascada desde ese punto que conduce a la segunda parte del río. La cascada representa las paredes alveolares y capilares, y la segunda parte del río representa el sistema arterial. El río desemboca en un lago, que puede representar la perfusión de los órganos terminales. El gradiente Aa ayuda a determinar dónde hay una obstrucción del flujo. [2]
Por ejemplo, pensemos en la hipoventilación. Los pacientes pueden presentar hipoventilación por diversas razones; algunas incluyen depresión del sistema nervioso central, enfermedades neuromusculares como la miastenia gravis, elasticidad torácica deficiente como la que se observa en la cifoescoliosis o en pacientes con fracturas vertebrales, y muchas otras. Los pacientes con ventilación deficiente carecen de tensión de oxígeno en todo el sistema arterial además del sistema respiratorio. Por lo tanto, el río tendrá un caudal reducido en ambas partes. Dado que tanto la "A" como la "a" disminuyen al unísono, el gradiente entre las dos permanecerá dentro de los límites normales (aunque ambos valores disminuirán). Por lo tanto, los pacientes con hipoxemia debido a la hipoventilación tendrán un gradiente de Aa dentro de los límites normales. [2]
Ahora, pensemos en la neumonía. Los pacientes con neumonía tienen una barrera física dentro de los alvéolos que limita la difusión de oxígeno a los capilares. Sin embargo, estos pacientes pueden ventilar (a diferencia del paciente con hipoventilación), lo que dará como resultado un tracto respiratorio bien oxigenado (A) con una difusión deficiente de oxígeno a través de la unidad alvéolo-capilar y, por lo tanto, niveles más bajos de oxígeno en la sangre arterial (a). La obstrucción, en este caso, ocurriría en la cascada de nuestro ejemplo, limitando el flujo de agua solo a través de la segunda parte del río. Por lo tanto, los pacientes con hipoxemia debido a neumonía tendrán un gradiente Aa inapropiadamente elevado (debido a una "A" normal y una "a" baja). [2]
La aplicación de esta analogía a diferentes causas de hipoxemia debería ayudar a determinar si se espera un gradiente de Aa elevado o normal. Como regla general, cualquier patología de la unidad alvéolo-capilar dará como resultado un gradiente de Aa elevado. La siguiente tabla muestra los diferentes estados patológicos que causan hipoxemia. [2]
Porque el gradiente A–a se aproxima como: (150 − 5/4( PCO 2 )) – PaO
2A nivel del mar y con aire ambiente (0,21 x (760-47) = 149,7 mmHg para la presión parcial de oxígeno alveolar, después de tener en cuenta el vapor de agua), la causa matemática directa de un valor grande es que la sangre tiene una PaO baja.
2, una PaCO 2 baja , o ambas. El CO 2 se intercambia muy fácilmente en los pulmones y una PaCO 2 baja se correlaciona directamente con una ventilación minuto alta ; por lo tanto, una PaCO 2 arterial baja indica que se está utilizando un esfuerzo respiratorio adicional para oxigenar la sangre. Una PaO
2indica que la ventilación minuto actual del paciente (ya sea alta o normal) no es suficiente para permitir una difusión adecuada del oxígeno en la sangre. Por lo tanto, el gradiente A–a demuestra esencialmente un esfuerzo respiratorio alto (PaCO2 arterial baja ) en relación con el nivel de oxigenación alcanzado ( PaO2 arterial).
2). Un gradiente A–a alto podría indicar que un paciente respira con dificultad para alcanzar una oxigenación normal, que respira normalmente y alcanza una oxigenación baja o que un paciente respira con dificultad y aún así no logra alcanzar una oxigenación normal.
Si la falta de oxigenación es proporcional al bajo esfuerzo respiratorio, entonces el gradiente A–a no aumenta; una persona sana que hipoventila tendría hipoxia, pero un gradiente A–a normal. En casos extremos, los altos niveles de CO2 por hipoventilación pueden enmascarar un alto gradiente A–a existente. Este artefacto matemático hace que el gradiente A–a sea más útil clínicamente en el contexto de la hiperventilación.
