La hipoxemia es un nivel anormalmente bajo de oxígeno en la sangre . [1] [2] Más específicamente, se trata de una deficiencia de oxígeno en la sangre arterial . [3] La hipoxemia tiene muchas causas y, a menudo, causa hipoxia porque la sangre no suministra suficiente oxígeno a los tejidos del cuerpo.
Definición
La hipoxemia se refiere al bajo nivel de oxígeno en la sangre, y el término más general hipoxia es un contenido anormalmente bajo de oxígeno en cualquier tejido u órgano, o en el cuerpo en su conjunto. [2] La hipoxemia puede causar hipoxia (hipoxia hipoxémica), pero la hipoxia también puede ocurrir a través de otros mecanismos, como la anemia . [4]
La hipoxemia generalmente se define en términos de presión parcial reducida de oxígeno (mm Hg) en la sangre arterial, pero también en términos de contenido reducido de oxígeno (ml de oxígeno por dl de sangre) o porcentaje de saturación de la hemoglobina (la proteína fijadora de oxígeno dentro de los glóbulos rojos). células ) con oxígeno, que se encuentra solo o en combinación. [2] [5]
Si bien existe un acuerdo general en que una medición de gases en sangre arterial que muestra que la presión parcial de oxígeno es inferior a lo normal constituye hipoxemia, [5] [4] [6] hay menos acuerdo sobre si el contenido de oxígeno de la sangre es relevante para determinar hipoxemia. Esta definición incluiría el oxígeno transportado por la hemoglobina . Por tanto, el contenido de oxígeno de la sangre a veces se considera una medida del suministro de tejido más que una hipoxemia. [6]
Así como la hipoxia extrema puede llamarse anoxia, la hipoxemia extrema puede llamarse anoxemia.
Signos y síntomas
En un contexto agudo, la hipoxemia puede provocar síntomas como los de dificultad respiratoria . Estos incluyen dificultad para respirar , aumento de la frecuencia respiratoria, uso de los músculos pectorales y abdominales para respirar y fruncir los labios . [7] : 642
La hipoxemia crónica puede compensarse o descompensarse. La compensación puede hacer que inicialmente se pasen por alto los síntomas; sin embargo, una enfermedad adicional o un estrés, como un aumento de la demanda de oxígeno, pueden finalmente desenmascarar la hipoxemia existente. En un estado compensado, los vasos sanguíneos que irrigan áreas menos ventiladas del pulmón pueden contraerse selectivamente para redirigir la sangre a áreas de los pulmones que están mejor ventiladas. Sin embargo, en un contexto crónico, y si los pulmones no están bien ventilados generalmente, este mecanismo puede resultar en hipertensión pulmonar , sobrecargando el ventrículo derecho del corazón y provocando cor pulmonale e insuficiencia cardíaca derecha . También puede ocurrir policitemia . [7] En los niños, la hipoxemia crónica puede manifestarse como un retraso en el crecimiento, el desarrollo neurológico y el desarrollo motor y una disminución de la calidad del sueño con frecuentes despertares. [8]
Otros síntomas de hipoxemia pueden incluir cianosis , dedos en palillo de tambor y síntomas que pueden estar relacionados con la causa de la hipoxemia, como tos y hemoptisis . [7] : 642
La hipoxemia grave suele ocurrir cuando la presión parcial de oxígeno en la sangre es inferior a 60 mmHg (8,0 kPa), el comienzo de la parte pronunciada de la curva de disociación oxígeno-hemoglobina , donde una pequeña disminución en la presión parcial de oxígeno produce una gran disminución. Disminución del contenido de oxígeno de la sangre. [4] [9] La hipoxia grave puede provocar insuficiencia respiratoria [7]
Causas
La hipoxemia se refiere a la falta de oxígeno en la sangre. Por lo tanto, cualquier causa que influya en la velocidad o el volumen de aire que ingresa a los pulmones ( ventilación ) o cualquier causa que influya en la transferencia de aire de los pulmones a la sangre puede causar hipoxemia. Además de estas causas respiratorias, las causas cardiovasculares , como las derivaciones, también pueden provocar hipoxemia.
Si la ventilación alveolar es baja, no llegará suficiente oxígeno a los alvéolos para el uso del cuerpo. Esto puede causar hipoxemia incluso si los pulmones son normales, ya que la causa está en el control de la ventilación por parte del tronco encefálico o en la incapacidad del cuerpo para respirar de manera efectiva.
impulso respiratorio
La respiración está controlada por centros en la médula , que influyen en la frecuencia respiratoria y la profundidad de cada respiración. Esto está influenciado por el nivel sanguíneo de dióxido de carbono, determinado por quimiorreceptores centrales y periféricos ubicados en el sistema nervioso central y en los cuerpos carotídeo y aórtico, respectivamente. La hipoxia ocurre cuando el centro respiratorio no funciona correctamente o cuando la señal no es la adecuada:
Apnea central del sueño . Durante el sueño, los centros respiratorios del cerebro pueden pausar su actividad, lo que provoca períodos prolongados de apnea con consecuencias potencialmente graves.
Hiperventilación seguida de retención prolongada de la respiración. Esta hiperventilación, que intentan algunos nadadores, reduce la cantidad de dióxido de carbono en los pulmones. Esto reduce la necesidad de respirar. Sin embargo, también significa que no se detecta la caída de los niveles de oxígeno en la sangre y puede provocar hipoxemia. [11]
Estados físicos
Una variedad de condiciones que limitan físicamente el flujo de aire pueden provocar hipoxemia.
La asfixia , incluida la interrupción temporal o el cese de la respiración como en la apnea obstructiva del sueño , o la ropa de cama pueden interferir con la respiración en los bebés, una posible causa del SMSL .
Deformidades estructurales del tórax, como escoliosis y cifosis , que pueden restringir la respiración y provocar hipoxia.
En condiciones donde la proporción de oxígeno en el aire es baja, o cuando la presión parcial de oxígeno ha disminuido, hay menos oxígeno presente en los alvéolos de los pulmones. El oxígeno alveolar se transfiere a la hemoglobina , una proteína transportadora dentro de los glóbulos rojos , con una eficiencia que disminuye con la presión parcial de oxígeno en el aire.
Altitud . La presión parcial externa de oxígeno disminuye con la altitud, por ejemplo en zonas de gran altitud o al volar . Esta disminución da como resultado una disminución del transporte de oxígeno por parte de la hemoglobina. [12] Esto se ve particularmente como una causa de hipoxia cerebral y mal de montaña en los escaladores del Monte Everest y otros picos de altitud extrema. [13] [14] Por ejemplo, en la cima del Monte Everest, la presión parcial de oxígeno es de solo 43 mmHg, mientras que al nivel del mar la presión parcial es de 150 mmHg. [15] Por esta razón, la presión de la cabina en los aviones se mantiene entre 5000 y 6000 pies (1500 a 1800 m). [dieciséis]
Buceo . La hipoxia en el buceo puede resultar de una salida repentina a la superficie. Las presiones parciales de los gases aumentan al bucear en un cajero automático cada diez metros. Esto significa que en las profundidades es posible una presión parcial de oxígeno suficiente para mantener un buen transporte de hemoglobina, aunque sea insuficiente en la superficie. Un buzo que permanece bajo el agua consumirá lentamente su oxígeno, y al salir a la superficie, la presión parcial de oxígeno puede ser insuficiente ( apagón en aguas poco profundas ). Esto puede manifestarse en profundidad como un apagón en aguas profundas .
Asfixia . Disminución de la concentración de oxígeno en el aire inspirado causada por una menor reposición de oxígeno en la mezcla respiratoria.
Anestésicos . Baja presión parcial de oxígeno en los pulmones al cambiar de anestesia inhalada a aire atmosférico, debido al efecto Fink o hipoxia por difusión.
El aire sin oxígeno también ha resultado fatal. En el pasado, las máquinas de anestesia funcionaban mal y suministraban mezclas de gases con bajo contenido de oxígeno a los pacientes. Además, el oxígeno en un espacio confinado puede consumirse si se utilizan depuradores de dióxido de carbono sin prestar suficiente atención a complementar el oxígeno consumido.
Las mezclas de gases respirables hipóxicos o anóxicos y la exposición al vacío u otro entorno de presión extremadamente baja eliminarán el oxígeno de la sangre en los alvéolos. [17]
Perfusión
Desajuste ventilación-perfusión
Esto se refiere a una alteración en el equilibrio ventilación/perfusión. El oxígeno que ingresa a los pulmones generalmente se difunde a través de la membrana alveolar-capilar hacia la sangre. Sin embargo, este equilibrio no se produce cuando el alvéolo no está suficientemente ventilado y, como consecuencia, la sangre que sale de ese alvéolo es relativamente hipoxémica. Cuando dicha sangre se añade a sangre procedente de alvéolos bien ventilados, la mezcla tiene una presión parcial de oxígeno más baja que la del aire alveolar, por lo que se desarrolla la diferencia Aa. Ejemplos de estados que pueden causar un desajuste entre ventilación y perfusión incluyen:
Ejercicio. Si bien la actividad y el ejercicio modestos mejoran la compatibilidad entre la ventilación y la perfusión, [18] se puede desarrollar hipoxemia durante el ejercicio intenso como resultado de enfermedades pulmonares preexistentes. [19] Durante el ejercicio, casi la mitad de la hipoxemia se debe a limitaciones de difusión (nuevamente, en promedio). [20]
Envejecimiento . Con la edad se observa una correspondencia cada vez más deficiente entre ventilación y perfusión, así como una menor capacidad para compensar los estados hipóxicos. [7] : 646
Las enfermedades que afectan el intersticio pulmonar también pueden provocar hipoxia, al afectar la capacidad del oxígeno para difundirse hacia las arterias. Un ejemplo de estas enfermedades es la fibrosis pulmonar , donde incluso en reposo una quinta parte de la hipoxemia se debe a limitaciones en la difusión (en promedio). [20]
La cirrosis puede complicarse por hipoxemia refractaria debido a altas tasas de flujo sanguíneo a través del pulmón, lo que resulta en un desajuste entre ventilación y perfusión. [21]
Síndrome de embolia grasa , en el que se depositan gotas de grasa en el lecho capilar pulmonar. [22]
Maniobras
La derivación se refiere a la sangre que pasa por alto la circulación pulmonar, lo que significa que la sangre no recibe oxígeno de los alvéolos. En general, una derivación puede estar dentro del corazón o los pulmones y no se puede corregir administrando oxígeno únicamente. La derivación puede ocurrir en estados normales:
Derivación anatómica, que se produce a través de la circulación bronquial , que proporciona sangre a los tejidos del pulmón. La derivación también se produce por las venas cardíacas más pequeñas , que desembocan directamente en el ventrículo izquierdo.
Las derivaciones fisiológicas se producen por efecto de la gravedad. La mayor concentración de sangre en la circulación pulmonar se produce en las bases del árbol pulmonar en comparación con la mayor presión de gas en los vértices de los pulmones. Es posible que los alvéolos no se ventilen en la respiración superficial.
La derivación también puede ocurrir en estados patológicos:
Síndrome de dificultad respiratoria aguda (SDRA). El colapso alveolar, que puede aumentar la cantidad de derivaciones fisiológicas, se puede controlar mediante una combinación de aumento de la oxigenación y presión positiva para reclutar los alvéolos colapsados. [23] [24]
La hipoxemia arterial inducida por el ejercicio ocurre durante el ejercicio cuando un individuo entrenado exhibe una saturación arterial de oxígeno por debajo del 93%. Ocurre en personas sanas y en forma de diferentes edades y géneros. [25] Las adaptaciones debidas al entrenamiento incluyen un aumento del gasto cardíaco debido a la hipertrofia cardíaca, un mejor retorno venoso y vasodilatación metabólica de los músculos, y un aumento del VO 2 máx . Debe haber un aumento correspondiente en VCO 2 , por lo que es necesario eliminar el dióxido de carbono para prevenir una acidosis metabólica . La hipoxemia ocurre en estos individuos debido al aumento del flujo sanguíneo pulmonar que causa:
Reducción del tiempo de tránsito capilar debido a un aumento del flujo sanguíneo dentro del capilar pulmonar. El tiempo de tránsito capilar (tc), en reposo, es de alrededor de 0,8 s, lo que permite suficiente tiempo para la difusión del oxígeno hacia la circulación y la difusión del CO 2 fuera de la circulación. Después del entrenamiento, el volumen capilar sigue siendo el mismo, sin embargo, el gasto cardíaco aumenta, lo que resulta en una disminución del tiempo de tránsito capilar, que se reduce a alrededor de 0,16 s en individuos entrenados a ritmos de trabajo máximos. Esto no da tiempo suficiente para la difusión del gas y produce hipoxemia.
Las derivaciones arteriovenosas intrapulmonares son capilares inactivos dentro de los pulmones que se reclutan cuando las presiones venosas aumentan demasiado. Normalmente se encuentran dentro del área del espacio muerto donde no se produce la difusión de gas, por lo que la sangre que pasa no se oxigena, lo que provoca una hipoxemia.
Fisiología
La clave para entender si el pulmón está involucrado en un caso particular de hipoxemia es la diferencia entre los niveles de oxígeno alveolar y arterial ; Esta diferencia de Aa a menudo se denomina gradiente de Aa y normalmente es pequeña. La presión parcial de oxígeno arterial se obtiene directamente de una determinación de gases en sangre arterial . El oxígeno contenido en el aire alveolar se puede calcular porque será directamente proporcional a su composición fraccionaria en el aire. Dado que las vías respiratorias humidifican (y por tanto diluyen) el aire inhalado, la presión barométrica de la atmósfera se reduce por la presión de vapor del agua.
Historia
El término hipoxemia se utilizó originalmente para describir la falta de oxígeno en la sangre que se producía en altitudes elevadas y se definió generalmente como una oxigenación defectuosa de la sangre. [26]
En los tiempos modernos existen muchas herramientas para detectar la hipoxemia, incluidos los relojes inteligentes . En 2022, una investigación demostró que los relojes inteligentes pueden detectar hipoxemia de corta duración, así como los dispositivos médicos estándar. [27] [28]
Referencias
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