(11)
Ventilación
Cuando se respira, el aire es humedecido inicialmente en la vía respiratoria superior y luego es transferida por la ventilación a los alvéolos pulmonares. (11)
Estos dos efectos reducen la presión parcial del oxígeno desde 160 mmHg (21 kPa) en la boca hasta 100 mmHg (13.3 kPa) en los alvéolos. (11)
La causa principal de esta reducción es la difusión del gas de desecho metabólico, dióxido de carbono, desde la sangre a los pulmones produciendo un efecto de ‘dilución’ de la presión parcial del oxígeno en el alveolo. (11)
Difusión
La presión parcial del oxígeno en el alveolo constituye la ‘fuerza impulsadora’ que resulta en la transferencia, por difusión, del oxígeno hacia la sangre. (11)
Los gases difunden de las áreas de mayor presión a aquellas de menor presión. Como ya lo mencionamos, la presión parcial del oxígeno en el alveolo es de 100 mmHg (13.3 kPa) pero es de tan solo 40 mmHg (5.3 kPa) en los capilares pulmonares que devuelven la sangre a los tejidos. Por consiguiente el oxigeno difunde rápidamente el gradiente de presión a través de la membrana alveolo-capilar para disolverse en el plasma de la sangre pulmonar. (11)
En condiciones de salud, casi se alcanza un equilibrio entre las presiones parciales alveolares y plasmáticas y por consiguiente la presión parcial del oxígeno arterial sería de aproximadamente 98 mmHg (13 kPa). (11)
Desórdenes
En ciertas circunstancias y procesos patológicos, puede haber una reducción anormal de la presión parcial del oxígeno arterial. En algunos casos esto se conoce como hipoxia hipóxica. Esto puede ser causado por: (11)
_ Una presión parcial del oxígeno baja en el aire inspirado, como ocurre cuando el gas respiratorio contiene menos del 21% de oxígeno
_ Ventilación inadecuada como ocurre en la depresión respiratoria inducida por el opiáceo, donde el bióxido de carbono se acumula en el pulmón reduciendo la presión parcial del oxígeno en el alveolo y seguidamente en la sangre
_ Incompatibilidad severa entre la ventilación y el flujo de la sangre pulmonar, como ocurre en el colapso de la vía aérea o en la neumonía (shunt)
_ Un problema con la difusión del oxígeno a través de la membrana alveolo-capilar, como por ejemplo, en el edema pulmonar.
Almacenamiento del oxígeno en la sangre
Hemoglobina
El almacenamiento del oxígeno en la sangre depende casi enteramente de la presencia de la hemoglobina en los glóbulos rojos. La hemoglobina tiene la habilidad de combinarse con el oxígeno a tal extensión que su presencia incrementa la capacidad transportadora de oxígeno de la sangre hasta en 70 veces. Sin ella, el oxígeno disuelto en el plasma sería completamente inadecuado para suplir la demanda a los tejidos. (11)
Cada gramo de hemoglobina puede transportar hasta un máximo de 1.36 ml de oxígeno. Cuando está en estado se encuentra completa o 100% saturada de oxígeno. Por consiguiente, un individuo con una hemoglobina de 15 g/dl que está completamente saturado puede transportar casi 20 ml de oxígeno (1.36 x 15) por cada 100 ml de sangre arterial. (11)
Plasma
El plasma contiene solo 0.3 ml de oxígeno disuelto en cada 100 ml, cuando el individuo respira aire. Sin embargo, si la concentración del oxígeno inspirado se incrementa, la cantidad de oxígeno en el plasma también se incrementa. (11)
Presión parcial y saturación
Una vez que el oxígeno difunde desde el alveolo hacia el plasma de la sangre pulmonar, el oxígeno con su presión parcial alta (98 mmHg/ 13 kPa) cruza rápidamente hacia los glóbulos rojos y se une a las moléculas de hemoglobina hasta que se encuentran casi completamente saturadas. (11)
Típicamente, la hemoglobina en la sangre arterial está saturada en un 97% con el oxígeno. (11)
La relación entre presión parcial del oxígeno en el plasma y el grado de saturación de la hemoglobina está dada por la curva de disociación del oxígeno. (11)
La curva representa la habilidad única de la hemoglobina para combinarse con el oxígeno a una presión parcial elevada en el pulmón y luego la de perder la afinidad a presiones parciales menores en los tejidos liberando hacia estos el oxígeno. (11)
Varios factores pueden alterar la posición de la curva. Algunos la mueven hacia la derecha, reduciendo la afinidad de la hemoglobina y facilitando la liberación del oxígeno a los tejidos. Otros la mueven hacia la izquierda, aumentando la afinidad por el oxígeno y asegurando una saturación completa de la hemoglobina en los capilares pulmonares. (11)
Desórdenes
La capacidad transportadora de oxígeno de la sangre depende de: (11)
_ La cantidad de hemoglobina presente en el sistema vascular
_ El grado de saturación del oxígeno.
Una reducción en la concentración de hemoglobina, como ocurre en la anemia, va a reducir significativamente la capacidad general para transportar oxígeno. Esto se conoce como hipóxia por anemia. Además, una falla para saturar adecuadamente la hemoglobina presente, debido a una alteración en la afinidad del oxígeno, también reduciría la capacidad de la sangre para transportar oxígeno: ej. metahemoglobinemia, carboxihemoglobinemia y algunas hemoglobinopatías congénitas. (11)
Transporte de oxígeno a los tejidos
Una vez que la hemoglobina se satura con oxígeno en la circulación pulmonar, tiene que ser transportado en el flujo sanguíneo a la circulación sistémica y más allá por los capilares tisulares del cuerpo. (11)
Control del flujo sanguíneo tisular
La regulación del flujo sanguíneo en la circulación es controlada principalmente por los propios tejidos y órganos. La sangre que entra en los capilares de un órgano pierde progresivamente el oxígeno y los nutrientes y al mismo tiempo, sus niveles de dióxido de carbono y otros productos metabólicos se incrementan. (11)
Estos cambios locales en la química sanguínea controlan el grado de dilatación de los vasos en un órgano, lo que a su vez influye el flujo sanguíneo. Si el órgano trabaja más, ocurre vasodilatación de los capilares, aumentando el flujo sanguíneo y seguidamente la cantidad de oxígeno y nutrientes suministrados. (11)
Control del gasto cardíaco
Cualquier incremento local en el flujo sanguíneo a los tejidos u órganos debe ser compensado por un incremento correspondiente en el total de sangre bombeada desde el corazón o gasto cardíaco. Esto se logra de la siguiente manera. (11)
La vasodilatación de los capilares de un órgano