Hipoxia (medicina)

A hipoxia é unha condición na cal o corpo ou unha rexión del queda privada dunha subministración suficiente de oxíxeno a nivel dos tecidos. A hipoxia pode clasificarse como xeneralizada, se afecta a todo o corpo, ou local, se afecta só a unha rexión do corpo. Aínda que a hipoxia adoita ser unha condición patolóxica, as variacións nas concentracións de oxíxeno nas arterias poden ser parte da fisioloxía normal; por exemplo, durante o adestramento de hipoventilación ou un exercicio físico extenuante.
A hipoxia é diferente da hipoxemia e anoxemia, xa que a hipoxia é o estado no cal a subministración de oxíxeno é insuficiente nun tecido (ou no corpo), mentres que a hipoxemia e a anoxemia refírense especificamente a estados nos que hai unha subministración de oxíxeno arterial baixa ou cero. Por tanto, hipoxemia refírese a que hai un nivel baixo de oxíxeno no sangue arterial (de aí a terminación emia, de hema sangue), mentres que hipoxia é un termo máis xeral que significa que hai un contido baixo en oxíxeno en calquera tecido ou órgano ou no corpo enteiro. A hipoxemia pode causar hipoxia (hipoxia hipoxémica), pero a hipoxia pode orixinarse por outros mecanismos tamén, como a anemia. A hipoxia na que hai unha completa deprivación de oxíxeno denomínase anoxia.
A hipoxia xeneralizada dáse en persoas sas cando ascenden a elevadas altitudes sobre o nivel do mar, o que lles causa mal de altura que pode orixinar complicacións letais: edema pulmonar de grande altitude e edema cerebral de grande altitude. A hipoxia en individuos sans tamén se dá cando se respira unha mestura de gases cun baixo contido de oxíxeno, por exemplo cando os mergulladores nadan baixo a auga, especialmente se usan sistemas de circuíto pechado de reciclaxe respiratoria, que controlan a cantidade de oxíxeno no aire subministrado. Utilízase intencionadamente unha hipoxia intermitente suave e non nociva durante os adestramentos en altitude para desenvolver unha adaptación ás prestacións atléticas tanto a nivel celular coma sistémico.
A hipoxia é tamén unha grave consecuencia dun parto prematuro nos neonatos. A principal causa disto é que os pulmóns do feto humano son uns dos últimos órganos que se desenvolven durante o embarazo. Para axudar os pulmóns a distribuír o sangue oxixenado polo corpo, os meniños con risco de hipoxia son a miúdo situados nunha incubadora, onde se lles proporciona oxíxeno por cánulas de alto fluxo cunha presión de aire positiva continua (tamén chamado berce húmido). Signos e síntomas
Hipoxia xeneralizada
Os síntomas da hipoxia xeneralizada dependen da súa gravidade e aceleración do seu inicio.
No caso do mal de altura, no que a hipoxia se desenvolve gradualmente, os síntomas son mareo/fatiga, adormecemento do corpo/formigo das extremidades, náusea e anoxia. Na hipoxia grave, ou hipoxia de comezo moi rápido, prodúcese ataxia, confusión/desorientación/alucinacións/cambio de comportamento, dor de cabeza grave/nivel de consciencia reducido, papiloedema, dificultade respiratoria, palidez, taquicardia e hipertensión pulmonar que finalmene levan aos signos tardíos como a cianose, frecuencia cardíaca lenta/cor pulmonale e presión sanguínea baixa seguida de morte.
Como a hemoglobina é vermella escura cando non está unida ao oxíxeno (desoxihemoglobina), e dunha cor vermella máis brillante se está unida ao oxíxeno (oxihemoglobina), cando se ve a través da pel a desoxihemoglobina tende a parecer azul, polo que a pel parece dese ton. Nos casos nos que o oxíxeno é desprazado por outra molécula, como o monóxido de carbono, a pel pode aparecer con cor vermella cereixa en vez de cianótica. A hipoxia pode causar partos prematuros e danos no fígado, entre outros efectos deletéreos
Hipoxia local
Se o tecido non está sendo perfundido debidamente, pode sentirse frío e aparecer pálido; se é grave, a hipoxia pode ter como resultado a cianose, unha coloración azul da pel. Se a hipoxia é moi grave, un tecido pode finalmente gangrenarse.
Pode sentirse tamén unha gran dor arredor do sitio afectado. Causa
O oxíxeno difunde pasivamente nos alvéolos pulmonares segundo o gradiente de presión. O oxíxeno difunde desde o aire inspirado, mesturado con vapor de auga, ao sangue arterial, onde a súa presión parcial é duns 100 mmHg (13, 3 kPa). No sangue o oxíxeno únese á hemoglobina, unha proteína que está no interior dos glóbulos vermellos. Unha pequena cantidade de oxíxeno é transportada en solución no sangue.
Nos tecidos periféricos, o oxíxeno difunde outra vez do sangue ás células a favor do gradiente de presión (baixo nas células), e chega ás mitocondrias onde intervén na respiración celular como aceptor de electróns para producir enerxía o oxidárense a glicosa e graxas principalmente.
A hipoxia pode ser o resultado dun fallo en calquera das etapas da subministración de oxíxeno ás células. Entre as causas están unha diminución da presión parcial de oxíxeno, problemas coa difusión do oxíxeno nos pulmóns, insuficiente hemoglobina (anemia, por exemplo), problemas co fluxo sanguíneo que chega aos tecidos e problemas co ritmo respiratorio.
Experimentalmente, a difusión do oxíxeno convértese nun factor limitante (e letal) cando as presións parciais de oxíxeno arteriais caen ata os 60 mmHg (5, 3 kPa) ou menos.
Case todo o oxíxeno do sangue está unido á hemoglobina, polo que interferir con esta molécula transportadora limita a subministración de oxíxeno á periferia. A presenza de hemoglobina multiplica por 40 a capacidade de transporte de oxíxeno do sangue, e a capacidade de transportar oxíxeno desta proteína depende da presión parcial de oxíxeno no ambiente, unha relación descrita pola curva de disociación oxíxeno-hemoglobina. Cando se interfire coa súa capacidade de transporte orixínase un estado hipóxico.
Isquemia
Isquemia significa insuficiente fluxo sanguíneo a un tecido, e pode ter como resultado a hipoxia. Esta denomínase 'hipoxia isquémica'. Pode incluír un evento embólico, un infarto de miocardio que diminúe o fluxo sanguíneo global na zona ou un trauma no tecido que orixina un dano. Un exemplo de fluxo sanguíneo insuficiente que causa hipoxia local é a gangrena que se produce na diabetes.
Doenzas como a enfermidade vascular periférica poden tamén orixinar hipoxia local. Por esata razón os síntomas son peores cando se usa o membro afectado. Tamén se pode sentir dor como resultado do incremento de ións hidróxeno que causan unha diminución do pH sanguíneo (acidez) como resultado do funcionamento do metbolismo anaerobio.
Hipoxia hipoxémica
Refírese especificamente a estados hipóxicos nos que o contido arterial de oxíxeno é insuficiente. Pode ser causada por alteracións no estímulo respiratorio, como na alcalose respiratoria, derivación fisiolóxica ou patolóxica do sangue, doenzas que interfiran coa función pulmonar que teñen como resultado unha descompensación na relación ventilación-perfusión, como unha embolia pulmonar ou alteracións na presión parcial de oxíxeno no ambiente ou nos alvéolos pulmonares, como pode ocorrer a elevadas altitudes ou cando unha persoa se mergulla na auga a certa profundidade.
Envelenamento por monóxido de carbono
O monóxido de carbono (CO) compite co oxíxeno por unirse ás moléculas de hemoglobina. Como o monóxido de carbono ten unha afinidade polo sitio de unión da hemoglobina centos de veces maior que a do oxíxeno, pode impedir o transporte de oxíxeno. O envelenamento por monóxido de carbono pode ser agudo, como nas intoxicacións con fume ou durante un período de tempo, como cando se fuma un cigarro. Debido a procesos fisiolóxicos, o monóxido de carbono mantense a un nivel de 4 a 6 ppm. Este increméntase en áreas urbanas (de 7 a 13 ppm) e nos fumadores (de 20 a 40 ppm). Un nivel de monóxido de carbono de 40 ppm equivale a unha redución nos niveis de hemoglobina de 10 g/L.
O monóxido de carbono ten un segundo efecto tóxico, consistente en que elimina o cambio alostérico da curva de disociación do oxíxeno e move a base da curva á esquerda. Ao facelo, é menos probable que a hemoglobina libere o oxíxeno que leva nos tecidos periféricos. Certas variantes anormais da hemoglobina teñen tamén unha afinidade máis alta polo oxíxeno, polo que liberan menos facilmente o oxíxeno nos tecidos periféricos.
Altitude
O mal de altura ou de montaña está causado por respirar o aire cunha presión parcial de oxíxeno baixa que hai a elevadas altitudes. Poden aparecer algúns síntomas aos 1500 m de altura, pero o máis común é que empecen a aparecer a partir dos 2400 m.
Presenta un conxunto de síntomas non específicos, parecidos ao dun "arrefriado, envelenamento por CO ou unha resaca". . O mal de alturaou montaña agudo pode progresar ata orixinar un edema pulmonar de grande altitude ou edema cerebral de grande altitude, que poden ser ambos mortais, e só se poden curar descendendo inmediatamente a menores altitudes ou administrando oxíxeno. Os síntomas máis graves orixínanse polo edema (acumulación de fluídos nos tecidos do corpo), que poden orixinar os mencionados edemas pulmonar e cerebral. A causa fisiolóxica deste tipo de edemas debidos á altitude non está clara. Porén, crese que o edema cerebral é causado pola vasodilatación local dos vasos sanguíneos cerebrais en resposta á hipoxia, o que ten como resultado un maior fluxo sanguíneo e, en consecuencia, maiores presións capilares. Por outra parte, o edema pulmonar pode deberse a unha vasoconstrición xeral na circulación pulmonar (normalmente unha resposta a descompensacións na proporción ventilación-perfusión rexional), o cal, cun gasto cardíaco constante ou incrementado, tamén orixina un aumento nas presións capilares.
Gases respiratorios hipóxicos
O gas respiratorio durante os mergullos con bombonas de oxíxeno pode conter unha presión parcial de oxíxeno insuficiente, especialmente se funcionan mal os sistemas de reciclaxe do aire (rebreathers). En tales situacións pode producirse inconsciencia sen síntomas, xa que os niveis de dióxido de carbono (que se perciben doadamente) son normais e o ser humano percibe mal a hipoxia como tal.
Un problema similar dáse cando se inhalan certos gases asfixiantes inodoros. Estes producen un gas respiratorio hipóxico, o cal pode orixinar inconsciencia e morte sen síntomas. Isto pode causar a chamada asfixia por gas inerte. Dita asfixia pode ser deliberada cando se usa unha bolsa de suicidio. A morte accidental por esta causa ocorre en casos nos que as concentracións de nitróxeno en atmosferas controladas ou de metano en minas non son son detectadas ou percibidas.
Outros
A función da hemoglobina pode tamén perderse se se oxidan os átomos de ferro que contén á súa forma férrica. Esta forma de hemoglobina inactiva denomínase metahemoglobina e pode orixinarse ao inxerirmos nitrito de sodio ou certas drogas e outras substancias químicas.
Anemia
A hemoglobina transporta o oxíxeno polo corpo, e cando hai deficiencia dela orixínase anemia, causando 'hipoxia anémica' se diminúe a perfusión do tecido. A deficiencia de ferro é a causa máis frecuente de anemia, e produce unha menor síntese de hemoglobina.
A anemia é normalmente un proceso crónico que é compensado co tempo polo incremento dos niveis de glóbulos vermellos ao regularse á alza a eritropoetina. Pode orixinarse un estado de hipoxia crónica por culpa dunha anemia mal compensada.
Hipoxia histolóxica
Envelenamento por cianuro
A hipoxia histolóxica orixínase cando a cantidade de oxíxeno que chega ás células é normal, mais as células son incapaces de utilizalo eficazmente, debido a un mal funcionamento dos encimas da fosforialción oxidativa. Isto pode ocorrer por envelenamento por cianuro.
Hipoxia en tumores
Os tumores ou porcións deles ao creceren a miúdo teñen un consumo de oxíxeno que supera o que lles chega por vía sanguínea, polo que quedan en situación hipóxica. Isto fai cambiar o metabolismo e expresión xénica das células tumorais así como o seu comportamento, remodela a súa matriz extracelular e aumenta a súa capacidade migratoria e metastática. Tamén os protexe do sistema inmunitario e de certos tipos de radioterapia. . Compensación fisiolóxica
Aguda
Se a subministración de oxíxeno ás células é insuficiente para a súa demanda (estado de hipoxia), as células empezan a realizar a fermentación láctica. Esta medida temporal do organismo (pasar a un metabolismo anaerobio) permite obter pequenas cantidades de enerxía. O ácido láctico acumúlase nos tecidos e no sangue, o que é un signo de que hai unha inadecuada oxixenación mitocondrial, o que pode deberse á hipoxemia, escaso fluxo sanguíneo (por exemplo, shock) ou unha combinación de ambos.
Nos humanos a hipoxia é detectada polos quimiorreceptores periféricos do corpo carotídeo e corpo aórtico, sendo os quimiorreceptores carotídeos os principais mediadores das respostas reflexas á hipoxia. Esta resposta non controla a taxa de ventilación a pO2 normal, pero por debaixo do normal a actividade das neuronas que innervan estes receptores increméntase drasticamente, polo que superan os sinais dos quimiorreceptores centrais do hipotálamo, incementando a pO2 a pesar da baixada da pCO2.
En raros casos de persoas con hipoxia produciuse unha perda da fala debido ao seu estado de confusión e a danos ás células cerebrais.
Na maioría dos tecidos a resposta á hipoxia é a vasodilatación. Ao ensanchárense os vasos sanguíneos, o tecido recibe unha maior perfusión. En contraste co anterior, nos pulmóns, a resposta á hipoxia é a vasoconstrición, o que se coñece como "vasoconstrición pulmonar hipóxica".
Crónica
Cando a presión capilar pulmonar permanece elevada de forma crónica (durante polo menos dúas semanas), os pulmóns empezan a facerse máis resistentes ao edema pulmonar porque os vasos linfáticos se expanden moito, incrementando a súa capacidade de drenar o fluído dos espazos intersticiais quizais ata 10 veces máis. Por tanto, en pacientes con estenose mitral crónica, medíronse presións capilares pulmonares de 40 a 45 mm Hg sen que se desenvolvese un edema pulmonar letal. [Fisioloxía de Guyton e Hall]
A hipoxia existe cando hai unha cantidade reducida de oxíxeno no corpo. A hipoxemia refírese á redución na pO2 por debaixo do seu rango normal en sangue, independentemente de se o intercambio de gases está alterado nos pulmóns, o CaO2 (contido de oxíxeno no sangue arterial) é adecuado, ou existe hipoxia nos tecidos. Hai varios mecanismos fisiolóxicos que potencialmente producen hipoxemia, pero en pacientes con enfermidade pulmonar obstrutiva crónica (EPOC) o predominante é a descompensación na relación ventilación/perfusión, con ou sen hipoventilación aleveolar, como indica a PaCO2 (presión parcial arterial de CO2). A hipoxemia causada por descompensación da relación ventilación/perfusión como a que se observa na EPOC é relativamente doada de corrixir, así que comparativamente só son necesarias pequenas cantidades de oxíxeno suplementario (menos de 3 L/min na maioría dos pacientes) para o tratamento con oxíxeno a longo prazo. Aínda que a hipoxemia normalmente estimula a ventilación e produce dispnea, estes fenómenos e os outros síntomas e signos de hipoxia son suficientemente variables en pacientes con EPOC como para ter un valor limitado para a valoración do paciente. A hipoxia alveolar crónica é o principal factor que leva ao desenvolvemento da cor pulmonale (hipertrofia do ventrículo dereito con ou sen unha manifesta insuficiencia do ventrículo dereito) en pacientes con EPOC. A hipertensión pulmonar afecta negativamente a supervivencia na EPOC, ata o extremo que é comparable nese aspecto ao grao no cal está elevada a presión da arteria pulmonar media en repouso. Aínda que a gravidade da obstrución das vías aéreas medida no VEF1 (ou FEV1, en inglés, ou volume de expiración forzada) é o mellor correlato do prognostico global do paciente con EPOC, a hipoxemia crónica incrementa a mortalidade e morbilidade en todos os estadios da doenza. Os estudos a grande escala do tratamento con oxíxeno a longo prazo en pacientes con EPOC demostraron unha relación dose-resposta entre as horas diarias de oxíxeno usadas e a supervivencia. Hai razóns para crer que un uso continuo de 24 horas ao día de oxíxeno en pacientes debidamente seleccionados produciría un beneficio na supervivencia aínda maior que o mostrado noutros estudos. Tratamento
Para contrarrestar os efectos das enfermidades das grandes alturas ou mal de montaña, o corpo debe devolver o pO2 arterial aos seus valores normais. A aclimatación, por medio da cal o corpo se adapta ás elevadas altitudes, só restaura parcialmente a pO2. A hiperventilación é a resposta máis común do corpo ás condicións reinantes nas grandes altitudes, a cal incrementa a pO2 alveolar ao aumentar a ferecuencia e a profundidade da respiración. Porén, mentres que a pO2 mellora coa hiperventilación, esta non volve aos niveis normais. Os estudos feitos en mineiros e astrónomos que traballan en observatorios a 3000 metros ou máis mostraron que había unha mellora da pO2 alveolar cunha aclimatación completa, aínda que o nivel de pO2 permanece igual ou mesmo é inferior ao limiar para unha terapia de oxíxeno continua para pacientes con enfermidade pulmonar obstrutiva crónica. Ademais, a aclimatación ten tamén complicacións asociadas. A policitemia, na cal o corpo incrementa o número de glóbuos vermellos en circulación, espesa o sangue, elevando o risco de que o corazón non a poida bombear.
En condicións de grande altitude, só o enriquecemento en oxíxeno pode contrarrestar os efectos da hipoxia. Ao incrementarse a concentración de oxíxeno no aire, os efectos dunha presión barométrica máis baixa contrarréstanse e o nivel de pO2 arterial restáurase cara á capacidade normal. Unha pequena cantidade de oxíxeno suplementario reduce a altitude equivalente en habitacións con clima controlado. A 4000 m, elevar a concentración de oxíxeno nun 5 % por medio dun concentrador de oxíxeno e un sistema de ventilación existente proporcona unha altitude equivalente de 3000 m, que é moito máis tolerable para o crecente número de persoas que viven a altitudes baixas e que traballan a elevadas. Nun estudo feito a astrónomos que traballaban en Chile a 5050 m, os concentradores de oxíxeno incrementaban a concentración de oxíxeno en case o 30 % (é dicir, desde o 21 % ao 27 %). Isto tivo como resultado un incremento da produtividade dos traballadores, menos fatiga e mellorou a calidadce do seu sono.
Os concentradores de oxíxeno son axeitados para este propósito. Requiren pouco mantemento e electricidade, proporcionan unha fonte constante de oxíxeno e eliminan a cara e ás veces perigosa tarefa de transportar bombonas de oxíxeno a áreas remotas. As oficinas e casas teñen xa habitacións de clima controlado, nas cales a temperatura e a humidade se manteñen a un nivel constante. O oxíxeno pode engadirse a este sistema doadamente e resulta relativamente barato.
A renovación da prescrición para seguir tomando oxíxeno despois da hospitalización require unha valoración do paciente para unha hipoxemia en curso.