RELACION DO2 VRS VO2

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1 RELACION DO2 VRS VO2 I. INTRODUCCION Los organismos aerobios complejos requieren de sistemas de captación, transporte y aporte de para que este llegue a los tejidos, lugar en donde es pieza fundamental del metabolismo energético, en el que se realiza la síntesis de ATP, molécula energética necesaria para la economía celular. Este transporte de es un proceso que requiere del complejo y completo acoplamiento de los sistemas respiratorio, cardiovascular y sanguíneo, responsables de la oxigenación tisular. Este concepto es lo que algunos autores han denominado "la función respiratoria de la sangre", que consiste en: Introducción Aporte de Oxígeno Consumo de Tasa de extracción Do2 Crítico Objetivos Procedimiento Preguntas del seminario Bibliografía.PDF (Acrobat Reader).TXT (Archivo de Texto).PDB (isilo - Palm OS) El aporte, entrega o liberación de (O2) a los tejidos para que se lleve a cabo el metabolismo oxidativo de los nutrientes (carbohidratos, lípidos y proteínas) Y la captación de CO2 producto de desecho de dicho proceso. La liberación de O2 desde el aire alveolar hasta la mitocondria requiere de la función integral del corazón, los pulmones y la microcirculación los cuales tienen como función primaria generar un flujo de sangre oxigenada a los tejidos para sostener el metabolismo aerobio. Este sistema debe incorporar mecanismos eficientes para mantener el aporte de O2 (DO2) con las grandes fluctuaciones en su consumo de (VO2)

2 celular y mecanismos adaptativos para corregir la falla de cualquier componente del sistema, así como también debe corresponder regionalmente de acuerdo al estado metabólico: durante el reposo, el ejercicio y durante diferentes estados de enfermedad. A nivel celular un suministro continuo de O2 es necesario para el mantenimiento de las estructuras y las funciones fisiológicas generales y específicas de cada celula en particular. En una serie de reacciones de oxidoreducción controladas por enzimas (cadena respiratoria celular), el se acopla como el aceptor final de electrones. A su vez la cadena respitatoria está acoplada a la fosforilación oxidativa, proceso en el cual se sintetiza ATP a partir de ADP y Pi. Esta es la vía metabólica más eficiente por medio de la cual las células derivan energía de los sustratos de los alimentos y es la responsable de suplir los requerimientos energéticos celulares. Con excepción de la oximioglobina presente en las células musculares, el oxigeno no es almacenado en los tejidos corporales, razón por la cual se hace necesario el aporte continuo de. Cuando éste es insuficiente, los tejidos producen energía a través vías anaerobias menos eficientes (Por ejemplo, Glucólisis anaerobia), que producen acumulación de hidrogeniones (H+) Aporte de Oxígeno (DO2) Es el volumen de aportado a los tejidos por unidad de tiempo. Se expresa en ml/min y frecuentemente se corrige por masa corporal (en ml/kg/min) o por el área de superficie corporal (ml/min/m2). Teóricamente este transporte de desde la atmósfera hasta la mitocondria puede dividirse en dos fases: Una primera fase que consiste en el movimiento de del alvéolo pulmonar hasta el capilar pulmonar. Aquí se une a la Hemoglobina (Hb) de esta forma se transporta a los tejidos. Este paso depende de la fracción inspirada de (FIO2), la relación ventilación perfusión, la integridad de la membrana alvéolo capilar, la afinidad de la hemoglobina por el y la concentración plasmática de hemoglobina. Una pequeña cantidad de se transporta disuelto en el plasma y éste depende básicamente del coeficiente de solubilidad y de la relación entre la presión atmosférica y la presión parcial de en el plasma Una segunda fase que consiste en el movimiento de de la microcirculación hasta la célula. El aporte de Oxígeno (DO2) es el producto del gasto cardíaco (volumen eyectado cada minuto por el corazón) y el contenido arterial de (CaO2). El contenido arterial de (CaO2) corresponde a la suma del unido a la hemoglobina con el disuelto en el plasma CaO2 = (Hgb x 1.39 xsao2) + (0,003 x PaO2)

3 Consumo de Oxígeno (VO2) Es el volumen de consumido por los tejidos corporales por unidad de tiempo. Se expresa en ml/min y cuando se corrige con el peso corporal se expresa en ml/kg/min. En otras palabras es la cantidad de que es tomada de la microcirculación por los tejidos. Esta variable está determinada por los requirimientos metabólicos de (MRO2), que a su vez dependen de la actividad y la tasa metabólica basal. Los cambios en el nivel de VO2 indican cambios en los niveles de la actividad metabólica. El consumo de se puede aumentar por fiebre, sepsis, actividad muscular (en actividades tales como pelear, respirar, moverse, convulsionar o temblar). Por otra parte, el VO2 puede ser reducido con antipiréticos y antibióticos (en caso de fiebre o infección), sedación y relajación muscular (en reposo o durante el sueño). Este consumo de O2 es calculado por la ecuación de Fick como el producto del GC y de la diferencia en el contenido de ente la sangre arterial y la sangre venosa. (VO2= GC x (CaO2 CvO2)) Es decir: Consumo de O2 (VO2) (ml O2/min) = Gasto Cardíaco (GC) (dl/min) x Diferencia arterio-venosa de O2 (CaO2 - CvO2) El rango normal de VO2 depende de la tasa metabólica basal y cualquier actividad física superimpuesta. En reposo, el consumo de de un adulto usualmente va de 3 a 3.5 ml/kg/min. Realizando un ejercicio intenso, el VO2 puede llegar a 60 a 70 ml/kg/min en atletas sanos.

4 Tasa de extracción de (ERO2): Es la fracción liberada de O2 desde la microcirculación y consumido por los tejidos. Esta fracción define el balance entre el aporte de O2 (DO2) y consumo de O2 (VO2). Se calcula así: ERO2 = VO2/DO2= CaO2-CvO2/CaO2. (puede ser multiplicado por 100 para expresarlo como porcentaje así: ERO2= (VO2/DO2)x100% La ERO2 normal es de 0.2 a 0.3 (20-30%) indicando que el 20-30% del liberado (aportado) por los capilares es tomado por los tejidos. Así, sólo una pequeña fracción de disponible en la sangre capilar es usada para soportar el metabolismo aerobio. En la mayoría de los tejidos la tasa de extracción de es ajustable y en condiciones donde el aporte (DO2) está alterado (disminuido), esta tasa puede aumentar de 0.5 a 0.6. En atletas entrenados, la ERO2 puede ser tan alta como 0.8 durante ejercicio máximo, haciéndose evidente que los ajustes en la extracción de O2 juegan un papel importante en el mantenimiento del VO2 cuando el DO2 es variable. En el laboratorio de hoy usted comprenderá como se comportan las diferentes variables fisiológicas relacionadas con el aporte y el consumo de en casos de bajo gasto cardíaco, hipoxemia, anemia y ejercicio. Aporte de crítico (DO2 Crítico): Se denomina así al valor de DO2 por debajo del cual el VO2 llega a ser dependiente del suministro. En este punto la producción de energía en las células llega a ser limitada por el (disoxia). En condiciones normales, cuando disminuye el aporte de (DO2), se mantiene el consumo basal de. Sin embargo si ese aporte llega a ser muy bajo, este consumo baja proporcionalmente al aporte y las funciones celulares se empiezan a comprometer. En este laboratorio tendrá la oportunidad de demostrar experimentalmente el DO2 crítico. II. OBJETIVOS Una vez finalizada la práctica de laboratorio y el seminario correspondiente el estudiante debe estar en capacidad de: 1. Entender y diferenciar claramente la relación entre aporte y consumo de

5 . 2. Describir en que forma las diferentes condiciones fisiológicas y patológicas pueden modificar el consumo o el aporte de. 3. Entender que es el DO2 crítico y aprender su importancia. 4. Aprender a identificar los parámetros que indican un DO2 bajo. 5. Desarrollar la destreza de calcular ciertas variables cardiovasculares con base en datos registrados. 6. Comprender de que formas se puede corregir un DO2 bajo III. PROCEDIMIENTO 1. En el escritorio de Windows encontrará un acceso directo al programa "Simbiosys Fisiology Labs v.3.0". Haga doble clic sobre este ícono. 2. En el menú "File" encontrará un item que dice "Load Physiological State". Seleccionelo y abrá el archivo "Do2Vo2.SIM" que se encuentra guardado en el directorio "c:\flabs". Si tiene dificultades para abrir este archivo consulté a sus monitores. 3. Aparecerá una ventana que dice "Loading a simmulation will delete any existing viewers. Are you sure you want to do this?". Presione el botón "Ok" 4. Identifique las ventanas que contienen: a. La curva DO2 - VO2 vrs Tiempo. b. La curva DO2/Vo2 y la tabla de parámetros medidos. c. La tabla de parámetros sanguíneos. d. La tabla de parámetros respiratorios. Siga cuidadosamente el siguiente procedimiento: A. DO2 bajo por bajo Gasto Cardíaco (Qt) 5. Seleccione en el menú "simulation", la opción "Set simulator speed" y seleccione "Pause". 6. Registre los datos basales solicitados en la tabla que encuentra a continuación. 7. Seleccione en el menú "simulation", la opción "Set simulator

6 speed" y seleccione "3x". 8. Identifique en la ventana Parámetros medidos, el parámetro Gasto Cardíaco (Cardiac Output). Haga clic en el candado que se encuentra a la izquierda y cambie el valor a 10 l/min. 9. Espere 120 segundos, detenga la simulación (paso 5) y anote los datos en la tabla 10. Repita los pasos 7 y 8, pero ahora cambie el valor del gasto cardíaco a 2.7 l/min. Espere otros 120 segundos, detenga la simulación y anote los datos en la tabla. 11. Discuta con su monitor los cambios que se presentaron en cada caso 1 SaO2 Saturación arterial 2 SvO2 Saturación venoso 3 QO2 (DO2) Transporte de 4 VO2 (Consumo de ) 5 ERO2 (Tasa Extracción de ) 6 Qt (Gasto Cardíaco) 7 CaO2 Contenido arterial 7 CvO2 Contenido venoso 8 VCO2 9 ph 10 Producción de Lactato Qt 5.5 (BASAL) l/min Qt 10 l/min Qt 2.7 l/min B. DO2 bajo por hipoxemia 12. Seleccione en el menu "simulation" el item "Reset Physiological State" 13. Seleccione en el menú "simulation", la opción "Set simulator speed" y seleccione "Pause". Registre en la tabla los datos basales (Fio 21%)

7 14. Seleccione en el menú "simulation", la opción "Set simulator speed" y seleccione "3x". 15. Identifique en la ventana Parámetros respiratorios, la fracción inspirada de (FIO2). Cambie su valor a 10%. 16. Espere 120 segundos, detenga la simulación (paso 5) y anote los datos en la tabla 17. Discuta con su monitor los cambios que se presentaron con la hipoxia. 1 SaO2 Saturación arterial 2 SvO2 Saturación venoso 3 QO2 (DO2) Transporte de 4 VO2 (Consumo de ) 5 ERO2 (Tasa Extracción de ) 6 Qt (Gasto Cardíaco) 7 CaO2 Contenido arterial 7 CvO2 Contenido venoso 8 VCO2 9 ph 10 Producción de Lactato 11 Frecuencia Respiratoria Basal FiO2 21% FiO2 10% C. DO2 bajo por Anemia 18. Seleccione en el menu "simulation" el item "Reset Physiological State" 19. Seleccione en el menú "simulation", la opción "Set simulator speed" y seleccione "Pause". Registre en la tabla los datos basales (Hemoglobina 14.4 g/dl) 20.Identifique en la ventana Parámetros sanguíneos, los parámetros Hemoglobina, Hematocrito y Volumen Sanguíneo. 21. Seleccione en el menú "simulation", la opción "Set simulator speed" y seleccione "3x". 22. En la parte inferior izquierda de la pantalla encontrará un panel con el título "TOOLS". Haga click sobre el item "Drug and Fluid

8 Infusor", después sobre el signo mas y añada FFP (Plasma Fresco Congelado). Seleccione una dósis de 2500 ml a una tasa de mls/hr 23. En "TOOLS", haga click sobre el item "Blood Withdrawal". Seleccione un volumen de 2500 mls a razón de mls/hr. Presione el botón "Withdraw Blood". Espere a que termine la flebotomía, anote los datos y discuta con su monitor los cambios en ambos casos. 24. Haga clic con el puntero del mouse tanto en el círculo rojo de "Whole Blood", como en el botón "Withdraw Blood". 25. Espere a que termine tanto la administración del plasma como la flebotomía. Detenga la simulación y anote los datos en "Primera Flebotomía". 26. Seleccione en el menú "simulation", la opción "Set simulator speed" y seleccione "3x", y realice una nueva flebotomía (paso 23), pero en esta ocasión no administre plasma. 27. Observe durante esta flebotomía que sucede en la gráfica de DO2 - VO2 vrs tiempo. 28. Anote los datos en la tabla y discuta con su monitor los cambios y el concepto de Do2 Crítico 1 SaO2 Saturación arterial 2 SvO2 Saturación venoso 3 QO2 (DO2) Transporte de 4 VO2 (Consumo de ) 5 ERO2 (Tasa Extracción de ) 6 Qt (Gasto Cardíaco) 7 CaO2 Contenido arterial 7 CvO2 Contenido venoso 8 VCO2 9 ph 10 Producción de Lactato 11 Hematocrito 12 H l bi 12.9 g/100 ml sangre Primera Flebotomía Segunda Flebotomía

9 12 Hemoglobina 13 Volemia (blood volume) IV. PREGUNTAS FIGURA PARA GRAFICAR LA RELACION DO2 Y VO2 1. Explique como se puede compensar una DO2 disminuida 2. Calcule en DO2 critico para estos pacientes. Grafiquelo 3. Porque aumenta el VO2 cuando hay anemia? 4. Grafique las diferentes intervenciones en la curva de arriba. 5. En la segunda flebotomia, que intervenciones podría hacer DIFERENTES a transfundir que mejoren el DO2? 6. Investigue que sucede con el aporte y consumo de en el caso de un ejercicio moderado y severo. Averigue que

10 sucede con el lactato sérico. Esperamos que esta guía de laboratorio haya sido una herramienta didáctica para su aprendizaje cualquier comentario es bienvenido. IX BIBILIOGRAFIA 1. Marino P. Hemodynamic Monitoring Ch 10 in The ICU Book Ibarra P "Fisiología Cardiopulmonar aplicada" en Principios de Anestesiología 1997 Retornar a la página de Guias de Laboratorio (c) 2002 Dpto de Ciencias Fisiológicas. Todos los derechos reservados Cualquier comentario o inquietud acerca de los contenidos de esta guía envielo enviélo por favor a:

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