Palabras clave

Hiperoxemia; Hemorreología; Perfusión; Viscosidad; Agregación; Deformabilidad

La terapia con oxígeno se ha utilizado para prevenir o tratar la hipoxemia con mayor frecuencia en el entorno de la unidad de cuidados intensivos (UCI) durante años. La demanda de oxígeno de los pacientes se predice mediante la evaluación de los gases sanguíneos, los indicadores de insuficiencia orgánica y los hallazgos fisiológicos de hipoxia progresiva. Sin embargo, la proporción de oxígeno inspirado fraccionado (FiO2) que debe administrarse al paciente para superar los efectos adversos de la hipoxemia y evitar al mismo tiempo los efectos nocivos del oxígeno es objeto de debate. Muchos estudios han demostrado la existencia de toxicidad del oxígeno debido al aumento de la formación de especies reactivas del oxígeno (ROS), especialmente en condiciones de hipoxia/reperfusión. Aunque estos efectos son especialmente pronunciados durante la administración a largo plazo, es decir, más allá de las 12-24 horas, varios estudios retrospectivos sugieren que incluso la hipoxemia de menor duración también se asocia a un aumento de la mortalidad y la morbilidad. La eficacia de la ventilación a corto plazo con una FiO2 elevada (0,8-1,0) durante el periodo perioperatorio (es decir, La eficacia de la ventilación de corta duración con FiO2 alta (0,8-1,0) durante el período perioperatorio (es decir, inducción o retirada de la anestesia, transporte del paciente), la sedación para procedimientos invasivos (es decir, cateterismos, intentos de endoscopia) o la reanimación cardiopulmonar (RCP) no está actualmente demostrada en términos de microcirculación y perfusión de órganos.

El intercambio de gases, nutrientes y metabolitos entre la sangre y los tejidos a través de la red microcirculatoria es la piedra angular de la perfusión de los tejidos y la función de los órganos. Un concepto que abarca tanto el suministro de oxígeno como el transporte tisular de oxígeno y el consumo de oxígeno de las células podría denominarse perfusión tisular de oxígeno . Existen varios métodos no invasivos para estimar la perfusión tisular y la oxigenación, como el gradiente de temperatura corporal, la pulsioximetría, la espectroscopia del infrarrojo cercano, la espectrofotometría de polarización ortogonal, el flujómetro Doppler láser, la oximetría transcutánea y la capnografía sublingual. Todos estos métodos son parcialmente capaces de monitorizar los componentes esenciales de la perfusión como el gasto cardíaco, la resistencia vascular sistémica, la saturación de oxígeno de la hemoglobina y la integridad de la microcirculación. El suministro de sangre y la entrega de oxígeno a los tejidos se estiman a través de estos métodos y la oxigenoterapia se mantiene para alcanzar los objetivos de saturación de oxihemoglobina y flujo sanguíneo suficientes. Sin embargo, los efectos de las propiedades hemorreológicas se descuidan con frecuencia.

La hemorreología se ocupa del comportamiento del flujo y la deformación de la sangre y sus elementos formados (es decir, los glóbulos rojos, los glóbulos blancos y las plaquetas) . Dado que la sangre es un líquido bifásico (plasma y elementos celulares), su fluidez a una velocidad de cizallamiento y temperatura dadas está determinada por las propiedades reológicas de las fases plasmática y celular y por la fracción de volumen (es decir, el hematocrito) de la fase celular. Además de la concentración de elementos celulares en la sangre, sus propiedades reológicas son importantes determinantes de la fluidez de la sangre. Los glóbulos rojos son el principal determinante de este efecto, ya que estas células presentan un comportamiento reológico muy especial. Los glóbulos rojos normales son cuerpos altamente deformables y tienden a orientarse con las líneas de flujo, especialmente si las fuerzas de cizallamiento son lo suficientemente altas como para deformar ligeramente estas células. Otra característica reológica importante de los glóbulos rojos es su tendencia a agregarse en conjuntos lineales, denominados rouleaux, en los que se disponen como pilas de monedas. Los agregados lineales interactúan entonces para formar estructuras tridimensionales . El fibrinógeno y otras proteínas plasmáticas de gran tamaño favorecen la agregación de los glóbulos rojos, que depende de la magnitud de las fuerzas de cizallamiento que actúan sobre las células. Un aumento del cizallamiento desbarata los agregados, mientras que un cizallamiento reducido favorece la agregación . Debido al aumento del tamaño efectivo de las partículas, la alteración de las líneas de flujo es más pronunciada cuando se forman agregados de glóbulos rojos y la viscosidad de la sangre aumenta considerablemente. La agregación de glóbulos rojos es, por tanto, el principal determinante de la viscosidad de la sangre en condiciones de baja cizalladura . Los estudios que relacionan los cambios de la perfusión microvascular dependientes de la viscosidad con los datos relevantes del resultado sugieren que la viscosidad de la sangre total y los parámetros hemorreológicos relevantes son insignificantes como determinantes de la perfusión microvascular en condiciones fisiológicas cuando la autorregulación es efectiva. Dado que la autorregulación tiene como objetivo mantener constante el suministro de oxígeno, el organismo compensará los cambios en la viscosidad de la sangre para mantener el suministro de oxígeno. Sin embargo, cuando los mecanismos fisiológicos de compensación se ven obstaculizados debido a cursos patológicos o a intervenciones terapéuticas (es decir, ventilación mecánica, sedación, etc.), las alteraciones hemorreológicas pueden dar lugar a trastornos de la perfusión.

Se ha demostrado que la hiperoxemia aguda está relacionada con la vasoconstricción cerebral, la muerte de las células neuronales, la disminución del índice cardíaco y de la frecuencia cardíaca y el aumento de la resistencia vascular periférica . A pesar del rápido aumento de la información sobre los efectos deteriorantes del tratamiento con FiO2 elevada en la perfusión a través de la disminución del flujo sanguíneo y la citotoxicidad relacionada con las ERO, existen pocos datos sobre el impacto de la hiperoxemia en la reología de la sangre, que está directamente correlacionada con la perfusión tisular, especialmente en los pacientes en estado crítico. Dos estudios recientes han demostrado que la hiperoxemia aguda debida a la oxigenoterapia hiperbárica o a la ventilación normobárica con una FiO2 elevada no tiene un efecto significativo sobre la viscosidad de la sangre, la agregación de glóbulos rojos o la deformabilidad. A pesar de los conocidos efectos perturbadores de la perfusión de la hipoxia, como la disminución de la deformabilidad de los glóbulos rojos, la viscosidad de la sangre, la viscosidad del plasma y el aumento de la agregación de los glóbulos rojos, la hiperoxemia parece ser ineficaz y/o inofensiva en términos de perfusión tisular a través de la liquidez de la sangre.

La inhalación de FiO2 elevada se utiliza en sujetos gravemente enfermos o sanos con diversas indicaciones. Las insuficiencias respiratorias agudas y crónicas son indicaciones importantes en los pacientes de la UCI. Además, la reanimación cardiopulmonar y muchos otros procedimientos invasivos como la aspiración traqueal, el cateterismo, la intubación y la extubación se realizan con una FiO2 elevada. Datos recientes verifican la aplicación de la FiO2 alta para evitar la hipoxemia en los procedimientos agudos y de corta duración que se enfrentan a los riesgos de la posible toxicidad del oxígeno y el deterioro de la microcirculación. Se necesitan más estudios para definir el «intervalo y la duración seguros» de la oxigenoterapia para contribuir a mejorar la oxigenación en lugar de frustrar la perfusión tisular.

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