Hipoxemia

La respiración está controlada por centros en la médula oblongada , que influyen en la frecuencia y la profundidad de cada respiración. Esto se ve afectado por el nivel de dióxido de carbono en sangre, determinado por quimiorreceptores centrales y periféricos ubicados en el sistema nervioso central y en los cuerpos carotídeos y aórticos, respectivamente. La hipoxia se produce cuando el centro respiratorio no funciona correctamente o cuando la señal no es la adecuada.

• Los accidentes cerebrovasculares , la epilepsia y las fracturas cervicales pueden dañar los centros respiratorios medulares que generan impulsos rítmicos y los transmiten a lo largo del nervio frénico hasta el diafragma , el músculo responsable de la respiración.
• Una disminución del impulso respiratorio también puede ser el resultado de una alcalosis metabólica , un estado de disminución del dióxido de carbono en la sangre.
• Apnea central del sueño . Durante el sueño, los centros respiratorios del cerebro pueden interrumpir su actividad, lo que provoca períodos prolongados de apnea con consecuencias potencialmente graves.
• Hiperventilación seguida de apnea prolongada. Esta hiperventilación, practicada por algunos nadadores, reduce la cantidad de dióxido de carbono en los pulmones. Esto disminuye la necesidad de respirar. Sin embargo, también implica que no se detectan los descensos en los niveles de oxígeno en sangre, lo que puede provocar hipoxemia. ^{[ 12 ]}

Diversas afecciones que limitan físicamente el flujo de aire pueden provocar hipoxemia.

• La asfixia , incluyendo la interrupción o cese temporal 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 síndrome de muerte súbita del lactante (SMSL) .
• Deformidades estructurales del tórax, como la escoliosis y la cifosis , que pueden restringir la respiración y provocar hipoxia.
• Debilidad muscular , que puede limitar la capacidad del diafragma , el músculo principal encargado de introducir aire en los pulmones, para funcionar correctamente. Esto puede ser consecuencia de una enfermedad congénita , como la enfermedad de la neurona motora , o de una afección adquirida, como la fatiga en casos graves de EPOC .

En condiciones donde la proporción de oxígeno en el aire es baja, o cuando la presión parcial de oxígeno ha disminuido, hay menos oxígeno en los alvéolos pulmonares. El oxígeno alveolar se transfiere a la hemoglobina , una proteína transportadora dentro de los glóbulos rojos , con una eficiencia que disminuye a medida que baja 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 durante el vuelo . Esta disminución produce una menor capacidad de transporte de oxígeno por la hemoglobina. ^{[ 13 ]} Esto se observa particularmente como causa de hipoxia cerebral y mal de altura en los escaladores del Monte Everest y otros picos de gran altitud. ^{[ 14 ] [ 15 ]} Por ejemplo, en la cima del Monte Everest, la presión parcial de oxígeno es de tan solo 43 mmHg, mientras que a nivel del mar es de 150 mmHg. ^{[ 16 ]} Por esta razón, la presión de cabina en los aviones se mantiene entre 5000 y 6000 pies (1500 y 1800 m). ^{[ 17 ]}
• Buceo . La hipoxia durante el buceo puede ser consecuencia de un ascenso repentino a la superficie. La presión parcial de los gases aumenta en una atmósfera por cada diez metros al bucear. Esto significa que, aunque en la superficie sea insuficiente, es posible mantener una presión parcial de oxígeno suficiente para que la hemoglobina la transporte. Un buceador que permanece bajo el agua consume oxígeno lentamente y, al ascender, la presión parcial de oxígeno puede ser insuficiente ( pérdida de oxígeno en aguas poco profundas ). Esto puede manifestarse en profundidad como pérdida de oxígeno 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 pasar de la anestesia inhalada al aire atmosférico, debido al efecto Fink o hipoxia por difusión.
• El aire con bajo contenido de oxígeno también ha resultado fatal. En el pasado, las máquinas de anestesia han fallado, administrando 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 la reposición del oxígeno consumido.
• Las mezclas de gases respiratorios hipóxicas o anóxicas, y la exposición al vacío u otro entorno de presión extremadamente baja eliminarán el oxígeno de la sangre en los alvéolos. ^{[ 18 ]}

Esto se refiere a una alteración en el equilibrio ventilación/perfusión. El oxígeno que ingresa a los pulmones normalmente se difunde a través de la membrana alvéolo-capilar hacia la sangre. Sin embargo, este equilibrio no se produce cuando el alvéolo está insuficientemente ventilado y, como consecuencia, la sangre que sale de él es relativamente hipoxémica. Cuando esta sangre se añade a la sangre de alvéolos bien ventilados, la mezcla tiene una presión parcial de oxígeno menor que la del aire alveolar, y por lo tanto se desarrolla la diferencia Aa. Algunos ejemplos de estados que pueden causar un desequilibrio ventilación-perfusión incluyen:

• Ejercicio. Si bien la actividad y el ejercicio moderados mejoran la relación ventilación-perfusión, ^{[ 19 ]} la hipoxemia puede desarrollarse durante el ejercicio intenso como resultado de enfermedades pulmonares preexistentes. ^{[ 20 ]} Durante el ejercicio, casi la mitad de la hipoxemia se debe a limitaciones de difusión (nuevamente, en promedio). ^{[ 21 ]}
• Envejecimiento . Con la edad se observa una relación cada vez más deficiente entre ventilación y perfusión, así como una menor capacidad para compensar los estados hipóxicos. ^{[ 8 ] : 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 de difusión (en promedio). ^{[ 21 ]}
• Las enfermedades que provocan dificultad respiratoria aguda o crónica pueden causar hipoxia. Estas enfermedades pueden tener un inicio agudo (como la obstrucción por inhalación de alguna sustancia o una embolia pulmonar ) o crónico (como la enfermedad pulmonar obstructiva crónica ).
• La cirrosis puede complicarse con hipoxemia refractaria debido a altas tasas de flujo sanguíneo a través del pulmón, lo que resulta en un desequilibrio ventilación-perfusión. ^{[ 22 ]}
• Síndrome de embolia grasa , en el que se depositan gotas de grasa en el lecho capilar pulmonar. ^{[ 23 ]}

El cortocircuito se refiere a la sangre que evita la circulación pulmonar, lo que significa que la sangre no recibe oxígeno de los alvéolos. Generalmente, un cortocircuito puede estar dentro del corazón o los pulmones y no se puede corregir solo con la administración de oxígeno. El cortocircuito puede ocurrir en estados normales:

• El cortocircuito anatómico se produce a través de la circulación bronquial , que irriga los tejidos pulmonares. También puede producirse mediante las venas cardíacas más pequeñas , que desembocan directamente en el ventrículo izquierdo.
• Los cortocircuitos fisiológicos se producen por efecto de la gravedad. La mayor concentración de sangre en la circulación pulmonar se da en la base del árbol pulmonar, en comparación con la mayor presión de gas en los ápices de los pulmones. Los alvéolos pueden no ventilarse adecuadamente durante 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 derivación fisiológica, puede tratarse mediante una combinación de aumento de la oxigenación y presión positiva para reclutar alvéolos colapsados. ^{[ 24 ] [ 25 ]}
• Derivaciones patológicas como el conducto arterioso persistente , el foramen oval permeable y las comunicaciones interauriculares o ventriculares . En estos casos, la sangre del lado derecho del corazón pasa directamente al lado izquierdo, sin pasar primero por los pulmones. Esto se conoce como derivación de derecha a izquierda y suele ser de origen congénito.