Curva de disociación de la oxihemoglobina

Ajusta las presiones en el pulmón y en el tejido, y observa cuánto recoge y cuánto libera la sangre. Los deslizadores de pH, temperatura y CO₂ desplazan la curva del tejido. El coeficiente de Hill desactiva la cooperatividad.

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La meseta te protege del aire enrarecido y no hace absolutamente nada por la anemia 🖖

Baja la PO₂ arterial de 100 a 60 mmHg. Es una caída del 40 %, equivalente a una neumonía o a unos 3.500 m de altitud, y la saturación solo pasa del 97,3 % al 90,0 %. El contenido arterial cae de 19,85 a 18,27 mL/dL, una pérdida del 8,0 %. Ahora restaura la presión y recorta la hemoglobina en el mismo 40 %, de 15 g/dL a 9. El contenido se desploma a 12,03 mL/dL, una pérdida del 39,4 %. La parte plana superior de la curva sirve como reserva ante un pulmón que falla. La pérdida de hemoglobina ignora esta defensa, porque el contenido es la capacidad multiplicada por la saturación, y solo una de esas dos variables tiene una meseta. Este es también el límite del oxímetro de dedo. Como informa sobre el porcentaje y nunca sobre la cantidad, marcará un 97 % en el paciente anémico sin decirte nada útil.

La mioglobina es un almacén, y la diferencia con un transportista es de 18,4 puntos de saturación 🖖

Ajusta n a 1 y la P₅₀ a 2,8 mmHg. La herramienta ahora modela la mioglobina, el pigmento que hay dentro de una célula muscular. Llega con una saturación del 97,3 %, al igual que la hemoglobina. A una PO₂ tisular de 40 mmHg sigue saturada al 93,5 %. Ha liberado 3,8 puntos. La hemoglobina libera 22,2 entre esas mismas dos presiones, lo que supone 5,8 veces más, y lo logra porque cuatro subunidades que cooperan hacen que su curva sea sigmoidea en lugar de hiperbólica. La mioglobina no cede la mitad de su carga hasta que la presión ha caído a 2,8 mmHg, una presión que la sangre nunca experimenta. Si arrastras el deslizador del tejido hasta su mínimo de 3 mmHg, verás que la mioglobina aún mantiene un 51,7 % de saturación. Eso es lo que buscas en una reserva de emergencia situada dentro de la célula, y justo lo que no quieres que haga la sangre.

La curva es más pronunciada a los 19,9 mmHg, muy por debajo de su propio punto de semisaturación 🖖

La última tarjeta marca 19,9 mmHg, mientras que la P₅₀ es de 26,6. Al igualar a cero la segunda derivada de la ecuación de Hill se obtiene P = P₅₀((n−1)/(n+1))^(1/n). Por tanto, la inflexión se sitúa por debajo de la P₅₀ para todo n finito y se va acercando a ella a medida que aumenta la cooperatividad. Si subes n a 4, el punto de mayor pendiente se mueve a 23,4 mmHg. Si bajas n a 1, la inflexión desaparece, ya que una hipérbola tiene su máxima pendiente a presión cero. Así que la región donde una pequeña caída adicional de la PO₂ tisular consigue una gran liberación extra se encuentra más cerca de los 20 mmHg que de los 27. Se sitúa entre las presiones que realmente alcanza un músculo al trabajar, y no en el número que da nombre a la curva.

Problemas resueltos al detalle

  1. Un paciente con hemoglobina de 9 g/dl y PO₂ arterial de 100 mmHg 5 pasos

    Un paciente con hemoglobina de 9 g/dL y una PO₂ arterial de 100 mmHg, sentado en reposo. El corazón bombea 5 L/min. El cuerpo quema 250 mL de oxígeno por minuto. Encuentra la PO₂ de la sangre que regresa de los tejidos y explica qué significa ese número para el paciente.

    1. Empieza con el principio de Fick. Todo lo que consumen los tejidos equivale al flujo multiplicado por la diferencia entre lo que entra y lo que sale.

    2. Reorganiza la fórmula para despejar la diferencia de contenido y exprésala en las unidades en que se mide la sangre: mililitros de oxígeno por decilitro.

    3. Ahora calcula el contenido arterial. Cada gramo de hemoglobina totalmente saturada transporta 1,34 mL de oxígeno. Además, quedan físicamente disueltos 0,003 mL por decilitro por cada mmHg de PO₂.

    4. Resta 5,00 y vuelve a convertir el contenido en saturación. La parte disuelta depende de la presión que se calcula en el paso siguiente, así que empieza sin ella: 7,03 ÷ 12,06 = 0,5829 lleva a 30,1 mmHg; al reincorporar 0,003 × 30,1 = 0,09 mL/dL, queda 6,94 ÷ 12,06 = 0,5755. Basta una iteración, pues el término disuelto representa el 1,3 % del contenido.

    5. Aplica la ecuación de Hill a la inversa. La herramienta asocia la presión a la saturación y no tiene ninguna tarjeta para la dirección opuesta, así que este paso lo debes hacer a mano.

    Respuesta

    29,8 mmHg. La herramienta imprime las dos cifras con las que empezaste: 97,3 % de saturación arterial y 12,03 mL/dL de contenido arterial. Ahora repite las mismas operaciones un par de veces. Con una Hb de 15 y el mismo trabajo en reposo, la PO₂ venosa es de 38,7 mmHg. Con una Hb de 15 y un consumo de 1.000 mL por minuto (como al subir una cuesta a buen paso), es de 30,2 mmHg. Este paciente, sentado sin moverse, tiene el oxígeno venoso mixto de una persona sana escalando. Su sangre arterial está bien y el oxímetro marca un 97 %. Sin embargo, la reserva que habría cubierto el siguiente tramo de escaleras ya está agotada, obligando al corazón a latir más deprisa para compensarlo. El lado venoso es donde la anemia se hace visible, y nadie lo mide.

  2. Catorce veces el oxígeno, y qué parte se lleva el efecto Bohr 6 pasos

    Carga Ejercicio intenso: PO₂ tisular bajada a 20 mmHg, pH 7,2, 39 °C, PCO₂ 60 y gasto cardíaco de 20 L/min. La tarjeta de O₂ entregado marca 3.301 mL/min frente a 232 en reposo. Reparte ese factor entre el corazón y la sangre y decide después si pesa más el desplazamiento de Bohr o la caída de la presión tisular en la mitad que le toca a la sangre.

    1. La entrega es el flujo multiplicado por el contenido que cede cada litro, así que el factor se separa ya en la primera línea: cuatro del corazón y lo que quede de la sangre.

    2. El corazón aporta un factor de cuatro. La sangre aporta 3,55, y ambos multiplicados dan los 14,2 completos.

    3. Las tres condiciones del tejido empujan la curva en el mismo sentido, y Severinghaus las mantiene separadas para que se vean sus tamaños: la acidez aporta 0,080 del exponente, los dos grados 0,048 y el dióxido de carbono 0,011.

    4. Ese desplazamiento a la derecha, junto con la presión tisular más baja, lleva la saturación de salida de tres cuartos a un sexto. El extremo arterial no se mueve en absoluto, porque la sangre se equilibró en el pulmón, donde no rige ninguna de estas condiciones.

    5. Para repartir el 3,55 de la sangre, devuelve un factor cada vez y vuelve a leer la tarjeta de O₂ entregado.

    6. Los dos interactúan, así que sus tamaños dependen del orden en que los devuelvas. Hazlo en los dos órdenes.

    Respuesta

    Cuatro del corazón y 3,55 de la sangre; y dentro de la sangre, la caída de la presión tisular gana al desplazamiento de Bohr en cualquiera de los dos órdenes: 2,891 frente a 1,229, o 1,946 frente a 1,825.

    El efecto Bohr vale aquí más o menos una quinta parte de la entrega, que es muchísimo para un mecanismo cuyo funcionamiento no le cuesta nada al cuerpo. La mayor parte de lo que aporta la sangre viene de algo más llano: un músculo en marcha quema oxígeno lo bastante deprisa como para tirar de su propia PO₂ hasta los 20 mmHg. La última tarjeta explica por qué importa esa cifra: en estas condiciones la curva alcanza su máxima pendiente en 27,4 mmHg, así que el tejido ya ha bajado atravesando la parte más inclinada. Devuelve el deslizador tisular a 40 y la entrega cae de 3.301 a 1.696 con la acidez y el calor todavía puestos.

Problemas de ejemplo

  • Sangre en reposo - Una PaO₂ de 100 mmHg y una PO₂ tisular de 40 dan el par con el que abre todo curso de fisiología. La sangre llega con una saturación del 97,3 % y sale al 75,1 %, habiendo entregado 22,2 puntos. Con 5 L/min, eso equivale a 232 mL de oxígeno por minuto, aproximadamente lo que quema un adulto en reposo.
  • Aire enrarecido: PaO₂ 60 - La PO₂ arterial cae un 40 %, hasta los 60 mmHg, y la sangre todavía sale del pulmón con un 90,0 % de saturación transportando 18,27 mL/dL. Aquí vemos cómo hace su trabajo la parte plana superior de la curva.
  • Anemia: Hb 9 g/dL - Mismos pulmones y misma saturación del 97,3 %, pero con cuatro décimas menos de hemoglobina. El contenido arterial es de 12,03 mL/dL y la entrega cae a 143 mL/min. Sin embargo, un oxímetro de pulso en este paciente daría una lectura normal.
  • Mioglobina en su lugar - La mioglobina, con n = 1 y una P₅₀ de 2,8 mmHg, llega con una saturación del 97,3 % y aún conserva un 93,5 % a una PO₂ tisular de 40. Solo libera 3,8 puntos, lo que no constituye un verdadero transporte.
  • Ejercicio intenso - PO₂ tisular de 20 mmHg, pH de 7,20, 39 °C y PCO₂ de 60. La P₅₀ se desplaza a 36,6 mmHg y la sangre abandona el músculo con una saturación del 16,4 %. A 20 L/min, la entrega es de 3.301 mL por minuto.