A6 Insuficiencia Respiratoria/Circulatoria

Tópico

La insuficiencia respiratoria y circulatoria representa el fallo de la cadena de transporte de oxígeno que va desde el ambiente hasta las mitocondrias musculares, una cadena que integra tres subsistemas físicos acoplados entre sí: la ventilación pulmonar, que mueve el gas hacia adentro y hacia afuera de los pulmones; la circulación cardiovascular, que mueve la sangre por el cuerpo; y la difusión tisular, que transporta el oxígeno molécula por molécula entre la sangre y el tejido. En los cuadrúpedos existe además un acoplamiento mecánico notable entre la ventilación pulmonar y la locomoción: la deformación del tronco que produce el impacto de las extremidades contra el suelo sincroniza mecánicamente el ciclo respiratorio con el ciclo de la marcha, lo que reduce el costo metabólico de respirar. Cuando aparece la patología, este acoplamiento entre ventilación y locomoción se pierde.

La ventilación pulmonar se modela como un flujo de gas que entra y sale de forma pulsátil por una red de conductos elásticos, análoga a una red de tuberías que se expanden y contraen con cada ciclo respiratorio: en ese flujo, un número adimensional compara la importancia relativa de las fuerzas inerciales del gas en movimiento frente a las fuerzas viscosas que lo frenan contra las paredes de los conductos, y esa relación entre inercia y viscosidad determina qué tan uniforme o qué tan pulsátil resulta el perfil del flujo de aire dentro del pulmón.

El oxígeno que la ventilación pulmonar trae hasta los alvéolos debe cruzar después, molécula por molécula, hacia la sangre que circula por los capilares que rodean cada alvéolo: esa es la difusión tisular, y la tasa a la que el oxígeno atraviesa esa barrera entre alvéolo y capilar es directamente proporcional a la diferencia de presión parcial de oxígeno entre ambos lados, de modo que cuanto mayor es esa diferencia de presión, más rápido se transfiere el oxígeno hacia la sangre.

Una vez que el oxígeno entra a la sangre, la fracción de la hemoglobina que efectivamente lo transporta unido a ella —su saturación de oxígeno— no crece de forma proporcional a la presión parcial de oxígeno disponible, sino que sigue una curva en forma de S: se aplana en los extremos, tanto a presiones muy bajas como muy altas, y sube de forma pronunciada en un tramo central de presiones intermedias. Esa curva, además, se desplaza según la temperatura de la sangre, su acidez y la cantidad de dióxido de carbono disuelto en ella: cuando la sangre se calienta, se acidifica o acumula más dióxido de carbono, la hemoglobina suelta el oxígeno con más facilidad para un mismo nivel de presión, un desplazamiento de la curva que tiene consecuencias críticas cuando el animal atraviesa una hipoxia severa.

La circulación cardiovascular que mueve esa sangre oxigenada por el cuerpo depende, en primer lugar, de cuánta sangre bombea el corazón en cada latido: el volumen de sangre que el corazón expulsa en cada sístole aumenta con la precarga, es decir, con el volumen de sangre que llena el corazón al final de la diástole previa — cuanto más se llena el corazón antes de contraerse, más sangre expulsa después. La presión arterial media, a su vez, queda determinada conjuntamente por la resistencia que ofrecen los vasos sanguíneos periféricos al paso de la sangre y por el volumen total de sangre que el corazón bombea por unidad de tiempo.

Frente a una exposición prolongada a la altitud o a la inmersión bajo el agua, el organismo modifica de forma crónica esta misma cadena de transporte de oxígeno: aumenta la cantidad de glóbulos rojos que circulan en la sangre, y cambia la afinidad con la que la hemoglobina se une al oxígeno, ajustando así de manera permanente la curva de saturación descrita en el mecanismo anterior a las condiciones del nuevo ambiente.

Cuando la cadena de transporte de oxígeno hasta las mitocondrias musculares no logra sostener la demanda del movimiento, el consumo máximo de oxígeno que el organismo es capaz de sostener cae por debajo de esa demanda locomotora, y esa caída obliga al animal a reducir la velocidad o a detenerse por completo. En los mamíferos que bucean, es esta misma cadena la que impone el límite a la apnea: la apnea se mantiene mientras la concentración de dióxido de carbono en la sangre permanece baja, y termina en el momento en que esa concentración se eleva lo suficiente como para activar el reflejo respiratorio, forzando al animal a volver a respirar.

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