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abril 2014

Determinación del gradiente alvéolo-arterial de oxígeno en caninos como herramienta clínica para la valoración del estado de función pulmonar.

Vet. Arg. – Vol.  XXXI –  Nº  312 –  Abril 2014.
González, S.1; Fidanza, M.1; Pereira, M.1; Pretti, R.1; Mántica, F.1; Mira, G.1

Resumen:
El gradiente alvéolo-arterial de oxígeno (A-a) es la diferencia existente entre la presión alveolar y arterial de oxígeno. La determinación del Gradiente A-a de O2 en caninos puede tomarse como una herramienta clínica en la valoración de la función pulmonar basada en la gasometría arterial. El conocimiento y la determinación del gradiente alvéolo-arterial de oxígeno  en pacientes con hipoxemia e hipercapnia  permite diferenciar entre enfermedad pulmonar intrínseca o alteraciones de origen  extrapulmonar y puede ser utilizado  en el abordaje del paciente con insuficiencia respiratoria.

Palabras clave: Gradiente alvéolo arterial de oxígeno, canino

Summary:
The alveolar-arterial oxygen gradient (A-a) is the difference between alveolar and arterial oxygen pressure. The determination of A-a O2 Gradient in dogs can be taken as a clinical tool in the assessment of pulmonary function based on arterial blood gases. Knowledge and determining the gradient or alveolar-arterial oxygen difference in patients with hypoxemia and hypercapnia can differentiate between intrinsic lung disease or extrapulmonary origin and alterations can be used in the approach to patients with respiratory failure.

Key words: Alveolar-arterial oxygen gradient (A-a), canine

1Área de Patología Clínica y Enfermedades Médicas. Servicio de laboratorio de análisis clínicos del Hospital Escuela de Medicina Veterinaria. Facultad de Ciencias Veterinarias UBA, Chorroarín 280, Buenos Aires, Argentina.  Sebvet@hotmail.com

Introducción:
La insuficiencia respiratoria (IR) es un estado patológico  común en la clínica de pequeños animales ocasionado por un sinnúmero de enfermedades. El mismo se caracteriza por un estado en que la sangre no es adecuadamente arterializada  en su paso por los pulmones evidenciando niveles bajos de presión parcial de oxígeno en la sangre arterial del paciente  (hipoxemia). La hipoxemia a nivel del mar y respirando aire ambiental se define con valores de pO2 (presión parcial de oxígeno) inferior a 60 mmHg. La insuficiencia respiratoria es un concepto funcional y no una enfermedad en sentido estricto que depende exclusivamente del valor de gases en sangre evaluado mediante la gasometría arterial, haciendo imprescindible su aplicación en el diagnostico del mismo. Puede clasificarse también funcionalmente según los valores de la pCO2 (presión parcial de dióxido de carbono) en global (hipoxemia con hipercapnia) o parcial (hipoxemia con normocapnia) pudiendo conocer, de esta manera, sobre si el fallo es de la ventilación o de la oxigenación respectivamente.

Las enfermedades productoras de IR como se menciono anteriormente son variadas pero pueden ser agrupadas según la fisiopatología  en 5 mecanismos; disminución de la pO2 en el aire inspirado, hipoventilación alveolar (causas extrapulmonares), desequilibrios en la relación ventilación/perfusión, Shunt intrapulmonar, alteración de la difusión alvéolo- capilar de O2 (causas pulmonares).

Normalmente el veterinario dedicado a la clínica de animales pequeños presenta dificultades en el abordaje de la insuficiencia respiratoria por carecer o desconocer sobre las ventajas de la gasometría arterial. En nuestro medio la dificultad para aplicar este método en  medicina veterinaria obedece a dos carencias interrelacionadas: el acceso al equipamiento y la capacitación adecuada para interpretar y valorar los resultados obtenidos. Normalmente debido a la carencia del recurso, se descuida la capacitación del veterinario en la identificación de las anomalías de la oxigenación o ventilación en pacientes con enfermedades respiratorias con o sin disnea. Estas dificultades pueden traducirse en un diagnóstico incompleto o sub-óptimo del paciente internado y en estado crítico. De este modo, la consecuente omisión de terapéuticas específicas para identificar y corregir trastornos respiratorios  compromete la evolución y el pronóstico del paciente.

El gradiente alvéolo-arterial de oxígeno es la diferencia existente entre la presión alveolar y arterial de oxígeno. Esta diferencia surge debido a que una pequeña porción de la sangre no fue oxigenada o arterializada en su paso por los pulmones (cortocircuito) y se mezcla con la sangre que sí fue oxigenada haciendo disminuir la presión de oxigeno de la sangre arterial que circula en la sangre del paciente. El conocimiento y determinación del gradiente o diferencia alvéolo-arterial de oxígeno  en pacientes con hipoxemia e hipercapnia  permite diferenciar entre enfermedad pulmonar intrínseca o alteraciones de origen  extrapulmonar y puede ser utilizado como una herramienta clínica en el abordaje del paciente con insuficiencia respiratoria.

El objetivo del presente trabajo es mostrar las ventajas de la gasometría arterial determinando el gradiente alveolo- arterial de oxígeno en caninos y su importancia como herramienta eficaz  en la aproximación al diagnostico de pacientes con insuficiencia respiratoria con o sin disnea, motivando su implementación en el ámbito local para mejoras en el ejercicio de la clínica de animales pequeños .

Materiales y métodos:
Se trabajó con 20 caninos de diferentes razas y sexo, de rango etario de 1.5 a 8 años, a los cuales se les realizó un examen clínico completo, hemograma, hepatograma básico, dosaje de urea y creatinina séricas, ionograma y gasometría arterial, los cuales no presentaron alteraciones considerándolos como población sana. Para ello se utilizó un equipo analizador automático de gases sanguíneos compuesto por electrodos de diseño especial contenidos en una cámara controlada termostáticamente,  marca AADEE, modelo AADEE Zen. Este equipo permite el ingreso de variables tales como la temperatura rectal del paciente y la cantidad de hemoglobina lo cual permite mejorar la precisión de los resultados obtenidos. La medición se realizó sobre  pequeños volúmenes de sangre  obtenidas  mediante  la punción aséptica de una arteria (metatarsiana ó femoral) con una jeringa heparinizada,  teniendo la  precaución que  la aguja estuviera perfectamente acoplada a la jeringa para impedir el ingreso de aire. El procesamiento de la muestra se realizó dentro de los 15 minutos de extraída la misma para evitar alteraciones preanalíticas. Los equipos automatizados miden pH,  pCO2 y pCO2 y calculan  el bicarbonato, el exceso de base, saturación de la hemoglobina y además presentan una interfase con sistemas de computación que permiten el almacenamiento de datos y el análisis de tendencias.

Se estableció el gradiente alvéolo-arterial de oxígeno para cada uno según la siguiente fórmula abreviada de aplicación clínica basado en los datos gasométricos: (gradiente [A-a] de O2 = (150 -1.25 PaCO2)- PaO2 .

Gradiente (A-a) del O2= PAO2 – PaO2
PaCO2= Presión arterial de dióxido de carbono
PaO2= Presión arterial de oxígeno
PAO2= Presión alveolar de oxígeno =150 – 1.25Paco2
PIO2= fracción inspirada de oxígeno = 21%
La ecuación del gas alveolar utiliza la presión parcial del dióxido de carbono arterial (PaCO2) para estimar la  presión parcial del oxigeno dentro de los alvéolos (PAO2).

La PAO2 no puede medirse clínicamente y se considera que  es igual a la diferencia entre la PO2 inspirada y la pCO2 alveolar (o sea PAO2=PIO2 – PaCO2). El dióxido de carbono es altamente difusible por lo tanto PACO2= PaCO2. Con un cociente respiratorio (R) de 0.8 se utilizan 125 moléculas de oxígeno por cada 100 de dióxido de carbono. El cociente respiratorio depende del metabolismo celular y la dieta del individuo. Es de aproximadamente de 1,0 cuando la dieta es a base de carbohidratos y 0.7 cuando la grasa es la única fuente de energía. En los animales el cociente en ayunas es 0.8 (Jones 1987). Por lo tanto la ecuación alveolar-aire puede escribirse también como (PAO2=PIO2-1.25 PaCO2) donde el factor 1.25 (el recíproco de 0.8) es el cociente respiratorio y ajusta la ecuación para reflejar las diferencias en la producción de CO2 y O2

La PIO2 en un animal que respira aire de la habitación (fracción inpirada de oxigeno 21%) al nivel del mar (presión barométrica o PB=760mmHg) con temperatura corporal normal (presión pulmonar de agua o PH2O=47mmHg) equivale aproximadamente a 150 mmHg. En esta situación la PAO2=150-1.25 PaCO2.

Finalmente podemos llegar al cálculo del gradiente alveolo arterial simplificado como:

Gradiente (A-a) de O2 = (150-1.25 PaCO2)-PaO2

La PaCO2 es inversamente proporcional a la ventilación, y cuando se mide se obtiene información directa sobre la suficiencia de la ventilación. Una PaCO2 elevada indica hipoventilación, mientras que la PaCO2 disminuye en la hiperventilación. La PAO2 se estima teniendo en cuenta la PaCO2, la PIO2, la presión barométrica (PB) y la presión del vapor de agua (PH2O). El cociente respiratorio (CR) compensa la composición de la dieta del individuo. El CR que suele utilizarse es 0,8. La expresión PIO2 (PB-PH2O) es la presión de oxıgeno inspirado (PIO2). Cuando se obtiene un gas sanguíneo a nivel del mar y se respira aire ambiental (PIO2 ¼ 0,21), la PB suele ser próxima a 760 mmHg, la PH2O es de aproximadamente 47 mmHg y la PIO2 es de aproximadamente 150 mmHg. Ası: PaO2 ¼ 150 _ Pa CO2=CR

Con los datos obtenidos se calculó la media y la mediana, como eran coincidentes se asumió una distribución normal calculando la media y el desvío estándar  para la población.

El rango de referencia se estableció con dos desvíos estándar que involucran al 95 %de la población, siendo el resultado obtenido  valores normales menores a 25 mmHg .

Resultados y discusión:
Valores de 5 a 25 mmHg para caninos respirando aire ambiental a nivel del mar. Por encima de 25 mmHg debería ser considerado patológico indicativo de enfermedad pulmonar intrínseca

Interpretación del gradiente:
En teoría normalmente los pulmones deberían tener un gradiente de 0 mmHg pero esto no sucede ya que existen normalmente variaciones fisiológicas  de perfusión y ventilación en los pulmones

Los gradientes de presión son diferentes entre los lóbulos pulmonares dorsal y ventral, produciendo una ventilación diferente entre las regiones

Las regiones ventrales tienen mayor flujo sanguíneo (perfusión) que las regiones dorsales, debido a estas diferencias el gradiente en perros normales es inferior a 25mmhg. Los valores superiores a estos indican que existe una lesión en el parénquima pulmonar que causa hipoxemia.

La hipoxemia medida en muestras de sangre arterial puede ser causada por hipoventilación, disminución de la PIO2, deterioro de la difusión a través de la membrana alveoloarterial, desigualdad ventilación perfusión (V/Q) o derivación de derecha a izquierda generando insuficiencia respiratoria (hipoxemia con hiper o normocapnia).

Normalmente los valores del gradiente alveolo arterial rondan los 5 mmhg dado que sólo un pequeño porcentaje de sangre no llega a ser arterializada en su paso por los pulmones y contiene valores del gas oxígeno correspondiente a los de sangre venosa (48mmhg) mezclándose  al llegar a la aurícula izquierda para ser bombeado luego hacia los tejidos. Valores superiores a 25 mmhg indicarían la presencia de un cortocircuito mayor o un desvío de derecha a izquierda o efecto shunt, en cambio si el gradiente no se modifica puede atribuirse el estado de insuficiencia respiratoria a una disminución del oxigeno inspirado o un estado de hipoventilación alveolar.

Relacionando los tres parámetros básicos del paciente (pO2, pCO2 y Gradiente (A-a) de O2) se puede realizar la aproximación  al diagnóstico fisiopatológico de la insuficiencia respiratoria, y cual es la respuesta esperada a la oxigenoterapia:

Paciente con hipoxemia , hipocapnia y gradiente normal: confirma una disminución en la fracción de aire inspirado. Debe  tenerse en cuenta la altura a la cual  se encuentra el paciente con respecto al nivel del mar. En este caso mejora el cuadro al administrar oxigenoterapia al 100% (insuficiencia respiratoria parcial).

Paciente con hipoxemia, hipercapnia y gradiente normal: esta situación puede hacer sospechar de hipoventilación alveolar generando una insuficiencia respiratoria global. La hipoxemia corrige administrando O2 al 100%, la hipercapnia solo corrige mejorando la ventilación.

Paciente con hipoxemia, hipocapnia y gradiente aumentado: indica insuficiencia respiratoria parcial, la cual puede  estar asociada a  un efecto shunt (V/Q=0) o alteración de la difusión alvéolo-capilar. Ambas situaciones pueden diferenciarse  porque en pacientes con shunt no hay respuesta a la administración de oxígeno al 100%, en cambio en  alteraciones  de la difusión, si hay respuesta favorable a la oxigenoterapia.

Paciente con hipoxemia, hipercapnia y gradiente aumentado: indica insuficiencia respiratoria global por desequilibrio V/Q (V/Q menor a 1), es necesario  asociar el patrón disneico del paciente (inspiratorio, espiratorio o mixto )

Conclusión:
El cálculo del gradiente alvéolo-arterial debería establecerse de rutina en aquellos pacientes que presenten alteraciones de la oxigenación (hipoxemia)  en el estudio de gasometría arterial. La determinación del gradiente alveolo arterial de oxígeno normal en animales sanos permite sentar las bases para detectar anormalidades  y permite  orientar al médico clínico sobre el origen causal de la alteración,  como así también, sobre la terapéutica especifica a aplicarse.

Es necesario resaltar que en numerosas ocasiones el diagnostico especifico no podrá ser evidenciado antemortem en el paciente; por ejemplo en un shunt pulmonar, engrosamiento de la membrana de difusión o tomboembolismo pulmonar,  siendo de mucha utilidad las herramientas para aproximar a la causa fisiopatologica de la insuficiencia respiratoria.

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