Articulo de revision. Sustancias transportadoras de oxigeno.2
Desarrollo. Transportadores artificiales de oxígeno.
Recuento sobre transporte de oxígeno en el organismo y respiración celular.
La evolución de los organismos unicelulares requirió del desarrollo de métodos eficientes para utilizar la energía contenida en los compuestos carbonados. Las células desarrollaron estructuras especializadas, las mitocondrias, para utilizar el oxígeno (O2) molecular como aceptor de electrones provenientes de los compuestos orgánicos. A partir de ello fueron capaces de generar y almacenar grandes cantidades de energía en forma de trifosfato de adenosina (ATP). (18)
En los vertebrados superiores el aporte de oxígeno a los tejidos se lleva a cabo por la acción combinada de los pulmones, el sistema cardiovascular y la sangre. El proceso se realiza a través de un gradiente decreciente de la presión parcial de oxígeno desde la atmósfera hasta la mitocondria celular. El oxígeno no se almacena en ningún tejido, excepto en el músculo donde puede encontrarse como parte de la oximioglobina, por ello el metabolismo aerobio depende del aporte constante de oxígeno. La cantidad de oxígeno transportado a los tejidos está en función de la concentración de hemoglobina sanguínea, del oxígeno unido a ésta (saturación de hemoglobina) y del flujo sanguíneo (gasto cardíaco). (18) Según la fórmula:
DO2 = CaO2 x IC
Donde:
CaO2, contenido arterial de oxígeno: (1,34 x Hb x SatO2) + (0,0031 x PaO2)
IC, índice cardíaco: litros por minutos de sangre que bombea el corazón con relación a la superficie corporal.
El oxígeno es transportado en la sangre principalmente por la hemoglobina. El objeto de este sistema de transporte es asegurar que aún las células más remotamente situadas se expongan a una adecuada concentración de oxígeno. En condiciones normales una mínima cantidad de oxígeno se encuentra disuelta en el plasma. (18)
La curva de disociación de la hemoglobina describe la relación entre la saturación de la hemoglobina y la tensión de oxígeno en la sangre (PO2). La P50 se define como la tensión de oxígeno en la sangre (PO2) necesaria para producir una saturación del 50% de la hemoglobina y es una manera conveniente de expresar la afinidad de esta por el oxígeno. La P50 normal es de alrededor de 27 milímetros de mercurio (mmHg) una reducción de esta significa una aumento de la afinidad por el oxígeno y una desviación de la curva hacia la izquierda. Un aumento de la P50 indica una disminución de la afinidad por el oxígeno y una desviación de la curva a la derecha. (18)
La integridad y el desarrollo normal de las diferentes funciones celulares, órganos, sistemas y en último término del cuerpo humano, dependen de su capacidad de generar energía, fundamentalmente con la glucólisis. Habitualmente se realiza en presencia de oxígeno (metabolismo aerobio) y se genera acetyl-CoA, que entra en el ciclo de Krebs produciéndose dióxido de carbono (CO2) y agua con liberación de energía (36 moles de ATP por cada mol de glucosa). En ausencia de oxígeno (metabolismo anaerobio) se genera ácido láctico con liberación de sólo 2 moles de ATP por cada mol de glucosa. La utilización de éste es por tanto decisiva para el correcto funcionamiento celular. (19)
Para una misma demanda metabólica, si el transporte de oxígeno (DO2) disminuye, la proporción de oxígeno que es extraída por los tejidos aumenta y el consumo de oxígeno (VO2) permanece constante. Es decir, un descenso del transporte de oxígeno se compensa con un incremento de la extracción tisular de oxígeno (EO2) sin que varíe el transporte de oxígeno, que en estas condiciones está en función de los requerimientos metabólicos y es independiente de los cambios en el transporte de oxígeno. Sin embargo, el aumento de la extracción tisular de oxígeno es limitado y cuando el transporte de oxígeno alcanza un nivel crítico (300-330 ml/min/m2) la extracción es máxima y descensos mayores del transporte de oxígeno no pueden ser compensados. (20,21)
En estas condiciones el consumo de oxígeno es dependiente de la disponibilidad de oxígeno y no de la demanda metabólica. El desequilibrio entre la demanda metabólica de oxígeno y el transporte de oxígeno se traduce en un déficit de oxígeno que conlleva un metabolismo celular anaerobio con aumento de la producción de lactato y acidosis metabólica. Cuando esta situación se prolonga lo suficiente, se agotan los depósitos intracelulares de fosfatos de alta energía y se altera la función celular, con pérdida de la integridad y lisis celular, lo que en definitiva se manifiesta como una disfunción de diferentes órganos y sistemas que compromete la vida del enfermo. (18)
De los factores que influyen sobre el transporte de oxígeno el más importante y, junto con la reposición volémica, el más urgente de reponer en situaciones de shock hemorrágico, es el valor de hemoglobina (Hb) en la sangre circulante. El objetivo final de la transfusión de glóbulos rojos es mejorar la inadecuada entrega de oxígeno o revertir la isquemia cuando el volumen intravascular y la función cardiaca son adecuados para la perfusión de los tejidos y debe ser usada cuando el tiempo y la condición fisiopatológica del paciente descartan otro manejo. (22)
La transfusión de hemoderivados no está exenta de riesgos; de forma inmediata, e independientemente del riesgo de reacción hemolítica aguda por error ABO, se produce hipotermia de causa multifactorial: porque el paciente crítico padece hipotermia, porque en la situación de emergencia suele aumentarse la hipotermia (exploraciones, manipulaciones sistémicas, etc) y porque la sangre se almacena a 1-6 º C y su transfusión en ocasiones masiva (> 100 ml/min) provoca hipotermia en muchas ocasiones refractaria al uso de calentadores sistémicos y de fluidos. (23)
También pueden presentarse problemas metabólicos relacionados con la transfusión de concentrados de hematíes: hiperkaliemia por acumulación de potasio (K) a lo largo del período de almacenamiento de la sangre que, en general, tiene poca trascendencia clínica ya que la cantidad absoluta de potasio es, en términos generales modesta y el paciente suele estar hipopotasémico e hipocalcemia por toxicidad cítrica, en casos de transfusión rápida de plaquetas y plasma (por encima de 20 ml/kg); no obstante, la hipocalcemia observada en casos de transfusión masiva también tiene origen multifactorial y escasa trascendencia clínica por lo que no se recomienda el uso generalizado de tamponadores específicos; por otra parte, el citrato infundido es una molécula con pH ácido que puede contribuir a la producción acidosis metabólica. (14)
Existen también otros problemas relacionados con la transfusión de hemoderivados que, si bien deben ser despreciables en el momento de la reanimación aguda de los pacientes en shock, sí deben ser tenidos en cuenta para las fases clínicas posteriores, tales como contaminación bacteriana (especialmente con plaquetas), transmisión de enfermedades virales y bacterianas, priones y zoonosis, distress respiratorio post-transfusional e inmunomodulación. (22)
El agente infeccioso más comúnmente trasmitido es el citomegalovirus, si bien no representa un problema significativo para el paciente inmunocompetente. Las hepatitis post-transfusionales representan la infección, clínicamente significativa más frecuente. El desarrollo de test diagnóstico para hepatitis C en donantes ha reducido el riesgo de contaminación, sin embargo los test para hepatitis B y HIV no han hecho desaparecer totalmente este riesgo. (24) Los riesgos infecciosos e inmunológicos de la transfusión de sangre homóloga pueden resumirse de la manera siguiente:
Existen abundantes datos reconociendo que las transfusiones de sangre homóloga ejercen acciones inmunosupresoras inespecíficas, existe un deterioro de los natural killer, de la función de los macrófagos y una disminución de la relación Linfocitos T Helper/Supresor. Además, hay una correlación entre el deterioro funcional y la cantidad de sangre transfundida. (24)