Mecanismos da Hipoxemia

Hipoxemia é um nível anormalmente baixo de oxigénio no sangue arterial. A fisiologia respiratória classicamente atribui-a a cinco mecanismos - desequilíbrio ventilação-perfusão, shunt da direita para a esquerda, hipoventilação alveolar, difusão prejudicada e baixa tensão de oxigénio inspirado - que podem ser distinguidos pelo seu efeito no gradiente alvéolo-arterial de oxigénio e pela sua resposta ao oxigénio suplementar.

Definition

Hipoxemia é uma pressão parcial reduzida de oxigénio no sangue arterial; os seus mecanismos são as vias fisiológicas - desequilíbrio ventilação-perfusão, shunt, hipoventilação, limitação da difusão e baixo oxigénio inspirado - pelas quais a tensão de oxigénio arterial cai abaixo do normal.

Scope

A entrada organiza as causas fisiológicas de uma baixa tensão de oxigénio arterial, explicando como cada mecanismo altera o gradiente alvéolo-arterial de oxigénio e como cada um responde à respiração de oxigénio adicional. Trata a hipoxemia como uma estrutura de raciocínio fisiológico que apoia a interpretação de gases sanguíneos, não como orientação clínica para qualquer indivíduo.

Core questions

• Quais são os principais mecanismos fisiológicos que diminuem o oxigénio arterial?
• Como o gradiente alvéolo-arterial de oxigénio ajuda a distingui-los?
• Por que alguns mecanismos respondem ao oxigénio suplementar enquanto um shunt verdadeiro não?
• Como a hipoventilação e o baixo oxigénio inspirado diferem da doença pulmonar intrínseca?

Key concepts

• Desequilíbrio ventilação-perfusão (V/Q)
• Shunt da direita para a esquerda
• Hipoventilação alveolar
• Limitação da difusão
• Baixa tensão de oxigénio inspirado (baixa PiO2)
• Gradiente alvéolo-arterial (A-a) de oxigénio
• Equação do gás alveolar
• Resposta ao oxigénio suplementar

Mechanisms

Cinco mecanismos são classicamente reconhecidos (Sarkar, Niranjan, & Banyal, 2017; West, 2011). O desequilíbrio ventilação-perfusão (V/Q) é a causa mais comum na doença pulmonar: regiões com baixo V/Q contribuem com sangue dessaturado que o pulmão não consegue compensar totalmente, alargando o gradiente alvéolo-arterial de oxigénio; como os alvéolos ainda são ventilados, o oxigénio suplementar melhora substancialmente a tensão de oxigénio arterial. Um shunt da direita para a esquerda é o extremo de baixo V/Q, onde o sangue contorna completamente os alvéolos ventilados; o gradiente A-a é amplo e, caracteristicamente, o oxigénio arterial aumenta apenas modestamente com o oxigénio suplementar porque o sangue desviado nunca contacta o oxigénio alveolar mais elevado. A hipoventilação alveolar diminui o oxigénio arterial ao aumentar o dióxido de carbono alveolar e, assim, deslocar o oxigénio, como previsto pela equação do gás alveolar; aqui o gradiente A-a é normal porque o parênquima pulmonar está intacto, e a hipoxemia corrige-se prontamente com oxigénio. A limitação da difusão surge quando o equilíbrio de oxigénio através da membrana alvéolo-capilar é incompleto, um efeito que é geralmente menor em repouso, mas pode tornar-se importante durante o exercício ou em altitude; alarga o gradiente A-a e também responde ao oxigénio suplementar. Uma baixa tensão de oxigénio inspirado - como em alta altitude ou com uma fração reduzida de oxigénio inspirado - diminui o oxigénio alveolar e, portanto, arterial, enquanto deixa o gradiente A-a normal. O gradiente A-a e a resposta ao oxigénio juntos separam os mecanismos intrapulmonares (desequilíbrio V/Q, shunt, limitação da difusão) dos extrapulmonares (hipoventilação, baixo oxigénio inspirado) (Wagner, 2014; West, 2012).

Clinical relevance

A estrutura dos cinco mecanismos é a base fisiológica padrão para interpretar os gases sanguíneos arteriais e o gradiente alvéolo-arterial de oxigénio, e para raciocinar sobre por que um determinado padrão de comprometimento diminui o oxigénio. É apresentada aqui como pano de fundo conceptual para a compreensão dos resultados dos testes; descreve mecanismos fisiológicos e não é uma base para decisões individuais de diagnóstico ou tratamento.

Evidence & guidelines

A classificação da hipoxemia em cinco mecanismos é fisiologia estabelecida, em vez de um tópico regido por diretrizes. É sintetizada em revisões narrativas como Sarkar, Niranjan e Banyal (2017) e West (2011), e na descrição mais ampla da fisiologia da troca gasosa dada por Wagner (2014) e Petersson e Glenny (2014); os livros didáticos padrão de fisiologia respiratória apresentam a mesma estrutura (West, 2012).

History

A separação sistemática da hipoxemia em distintos mecanismos fisiológicos surgiu do trabalho de meados do século XX sobre a troca gasosa pulmonar, no qual investigadores, incluindo Richard Riley e mais tarde John West, formalizaram a equação do gás alveolar e o gradiente alvéolo-arterial de oxigénio como ferramentas para particionar as causas de um baixo oxigénio arterial. O esquema resultante de cinco causas tornou-se desde então um elemento fixo do ensino da fisiologia respiratória e da interpretação dos gases sanguíneos.

Key figures

• John B. West
• Peter D. Wagner
• Malay Sarkar

Seminal works

• sarkar-2017
• west-2011-hypoxemia
• wagner-2014-basis

Frequently asked questions

Quais são os cinco mecanismos da hipoxemia?

Desequilíbrio ventilação-perfusão, shunt da direita para a esquerda, hipoventilação alveolar, limitação da difusão e baixa tensão de oxigénio inspirado. Eles são distinguidos pelo seu efeito no gradiente alvéolo-arterial de oxigénio e pela sua resposta ao oxigénio suplementar.

Por que um shunt responde mal ao oxigénio suplementar?

Num shunt verdadeiro, o sangue contorna os alvéolos ventilados, de modo que nunca contacta o gás enriquecido com oxigénio; aumentar o oxigénio inspirado, portanto, produz apenas um pequeno aumento no oxigénio arterial, ao contrário do desequilíbrio V/Q ou da hipoventilação.