Transporte de Oxigênio e Diferença Artério-Venosa

O oxigênio captado nos pulmões deve ser transportado no sangue e entregue aos músculos em atividade, onde é extraído do sangue circulante. A diferença artério-venosa de oxigênio mede a quantidade de oxigênio que os tecidos removem de cada unidade de sangue e, juntamente com o débito cardíaco, determina o consumo de oxigênio de todo o corpo. Este tópico acompanha o oxigênio ao longo de sua via de transporte e explica como a entrega e a extração aumentam durante o exercício.

Definition

A diferença artério-venosa de oxigênio é a diferença no conteúdo de oxigênio entre o sangue arterial e o sangue venoso misto; pelo princípio de Fick, o consumo de oxigênio é igual ao débito cardíaco multiplicado por essa diferença, de modo que o consumo de oxigênio durante o exercício aumenta por meio de elevações tanto no fluxo sanguíneo quanto na extração de oxigênio.

Scope

Este tópico abrange a cascata de transporte de oxigênio dos pulmões às mitocôndrias, o princípio de Fick que relaciona o consumo de oxigênio ao débito cardíaco e à diferença artério-venosa de oxigênio, o alargamento dessa diferença à medida que o músculo extrai mais oxigênio durante o exercício e os determinantes do consumo máximo de oxigênio. É uma entrada de referência e educacional, não uma avaliação clínica ou de treinamento.

Core questions

• Como o oxigênio é transportado dos pulmões para o músculo em atividade?
• Como o débito cardíaco e a diferença artério-venosa de oxigênio, juntos, estabelecem o consumo de oxigênio?
• Por que a diferença artério-venosa de oxigênio se alarga durante o exercício?
• O que determina a taxa máxima de consumo de oxigênio?

Key concepts

• Princípio de Fick
• Cascata de transporte de oxigênio
• Diferença artério-venosa de oxigênio
• Entrega de oxigênio (débito cardíaco x conteúdo arterial de oxigênio)
• Extração de oxigênio
• Consumo máximo de oxigênio (VO2max)
• Curva de dissociação da oxi-hemoglobina

Mechanisms

O oxigênio se move ao longo de uma cascata de pressões parciais decrescentes, do gás alveolar para o sangue capilar pulmonar, através da circulação sistêmica, e para o músculo até as mitocôndrias. O consumo de oxigênio de todo o corpo é descrito pelo princípio de Fick como o produto do débito cardíaco e da diferença artério-venosa de oxigênio (Stringer 1997). Durante o exercício, ambos os fatores aumentam: o débito cardíaco eleva-se por meio de maior frequência cardíaca e volume sistólico, enquanto o músculo em atividade extrai mais oxigênio de cada unidade de sangue, diminuindo o conteúdo de oxigênio venoso e ampliando a diferença artério-venosa. A extração é auxiliada por um desvio para a direita da curva de dissociação da oxi-hemoglobina no ambiente quente, ácido e com alto teor de dióxido de carbono do músculo ativo, o que libera o oxigênio mais prontamente. O consumo máximo de oxigênio atingido no esgotamento reflete a capacidade integrada dessa via de transporte, com o débito cardíaco e a difusão e utilização de oxigênio muscular contribuindo para seu limite (Wagner 1996), e a velocidade com que o consumo de oxigênio aumenta no início do trabalho reflete a dinâmica desse sistema (Whipp 1972).

Clinical relevance

O consumo de oxigênio, o débito cardíaco e a diferença artério-venosa de oxigênio são variáveis centrais nos testes de exercício cardiopulmonar e na compreensão de por que condições cardíacas, pulmonares e hematológicas reduzem a capacidade de exercício. Esta entrada apresenta a fisiologia normal para referência e não é uma base para diagnóstico ou tratamento individual.

Evidence & guidelines

A descrição baseia-se em estudos humanos que medem o consumo de oxigênio, o débito cardíaco e o conteúdo de oxigênio no sangue durante o exercício, e em análises integrativas dos determinantes do transporte máximo de oxigênio, sintetizadas em revisões e livros didáticos de fisiologia (Wagner 1996; Stringer 1997; livro-texto de West). A evidência é mecanicista e observacional.

History

A estrutura para o transporte de oxigênio remonta ao princípio de Adolf Fick, do século XIX, que relaciona o consumo de oxigênio ao fluxo sanguíneo e à diferença artério-venosa de oxigênio. A fisiologia do exercício do século XX mediu essas variáveis em diferentes intensidades de trabalho e desenvolveu modelos integrativos dos limites para o consumo máximo de oxigênio (Wagner 1996; Stringer 1997).

Debates

O que limita o consumo máximo de oxigênio?

Tem sido debatido se o limite máximo do consumo de oxigênio é estabelecido principalmente pela entrega central de oxigênio (débito cardíaco e conteúdo arterial de oxigênio) ou pela difusão e utilização periférica no músculo, com análises integrativas apontando para contribuições de várias etapas da cascata de transporte.

Key figures

• Peter D. Wagner
• Karlman Wasserman
• Brian J. Whipp
• William W. Stringer
• August Krogh

Seminal works

• wagner-1996
• stringer-1997

Frequently asked questions

O que a diferença artério-venosa de oxigênio nos diz?

Ela indica quanto oxigênio os tecidos extraem de cada unidade de sangue; uma diferença maior durante o exercício significa que os músculos estão removendo mais do oxigênio que o sangue entrega.

Como o consumo de oxigênio aumenta tanto durante o exercício?

Pelo princípio de Fick, o consumo de oxigênio é o débito cardíaco vezes a diferença artério-venosa de oxigênio, e durante o exercício ambos aumentam: o coração bombeia mais sangue e os músculos extraem uma fração maior do oxigênio que ele transporta.