Perfusão e Oxigenação Tecidual

A perfusão tecidual é o fornecimento de sangue através da rede capilar para as células de um tecido, e a oxigenação é a transferência resultante de oxigénio desse sangue para as mitocôndrias. A oxigenação adequada depende não só da quantidade de sangue que flui, mas também de como este é distribuído entre os capilares e da distância de difusão entre os vasos perfundidos e as células que eles suprem.

Definition

Perfusão e oxigenação tecidual referem-se ao fornecimento de sangue ao leito capilar de um tecido e à transferência difusiva de oxigénio desse sangue para as células, determinada conjuntamente pelo fluxo sanguíneo, conteúdo de oxigénio, geometria capilar e distância de difusão.

Scope

Este tópico aborda como o oxigénio se move do sangue capilar para o tecido, a relação geométrica entre os capilares e as células que eles servem (o modelo de Krogh), os determinantes da entrega de oxigénio e conceitos como densidade capilar, tempo de trânsito e recrutamento. Trata o controlo local do tónus arteriolar que ajusta o fluxo como um tópico relacionado.

Core questions

• Como o oxigénio se move do sangue capilar para as mitocôndrias das células teciduais?
• Que relação geométrica entre capilares e células determina se o tecido é adequadamente oxigenado?
• O que determina a entrega de oxigénio e como o fluxo e o conteúdo de oxigénio contribuem?
• Como a densidade capilar, o tempo de trânsito e o recrutamento afetam a oxigenação?

Key concepts

• Difusão de oxigénio do capilar para as mitocôndrias
• Cilindro de Krogh e distância intercapilar
• Entrega de oxigénio (fluxo vezes o conteúdo arterial de oxigénio)
• Extração de oxigénio e tensão de oxigénio tecidual
• Densidade capilar e área de superfície
• Tempo de trânsito capilar e heterogeneidade do fluxo
• Recrutamento capilar

Key theories

Modelo de cilindro de Krogh para a oxigenação tecidual

Krogh modelou o tecido como cilindros de células, cada um suprido por um único capilar central, com o oxigénio difundindo-se radialmente para fora, seguindo um gradiente de pressão parcial decrescente; o modelo relaciona o espaçamento capilar, o consumo de oxigénio e a difusão com a tensão de oxigénio alcançada nas células mais distantes.

Mechanisms

O oxigénio transportado pela hemoglobina é libertado nos capilares à medida que a tensão de oxigénio no sangue diminui, e então difunde-se, seguindo o seu gradiente de pressão parcial, através da parede capilar e do interstício até às mitocôndrias. A análise de Krogh considera cada capilar como suprindo um cilindro circundante de tecido, de modo que a tensão de oxigénio nas células mais distantes de um capilar depende da distância intercapilar, do consumo de oxigénio e do coeficiente de difusão. A entrega global de oxigénio a um tecido é o produto do fluxo sanguíneo e do conteúdo arterial de oxigénio; a fração extraída aumenta à medida que a demanda cresce. Além da entrega em massa, a distribuição do fluxo é importante: tempos de trânsito capilar heterogéneos e o recrutamento de capilares perfundidos adicionais alteram a área de superfície efetiva e a eficiência com que o oxigénio entregue atinge as células.

Clinical relevance

Os princípios de perfusão e oxigenação fundamentam a compreensão de como os tecidos respondem ao aumento da demanda ou à redução do suprimento sanguíneo, e por que simplesmente aumentar o fluxo total pode não garantir oxigenação adequada se a sua distribuição estiver comprometida. Esta é fisiologia de referência e não é uma base para diagnóstico ou tratamento.

Evidence & guidelines

O material baseia-se na fisiologia clássica e moderna, em vez de diretrizes clínicas; o modelo de difusão de Krogh é o fundamento histórico, e as revisões de Pittman sobre o transporte microvascular de oxigénio, juntamente com a reavaliação centenária de Ostergaard sobre o recrutamento capilar, representam a síntese contemporânea.

History

O estudo de August Krogh de 1919 sobre a difusão de gases através do tecido, e o modelo de cilindro a ele associado, fundou o estudo quantitativo da oxigenação tecidual e contribuiu para o seu trabalho reconhecido com o Nobel sobre a regulação capilar. A fisiologia do século XX refinou as medições da tensão e entrega de oxigénio, e as revisões de Pittman consolidaram o transporte microvascular de oxigénio; um século após Krogh, Ostergaard reformulou o papel da heterogeneidade do tempo de trânsito capilar e do recrutamento na determinação da oxigenação tecidual.

Debates

O recrutamento capilar aumenta a oxigenação, ou a redistribuição do fluxo é mais importante?

Se os tecidos aumentam o suprimento de oxigénio principalmente recrutando capilares previamente não perfundidos ou alterando a distribuição e heterogeneidade do fluxo através de vasos já perfundidos tem sido debatido desde Krogh; análises recentes enfatizam a heterogeneidade do tempo de trânsito juntamente com o recrutamento clássico.

Key figures

• August Krogh
• Roland Pittman
• Leif Ostergaard

Seminal works

• krogh-1919
• pittman-2013

Frequently asked questions

O que é o modelo de cilindro de Krogh?

Um modelo que descreve o tecido como cilindros de células, cada um suprido por um capilar central, com o oxigénio difundindo-se para fora, seguindo um gradiente de pressão parcial decrescente; ele relaciona o espaçamento capilar e o consumo de oxigénio com a tensão de oxigénio alcançada pelas células mais distantes.

O que determina a entrega de oxigénio a um tecido?

A entrega de oxigénio é o produto do fluxo sanguíneo e do conteúdo de oxigénio do sangue arterial; a eficácia com que esse oxigénio entregue atinge as células também depende da densidade capilar, da distância de difusão e da distribuição do fluxo entre os capilares.