El principio de Fick establece que el flujo sanguíneo a un órgano se puede calcular utilizando una sustancia marcadora si se conoce la siguiente información:
- Cantidad de sustancia marcadora absorbida por el órgano por unidad de tiempo
- Concentración de sustancia marcadora en la sangre arterial que irriga el órgano.
- Concentración de sustancia marcadora en sangre venosa que sale del órgano.
Desarrollado por Adolf Eugen Fick (1829-1901), el principio de Fick se ha aplicado a la medición del gasto cardíaco . Sus principios subyacentes también se pueden aplicar en una variedad de situaciones clínicas.
En el método original de Fick, el "órgano" era todo el cuerpo humano y la sustancia marcadora era el oxígeno. La primera mención publicada fue en las actas de la conferencia del 9 de julio de 1870 de una conferencia que dio en esa conferencia; [1] es esta publicación la que los artículos utilizan con mayor frecuencia para citar la contribución de Fick. El principio puede aplicarse de diferentes maneras. Por ejemplo, si se conoce el flujo sanguíneo a un órgano, junto con las concentraciones arterial y venosa de la sustancia marcadora, se puede calcular la absorción de la sustancia marcadora por el órgano. [ cita requerida ]
Variables
En el método original de Fick, se miden las siguientes variables: [2]
- VO 2 , consumo de oxígeno en ml de oxígeno gaseoso puro por minuto. Esto puede medirse usando un espirómetro dentro de un circuito de reinhalación cerrado que incorpore un absorbedor de CO 2.
- C a , el contenido de oxígeno de la sangre extraída de la vena pulmonar (que representa sangre oxigenada) [3]
- C v , el contenido de oxígeno de la sangre de una cánula intravenosa (que representa sangre desoxigenada)
Ecuación
A partir de estos valores, sabemos que:
dónde
- CO = gasto cardíaco
- C a = contenido de oxígeno de la sangre arterial
- C v = Contenido de oxígeno de sangre venosa mixta
Esto nos permite decir
y por tanto calcular el gasto cardíaco.
Tenga en cuenta que (C a - C v ) también se conoce como diferencia arteriovenosa de oxígeno . [4]
Determinación asumida de Fick
En realidad, este método rara vez se usa debido a la dificultad de recolectar y analizar las concentraciones de gas. Sin embargo, al utilizar un valor supuesto para el consumo de oxígeno, el gasto cardíaco se puede aproximar mucho sin la engorrosa y lenta medición del consumo de oxígeno. Esto a veces se denomina determinación de Fick asumida. [ cita requerida ]
Un valor comúnmente utilizado para el consumo de O 2 en reposo es 125 ml de O 2 por minuto por metro cuadrado de superficie corporal .
Principios subyacentes
El principio de Fick se basa en la observación de que la absorción (o liberación) total de una sustancia por los tejidos periféricos es igual al producto del flujo sanguíneo a los tejidos periféricos y la diferencia de concentración arterial-venosa (gradiente) de la sustancia. En la determinación del gasto cardíaco, la sustancia que se mide con mayor frecuencia es el contenido de oxígeno de la sangre, lo que da la diferencia de oxígeno arteriovenoso, y el flujo calculado es el flujo a través del sistema pulmonar. Esto proporciona una forma sencilla de calcular el gasto cardíaco: [ cita requerida ]
Suponiendo que no hay derivación intracardíaca, el flujo sanguíneo pulmonar es igual al flujo sanguíneo sistémico. La medición del contenido de oxígeno arterial y venoso de la sangre implica la toma de muestras de sangre de la arteria pulmonar (bajo contenido de oxígeno) y de la vena pulmonar (alto contenido de oxígeno). En la práctica, el muestreo de sangre arterial periférica es un sustituto de la sangre venosa pulmonar. La determinación del consumo de oxígeno de los tejidos periféricos es más compleja.
El cálculo de la concentración de oxígeno arterial y venoso de la sangre es un proceso sencillo. Casi todo el oxígeno de la sangre está unido a las moléculas de hemoglobina de los glóbulos rojos . Medir el contenido de hemoglobina en la sangre y el porcentaje de saturación de hemoglobina (la saturación de oxígeno de la sangre) es un proceso simple y está fácilmente disponible para los médicos. Utilizando el hecho de que cada gramo de hemoglobina puede transportar 1,34 ml de O 2 , el contenido de oxígeno de la sangre (arterial o venosa) se puede estimar mediante la siguiente fórmula:
Suponiendo una concentración de hemoglobina de 15 g / dl y una saturación de oxígeno del 99%, la concentración de oxígeno en la sangre arterial es de aproximadamente 200 ml de O 2 por L.
La saturación de sangre venosa mixta es aproximadamente del 75% en salud. Usando este valor en la ecuación anterior, la concentración de oxígeno de la sangre venosa mixta es de aproximadamente 150 ml de O 2 por L.
Por lo tanto, utilizando la determinación de Fick supuesta, el gasto cardíaco aproximado para un hombre promedio (1,9 m²) es:
Gasto cardíaco = (125 ml O 2 / minuto x 1,9) / (200 ml O 2 / L - 150 ml O 2 / L) = 4,75 L / minuto
El gasto cardíaco también se puede estimar con el principio de Fick utilizando la producción de dióxido de carbono como sustancia marcadora. [5]
Uso en fisiología renal
El principio también se puede utilizar en fisiología renal para calcular el flujo sanguíneo renal . [6]
En este contexto, no se mide el oxígeno, sino un marcador como el paraaminohipurato . Sin embargo, los principios son esencialmente los mismos.
Referencias
- ^ Fick, Adolf (9 de julio de 1870). "Ueber die Messung dea Blutquantums in den Herzventrikela" . Verhandlungen der Physikalisch-medizinische Gesellschaft zu Würzburg (en alemán). 2 : XVI – XVII . Consultado el 24 de octubre de 2017 . NB: el resumen de su principio se encuentra en el punto (4) del procedimiento.
- ^ Nosek, Thomas M. "Sección 3 / 3ch5 / s3ch5_3" . Fundamentos de la fisiología humana . Archivado desde el original el 24 de marzo de 2016. - "Medición indirecta del gasto cardíaco"
- ^ Sangre arterial
- ^ "Diferencia de oxígeno arteriovenoso" . Medicina del Deporte, Ciencias del Deporte y Kinesiología . Net Industries y sus licenciantes. 2011. Archivado desde el original el 12 de junio de 2011 . Consultado el 30 de abril de 2011 .
- ^ Cuschieri, J; Rivers, EP; Donnino, MW; Katilius, M; Jacobsen, G; Nguyen, HB; Pamukov, N; Horst, HM (junio de 2005). "Diferencia de dióxido de carbono venoso-arterial central como indicador de índice cardíaco". Medicina de cuidados intensivos . 31 (6): 818-22. doi : 10.1007 / s00134-005-2602-8 . PMID 15803301 .
- ^ Nosek, Thomas M. "Sección 7 / 7ch04 / 7ch04p27" . Fundamentos de la fisiología humana . Archivado desde el original el 24 de marzo de 2016. - "Medición del flujo sanguíneo renal: principio de Fick"