1.-Introducción

Una vez realizado el intercambio pulmonar de gases en el aparato respiratorio, y su transporte a los capilares periféricos, el siguiente proceso es garantizar la llegada o aporte de sustratos y O2 al seno de los tejidos.

El suministro o aporte de O2 (“oxigen delivery”, DO2) es la cantidad de O2 suministrado al organismo desde los pulmones. Es el producto del flujo sanguíneo total o gasto cardiaco (GC o Qt) y del contenido de O2 de la sangre arterial (CaO2) siendo habitualmente expresado en ml/min:

DO2 (ml/min) = GC x CaO2

Donde: CaO2 = Hb x sO2 x 1,34 + pO2 x 0,0031 (1,34 es la constante para obtener el oxigeno cuyo transporte está ligado a la Hb y 0,0031 es la constante para calcular el oxigeno que está diluido en el plasma). La DO2 nos informa sobre la cantidad de oxígeno que está disponible en los tejidos y que pudiera ser extraído en la unidad de tiempo.

El DO2 nos informa globalmente de la captación y transporte de O2. La captación es mediada por la ventilación pulmonar y la difusión alveolo-capilar (representada por la pO2). El transporte de O2 o su distribución es representado y/o cuantificado por la hemoglobina (Hb), la saturación arterial de O2 (sO2), la oxihemoblobina (O2Hb) y la concentración o contenido total de O2 (ctO2, es la suma del O2 unido a la Hb y el O2 físicamente disuelto en sangre).

Al llegar el O2 a la circulación capilar, se produce el fenómeno de cesión de O2, atravesando este el endotelio y su membrana basal, el líquido intersticial, la membrana celular, el citoplasma y finalmente las paredes de la mitocondria. Difunde a través de esta y finalmente reconstituirá agua con los electrones + protones= hidrógeno, procedentes de la cadena oxiredox (respiración interna). El hidrógeno usado en esta respiración interna puede considerarse el combustible ideal purificado (como el hidrógeno líquido para motores) y procede de las decarboxilaciones sucesivas en el ciclo de Krebs, estos radicales COOH- liberados en dichas reacciones generan el H y el CO2 que difunde fácilmente a sangre y se elimina facilmente por los pulmones. El efecto Böhr, descrito en los capítulos de transporte de O2 y de CO2 favorece el intercambio acoplado de O2 por CO2 en los tejidos.

 Hay que recordar que el CO2 generado en el metabolismo celular siempre es proporcional al O2 consumido en dichas reacciones, lo que se denomina tasa metabólica. La exhalación de CO2 es un reflejo exacto del O2 consumido.

Los protones transportados por la cadena oxiredox antes de formar agua son bombeados a la cara exterior de la membrana interna mitocondrial en determinados puntos o estaciones de bombeo, generando un gradiente eléctrico y de pH entre ambos lados de la membrana, lo que supone un almacenamiento de energia comparable a las presas hidraulicas. El regreso de los H+ al interior de la mitocondria tiene lugar por los puntos en que está ubicada la ATPasa que aprovecha este fljo energético para crear los dobles enlaces fosfato necesarios para la transformación de ADP en ATP(fosforilización), por lo que al conjunto se le denomina fosforilización oxidativa acoplada. Este último adjetivo significa que ambos procesos van ligados, de forma que si se paraliza la cadena respiratoria lo hace la fosforilización y viceversa.

 El paso a través de las membranas eritrocitaria, capilar, celular y mitocondrial se realiza mediante el intercambio pasivo por gradiente. El oxígeno está siempre siendo utilizado por las células y por ello la pO2 intracelular de las células de los tejidos periféricos siempre es más baja que la pO2 de los capilares. La pO2 intracelular normal varía desde un valor tan bajo como 5 mmHg hasta los 40 mmHg . Como promedio ( medición directa en animales inferiores) es de 23 mmHg. Como sólo son necesarios de 1 a 3 mmHg de presión de O2 para el soporte completo de los procesos que utilizan O2 en la célula, 23 mmHg es una presión adecuada y proporciona un factor de seguridad suficiente.


El consumo de O2 por los tejidos (VO2) es la cantidad total de oxígeno utilizado por los tejidos. El VO2 depende de la demanda de O2, es decir, de la cantidad de O2 requerida para satisfacer las necesidades metabólicas aeróbicas del organismo. En condiciones basales, el consumo de O2 iguala a la demanda, es decir:

VO2 (consumido) = VO2 (demandado)

El consumo de oxígeno de los tejidos viene expresado por la ecuación de Fick, la cual relaciona el aporte arterial de O2 (DO2 = GC x CaO2) con la cantidad de O2 transportado que no es consumido, es decir el contenido de O2 en el territorio venoso (GC x CvO2):

VO2 = GC x (CaO2 - CvO2)

Asumiendo un gasto cardiaco normal, la diferencia arteriovenosa de O2 es expresión del consumo de O2. Su valor normal equivale al 25% del contenido arterial de O2 (5´1 ml/dl = 2´3 mmol/L = 250 ml/min) para una sO2 97-75% y una pO2 100-40 mmHg.

Existen diversas circunstancias que alteran el consumo de O2. Por un lado, lo aumentarán la hipertermia, las infecciones, la taquipnea, el mayor trabajo respiratorio y el incremento de la actividad muscular (ejercicio físico, convulsiones). Por otro lado, lo disminuirán la hipotermia, la sedación y la relajación muscular (parálisis neuromuscular). El aporte de O2 debe estar equilibrado con la demanda, de forma que un aporte “normal” puede ser inadecuado por insuficiente en situaciones que conlleven consumo aumentado.

La cantidad de O2 que se puede utilizar no es ilimitada. En el caso del ejercicio físico, conforme aumenta la intensidad del mismo aumentan los requerimientos de O2 por parte de la célula muscular, pero el organismo no puede introducir ilimitadamente más y más O2, ya que llega un momento en que es imposible introducir más O2, pues bien, en ese momento, decimos que el organismo ha alcanzado el "máximo consumo de oxígeno", que se expresa como VO2 max.