Principio de fick

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 la 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 pueden aplicarse en diversas situaciones clínicas.

En el método original de Fick, el "órgano" era el cuerpo humano entero y la sustancia marcadora era el oxígeno. La primera mención publicada fue en las actas de una conferencia del 9 de julio de 1870, de una conferencia que dio en esa conferencia; ^[1] es esta publicación la que se utiliza con más frecuencia en los artículos para citar la contribución de Fick. El principio se puede aplicar de diferentes maneras. Por ejemplo, si se conoce el flujo sanguíneo a un órgano, junto con las concentraciones arteriales y venosas de la sustancia marcadora, se puede calcular la absorción de la sustancia marcadora por el órgano. ^{[ cita requerida ]}

En el método original de Fick se miden las siguientes variables: ^[2]

• V̇O ₂ , consumo de oxígeno en ml de oxígeno gaseoso puro por minuto. Puede medirse utilizando un espirómetro dentro de un circuito cerrado de reinhalación 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 = sangre arterial )
• C _v , el contenido de oxígeno de la sangre de una cánula intravenosa (que representa sangre desoxigenada)

De estos valores sabemos que:

${\displaystyle {\ce {{\dot {V}}O2}}=(CO\times \ C_{a})-(CO\times \ C_{v})}$

dónde

• CO = Gasto cardíaco
• C _a = Contenido de oxígeno de la sangre arterial
• C _v = Contenido de oxígeno de la sangre venosa mixta

Esto nos permite decir

${\displaystyle CO={\frac {\ce {{\dot {V}}O2}}{C_{a}-C_{v}}}}$

y de esta manera calcular el gasto cardíaco.

Tenga en cuenta que ( C _a – C _v ) también se conoce como diferencia arteriovenosa de oxígeno . ^{[ cita requerida ]}

En realidad, este método rara vez se utiliza debido a la dificultad de recopilar y analizar las concentraciones de gas. Sin embargo, al utilizar un valor supuesto para el consumo de oxígeno, se puede obtener una aproximación aproximada del gasto cardíaco sin la engorrosa y lenta medición del consumo de oxígeno. Esto a veces se denomina determinación de Fick supuesta. ^{[ cita requerida ]}

Un valor comúnmente utilizado para el consumo de O ₂ en reposo es125  mL de O ₂ por minuto por metro cuadrado de superficie corporal . ^{[ cita requerida ]}

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 (gradiente) de concentración arteriovenosa de la sustancia. En la determinación del gasto cardíaco, la sustancia que se mide con más frecuencia es el contenido de oxígeno de la sangre , lo que da como resultado 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 ]}

${\displaystyle {\text{Gasto cardíaco}}={\frac {\text{consumo de oxígeno}}{\text{diferencia arteriovenosa de oxígeno}}}}$

Suponiendo que no hay cortocircuito intracardíaco, 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, la toma de muestras 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 en la sangre es un proceso sencillo. Casi todo el oxígeno de la sangre está ligado a las moléculas de hemoglobina en 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 sencillo y está fácilmente disponible para los médicos. Utilizando el hecho de que cada gramo de hemoglobina puede transportar1,34  mL de O ₂ , el contenido de oxígeno de la sangre (ya sea arterial o venosa) se puede estimar mediante la siguiente fórmula:

${\displaystyle {\text{Contenido de oxígeno en la sangre}}=\left[{\text{Hb}}\right]\left({\text{g/dl}}\right)\ \times \ 1,34\left({\text{mL}}\ {\ce {O2}}/{\text{g de Hb}}\right)\times \ O_{2}^{\text{fracción de saturación}}+\ 0,0032\ \times \ P_{{\ce {O2}}}({\text{torr}})}$

Suponiendo una concentración de hemoglobina de15  g/dL y una saturación de oxígeno del 99%, la concentración de oxígeno de la sangre arterial es de aproximadamente200  mL de O ₂ por L.

La saturación de la sangre venosa mixta es de aproximadamente el 75 % en condiciones de salud. Si se utiliza este valor en la ecuación anterior, la concentración de oxígeno de la sangre venosa mixta es de aproximadamente150  mL de O ₂ por L.

Por lo tanto, utilizando la determinación de Fick asumida, el gasto cardíaco aproximado para un hombre promedio (1,9 m3) es:

Gasto cardíaco = (125  mL O ₂ /minuto × 1,9) / (200  mL _de O2 /L −150  mL O2 /L) ₌4,75  litros por minuto

El gasto cardíaco también puede estimarse con el principio de Fick utilizando la producción de dióxido de carbono como sustancia marcadora. ^[3]

El principio también se puede utilizar en fisiología renal para calcular el flujo sanguíneo renal . ^[4]

En este contexto, no se mide el oxígeno, sino un marcador como el para-aminohipurato . Sin embargo, los principios son básicamente los mismos.

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