Fundamento de la oxigenación hiperbárica
El fundamento de la oxigenación hiperbárica nos permite entender el como funciona esta práctica de manera adecuada en las ciencias médicas.
facultad de ciencias del deporte · medicina del deporte
mar. 29 de jun. 2021
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El fundamento de la oxigenación hiperbárica bien, podría comenzar desde la terapia de oxigenación hiperbárica (TOHB). Este es un tratamiento no invasivo, basado en dos fundamentos esenciales; la administración de oxígeno en alta concentración y el aumento de la presión atmosférica (> 1 atm). En este último se respira el oxígeno administrado dentro de una cámara hiperbárica.

El principal efecto fisiológico es la generación de hiperoxia. Esta permite mayor dilución del O2 en el plasma sanguíneo, siendo este proceso independiente de la hemoglobina. Este fenómeno ocurre basado en tres leyes físicas elementales: la ley de Henry, la ley de Dalton y la ley de Boyle. Por lo tanto, ocurre independientemente de cualquier variable y de manera sistémica.

Este proceso desencadena efectos bioquímicos en cascada, que terminan siendo procesos fisiológicos fundamentales para las aplicaciones médicas para las cuales tiene efectos beneficiosos. Si bien no se conoce la dosis exacta de oxígeno para cada patología, la UHMS definió que la presión debe ser al menos de 1,4 atm. Sin embargo, los efectos se empiezan a ver ante la presencia de hiperbaria (>1 ATA).

Esta hiperbaria genera aumento del trasporte de oxígeno plasmático que mejora su disponibilidad tisular. La TOHB se utiliza como terapia primaria en algunas patologías e intoxicaciones. Mayormente como terapia coadyuvante en patologías que cursan con inadecuado suministro de oxígeno a los tejidos, en hipoxia.

Cámaras hiperbáricas

Las cámaras hiperbáricas son dispositivos médicos donde se lleva a cabo la TOHB de manera no invasiva y segura. Esto administrando oxígeno al paciente por medio de un inhalador o mascarilla, en un ambiente bajo presión. Existen diferentes tipos de cámaras hiperbáricas, monoplaza, multiplaza, rígidas y semirrígidas. En la actualidad se encuentra de diferente tecnología y diseño, permitiendo mejorías en su manejo, portabilidad y seguridad del paciente. Los tipos de cámaras son:

  • Cámara monoplaza: es una cámara individual, el paciente puede permanecer sentado o acostado. La cámara se presuriza con aire ambiente y el paciente respira oxígeno puro a través de una mascarilla o tubo endotraqueal; aún existen algunas en las cuales la presurización se realiza con oxígeno puro, en ese caso el paciente respira el oxígeno del ambiente.
  • Cámaras multiplaza: son cámaras que por su volumen permiten realizar tratamiento entre 2 y 14 personas, según el modelo. La presencia dentro de la sesión del personal de salud y la posibilidad en algunas de ingresar con el paciente en una camilla. La cámara se presuriza con aire ambiente y el paciente respira oxígeno cercano al 100 % a través de mascarilla hermética, casco integral o tubo endotraqueal. Estas cámaras presentan un anexo presurizarle para ingresos o egresos en casos de emergencia, llamado antecámara.

Principios fisiológicos

El aumento de oxígeno en los tejidos es un proceso beneficioso para la salud. Comprendiendo que la función principal de la respiración es ingresar oxígeno al organismo para ser distribuido por el sistema circulatorio a todos los órganos y tejidos; pero para entender el mecanismo de acción de la TOHB y sus aplicaciones, es importante comprender la fisiología del oxígeno y la respiración celular.

El oxígeno es el elemento esencial para el metabolismo celular, es necesario tanto para la generación de adenosina trifosfato (ATP) en la cadena de transporte de electrones, como para la beta oxidación de los ácidos grasos. Es obtenido de la atmósfera a través de su difusión desde el gas alveolar hacia la sangre que fluye por los capilares pulmonares, desde ahí es transportado por el sistema circulatorio de dos formas, el 98 – 99 % lo hace combinado con la hemoglobina (Hb), y solo el 1 – 2 % disuelto en plasma, ambos determinan el contenido arterial de oxígeno.

Siendo la Hb el principal transportador, primero se satura a presiones normales con tan solo alcanzar PO2 de 140 mmHg, pero se podrá incrementar el disuelto en el plasma gracias al aumento de la presión atmosférica, como lo explica la ley de Henry, con lo que se puede ampliar la PO2 trasportada en la sangre gracias al incremento del volumen plasmático. Por el contrario, el dióxido de carbono (CO₂), principal gas de desecho tras la fosforilación oxidativa en los diferentes órganos y tejidos, circula en la sangre principalmente formando parte del bicarbonato (80 %), mientras que un 10 % va ligado a la Hb, estando el restante 5 – 10 % disuelto en plasma.

Bases físicas de la TOHB

El objetivo de la TOHB consiste en lograr una mayor disolución del oxígeno en el plasma, independientemente de su transporte por la hemoglobina, y la mejor llegada del mismo a los tejidos, generando una hiperoxia.

El oxígeno hiperbárico actúa como un verdadero fármaco, produciendo diferentes respuestas en función de las dosis y tiempos de administración, generando una hiperbárica efectiva a partir de 1,4 atm, esta presión es suficiente para asegurar un correcto suministro de O2 a los tejidos del organismo, a través de la difusión y penetración de O2 desde el plasma a todas las células. Los mecanismos de acción en los que se basa la TOHB se pueden resumir en dos aspectos, por un lado, el aumento de la presión ambiental per se, y en segundo lugar la elevación de las presiones parciales de oxígeno:

Efecto volumétrico

Este efecto se produce por el aumento de la presión a la cual está expuesto el organismo. A temperatura constante, la presión y el volumen de un gas están sujetos a la ley de Boyle, la cual establece que la elevación de la presión ambiental disminuye el volumen de todas las cavidades orgánicas que no están en contacto con las vías respiratorias en función proporcionalmente inversa, es decir, el volumen es inversamente proporcional a la presión.

Al aumentar la presión sobre una masa gaseosa, esta experimenta una reducción del volumen. Este efecto es reversible al restablecer el valor de la presión atmosférica, y es de utilidad para comprender la reducción del tamaño de las burbujas de un gas que pueden contener los tejidos como consecuencia de un accidente de buceo o en el embolismo gaseoso en las intervenciones quirúrgicas u otro procedimiento terapéutico.

Efecto solumétrico

El fundamento fisicoquímico de la TOHB se apoya en dos leyes físicas que describen el comportamiento de los gases. Por un lado, la ley de Dalton establece que, a una temperatura constante, la presión de una mezcla de gases es igual a la suma de las presiones parciales (Pp) de cada uno de los gases que la componen. Cada gas ejerce una presión proporcional a su fracción en el volumen total de la mezcla.

En normobárica, se repira el aire ambiente a nivel del mar a 1 atm (760 mmHg), con una concentración de O2 del 21 %, se puede calcular: PpO2: 0,21 x 760 mmHg = 160 mmHg. En ambiente hiperbárico, a por lo menos 1,45 atm, se obtendria PpO2: 0,21 x (1,45 x 760 mmHg) = 231 mmHg.

Por lo tanto, al administrar concentraciones de oxígeno cercanas al 100 % y bajo presión, se obtiene una PpO2 en el organismo, muchas veces mayor que en condiciones normales, de 950 mmHg a 1,45 atm, a medida que se eleva la presión atmosférica dentro de la cámara hiperbárica. La ley de Henry establece que, a temperatura constante, la cantidad de gas disuelta en un líquido es directamente proporcional a la presión parcial que ejerce ese gas sobre el líquido, es decir, los gases se disuelven en los líquidos cuando son sometidos a presión, haciendo que el O2 administrado en un ambiente presurizado se disuelva y difunda al plasma.

Este efecto tiene lugar una vez que aumenta la cantidad de O2 inspirado, genera un gradiente local de presión en el alveolo favoreciendo la difusión hacia el plasma. Este mecanismo es independiente de la hemoglobina (Hb) que, en condiciones fisiológicas, se encuentra casi totalmente saturada.

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