ANEMIA, DÉBITO CARDÍACO E CONSUMO DE OXIGÊNIO - fisiopatologia

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AULA 2 FISIOPATOLOGIA - ANEMIA, DÉBITO CARDÍACO E CONSUMO DE OXIGÊNIO
Anemia:
Não é uma doença, mas sim um sinal clinico, uma manifestação. Não adianta só tratar a anemia, precisa ir atrás do que está causando a anemia. 
Correlação da anemia com DC, pois precisa da interferência do DC, aumento desse DC para compensar a anemia, paciente acaba desenvolvendo uma cardiotoxicidade, cardiomiopatia por conta dessa anemia.
O consumo de oxigênio pela presença da anemia também irá alterar. As células, os tecidos, a microcirculação vai ter certos mecanismos para compensar o fluxo sanguíneo que não estará adequado, para entrega de O2 e retirada do CO2, devido a anemia e o papel da hemoglobina. 
DEFINIÇÃO: Deficiência de Hemoglobina no sangue que pode ser causada pela redução do número de hemácias ou pela redução do teor celular de Hemoglobina (principalmente).
Valores de hemoglobina se alteram pela idade do paciente, sexo do paciente, se é criança prematura ou não. Os valores são muito variáveis depende do valor de referência do laboratório. Mas em geral se considera anemia: menor que 13 para homens, menor que 12 ou 12,5 para mulheres. 
Débito Cardíaco:
É a quantidade de sangue bombeado para a Aorta a cada minuto pelo coração. Também é a quantidade de sangue que flui pela circulação. 
Sendo um dos fatores mais importantes que temos que considerar em relação à circulação, pois é a soma do fluxo sanguíneo para todos os tecidos do corpo.
Consumo de O2 (é o VO2):
Corresponde à quantidade de oxigênio que o organismo consome durante uma determinada intensidade de trabalho e/ou exercício.
Em casos de grandes consumos metabólicos como uma infecção/inflamação essa é a quantidade de O2 consumida pela célula para exercer sua função.
Hemoglobina:
	A hemoglobina é uma proteína presente nas hemácias do sangue, capaz de se ligar a moléculas de O2 e assim transportá-las pelo corpo. Ou seja, as hemácias transportam hemoglobina, que por sua vez irá levar O2 do pulmão para os tecidos.
Grande capacidade de ligação ao O2, principal forma que o O2 vai ser entregue aos tecidos, através da forma da oxihemoglobina, 97 a 98% vai ser carreado por ela. Fora isso tem função tampão também, no equilíbrio acidobásico. 
	O nome hemoglobina reflete sua estrutura química, pois consiste em uma estrutura globular (globina) associada a um grupo heme. (grupo heme e 4 grupos pirrólicos). 
	Este grupo é uma estrutura anelar chamada porfirina, formada por quatro unidades combinadas com um íon de ferro (Fe). 
A molécula de hemoglobina em geral é formada por duas cadeias alfa e duas cadeias beta, cada uma contêm um átomo de ferro que se ligará ao O2. 
FLUXO SANGUÍNEO:
- pressão de perfusão capilar
- Viscosidade sanguínea: tendência do líquido a resistir ao fluxo
- Sofre redução na presença de anemia e o resultante incremento da velocidade do fluxo auxilia na manutenção do transporte de O2 aos tecidos.
É extremamente importante para que consiga ter oferta adequado (DO2) e se o tecido tiver uma oferta adequada e tiver integro, não tiver alteração do metabolismo, vai ter um consumo adequado, então a taxa de extração estará adequada também. 
O que pode interferir no fluxo sanguíneo: viscosidade sanguínea, aí entra a anemia, pois em anemias importantes a viscosidade fica prejudicada e altera o fluxo, então vai sofrer redução nas anemias e pode sofrer incremento para tentar auxiliar a manutenção do transporte de O2.
CONTROLE DO FLUXO:
- O tônus das arteríolas determina a velocidade do fluxo em direção aos leitos capilares.
- Fatores que influenciam no tônus arteriolar:
 Controle Autônomo (SNA, principalmente o simpático) 
 Hormônios Circulantes (serotonina, histamina, oxido nítrico)
 Fatores Próprios do Endotélio (prostaciclina, endotelina)
 Concentração Local de Metabólicos (oxigênio, ácido lático, CO2, bicarbonato, íons hidrogênio) 
Importâncias das metarteriolas, dos esfíncteres pre capilares no controle do fluxo que podem se dilatar ou contrair para priorizar o fluxo. 
FISIOLOGIA DO TRANSPORTE DE OXIGENIO
A gente não armazena O2, tudo que a gente vai consumir precisa ser entregue naquele momento. O oxigênio é importante para geração de energia nas mitocôndrias, e fora isso manter o gradiente eletroquímico das membranas celulares, importância das contrações musculares e síntese de macromoléculas mais complexas como a glicose.
 
Nossas células são incapazes de armazenar O2 e necessitam dele para gerar energia nas mitocôndrias e sustentar forças vitais: gradiente eletroquímico das membranas celulares, contrações musculares e síntese de macromoléculas complexas.
· Além disso, lesões celulares também podem ser intensificadas por radicais livres.
A hipóxia pode causar lesão tecidual direta e devido a hipóxia o ATP pode ser bastante consumido, formando outros intermediários e até desviando a via de utilização do ATP utilizando a via anaeróbica o que interfere na manutenção da integridade das células, causando lesão ou injuria celular. E os radicais livres produzidos pela hipóxia vão levar também a lesões celulares perpetuando o processo. 
· O modo ativo de vida do homem requer uma disponibilidade abundante e contínua de O2 para a energia necessária para trabalhar e dar apoio à vida.
Transporte de Oxigênio é realizado através de várias estruturas:
Pulmões e redes capilares onde ocorre as trocas gasosas, é de lá que vem a grande quantidade de oxigênio, a hemoglobina e sistema circulatório. 
 Os três precisam estar funcionando de forma adequada para que o transporte de O2 seja adequado. Se tem deficiência em qualquer um dos três repercute na função celular. 
TRANSPORTE DE O2:
Para ter bom transporte de oxigênio precisa de controle de resistência dos vasos pré-capilares e também se tem deficiência precisa de ajustar a taxa de extração ou melhorando a oferta através da resistência dos vasos ou aumento na taxa de extração de O2 do pouco que está sendo ofertado. 
O aumento da perfusão tecidual devido à demanda aumentada por oxigênio ocorre pelos mecanismos:
· Diminuição da Resistência dos vasos pré-capilares
· Aumento na taxa de extração de O2 (TeO2).
A pressão parcial de O2 (PO2) apresenta uma queda progressiva desde o ar ambiente até o interior das células.
A medida que o ar vai andando, a PO2 vai diminuindo. A pressão parcial de O2 que sai da aorta que vai chegar nos tecidos, nos capilares tem as trocas, no interstício, células e volta pelo sistema venoso para ser entregue aos pulmões. 
DIFUSÃO RESULTANTE DE O2 PARA O SANGUE PULMONAR
Como o O2 chega no pulmão para acontecer a hematose? Quando ocorre as trocas na periferia o O2 sai do sistema venoso para chegar nos pulmões com pressão parcial bem baixa, em torno de 40. E aí, aqui ele chega lá no capilar arterial, chega no AD, VD, artéria pulmonar e chega no capilar arterial, terminal arterial para acontecer a troca. O bom transporte de oxigênio depende da boa troca gasosa e essa depende do processo de difusão e do fluxo sanguíneo. Vai chegar com pressão parcial de 40 no capilar pulmonar. PO2 vem do meio ambiente e chega ao alvéolo em torno de 104, pressão maior do que chega da periferia que chega no capilar de artéria pulmonar. Se o processo é de difusão isso vai ser trocado, 104 é o que vai sair na vênula pulmonar para chegar nas veias pulmonares, AE, VE, aorta e distribuição para todos os tecidos. Pressão que vai ser entregue para chegar no coração. 
De acordo com essas trocas na região de hematose, vai ter situações que preciso melhorar essas trocas, como no caso de exercícios físicos, exige maior transporte de O2, pois tem aumento do metabolismo. Atuação do SNA com intuito de aumentar a contratilidade, aumentar a FC, aumentar o DC para que tenha maior oferta de O2. Seja em infecção, trauma, exercício físico precisa melhorar a oferta de O2 e precisa de DC aumentado. Cardiopata que tem ICC avançado mesmo que aos mínimos esforços não tem consumo de O2 adequado para suprir as necessidades do momento daí vem os sinais e sintomas da doença.CASCATA DE OXIGENIO
· Lei de Difusão de Fick: a força do movimento é a diferença de PO2 entre os dois pontos.
· Transporte de O2 através dos capilares é facilitada por: 
· paredes mais finas
· maior superfície de contato
· baixa velocidade das hemácias circulantes
· menor distância de difusão
· Capilares: principais vasos de oxigenação tecidual.
Os capilares têm paredes mais finas, maior superfície de contato, baixa velocidade de fluxo para que as hemácias se deformem e consigam passar para entregar O2. Importância da distância de difusão, se tem aumento da distância de difusão vai prejudicar a troca. 
O sangue sai no terminal venular para ser entregue para região esquerda do coração com pressão de 104 mmHg, no alvéolo. Vem pelas veias pulmonares, chega no AE e também no AE chega o sangue derivado (que vem da aorta, das artérias brônquicas e do parênquima pulmonar), vai ocorrer mistura do sangue com pressão de 104 com o sangue derivado que não foi oxigenado por isso vai sofrer um decréscimo da pressão que vai passar para 95 mmHg, por isso, que a PO2 vai cair um pouco. Essa PO2 que vai chegar na periferia, nos capilares, para fazer as trocas teciduais e celulares. 
Terminal arterial capilar com PO2 de 95 mmHg, nas células tem PO2 mais baixa pois está consumindo e à medida que ocorre as trocas forma o PO2 de 40 mmHg que vai sair no terminal venoso do capilar para retornar ao pulmão e ser oxigenado novamente. Em situações que o metabolismo esteja aumentado esse valor de PO2 pode ser menor. Na sepse quando faz coleta do cateter central, vai ter saturação de O2 na maioria dos choques, a saturação vai estar baixa por conta do consumo aumentado. 
Consumo e velocidade do fluxo interfere no PO2. Relação da PO2 do liquido intersticial com fluxo sanguíneo, se a forma de consumo está adequada o que pode interferir é a velocidade. Se eu aumento o fluxo sanguíneo mais O2 vai ser ofertado, se eu diminuo o fluxo sanguíneo vai diminuir do A ponto ótimo para o ponto C. O consumo também interfere. Se tenho 4 vezes o consumo normal a minha PO2 vai cair, no terminal venoso sai com valores menores. Em situações que diminui o consumo, PO2 vai sair com valor maior, exemplo no choque séptico em fases iniciais tem aumento do DC, aumento do fluxo, mas tem deficiência da taxa de extração então o consumo vai diminuir e a PO2 pode sair mais alta do que deveria no terminal venoso. Lembrar que a PO2 tecidual é determinada pelo balanço da intensidade do transporte de O2 para os tecidos e intensidade da utilização de oxigênio (VO2). 
DIFUSÃO RESULTANTE DE CO2 PARA AR ALVEOLAR
Em relação ao CO2 a dinâmica é a mesma, mas os valores são diferentes. Sempre tem que lembrar que o CO2 se difunde muito mais rápido do que o O2. No alvéolo para acontecer a troca chega no terminal arterial em torno de 45, acontecem as trocas, difusão, e no terminal venoso vai sair com pressão de 40 mmHg para chegar aos tecidos, a curva é uma parábola descendente ao contrário do O2. 
O fluxo, a pressão de CO2 vai interferir também na dinâmica da célula, no funcionamento da microcirculação. Em situações que tem aumento do metabolismo, mais O2 vai precisar consumir, então vai produzir mais CO2, a PCO2 vai tender a aumentar. 
Se o metabolismo estiver normal, o fluxo sanguíneo que pode interferir. Se tenho aumento do fluxo sanguíneo vou lavar mais CO2 e vai tender a um valor entre aspas normal. Com a redução do fluxo tende a aumentar PCO2 pois mais CO2 vai ficar naquele local, menos vai ser lavado. 
TRANSPORTE DE OXIGÊNIO NO SANGUE 
· Quase todo O2 transportado pelo sangue está de forma reversível ligado à hemoglobina contida dentro das hemácias 
· Portanto, o movimento das hemácias representa uma forma importante de transporte de O2
· PaO2 é que vai determinar a quantidade de O2 carregado pela Hemoglobina, portanto, o conteúdo arterial de O2 (CaO2).
Hemoglobina sozinha, sem O2, a primeira molécula que vai se ligar a ela não vai ser tão fácil, não vai ser tão afim, vai precisar da atuação da DPG3 (NÃO TENHO CERTEZA) atuando para acontecer a ligação, vai precisar cair os níveis para que aconteça. A primeira molécula de O2 se ligando a hemoglobina facilita muito a ligação com demais moléculas e assim o O2 ser transportado.
A pressão parcial de O2 é que vai determinar a quantidade de O2 que vai ser carreada. Situações que tem baixa pressão de O2 a hemoglobina vai ser obrigada a liberar O2 para suprir as necessidades. Se tem conteúdo arterial de O2 adequado tem oferta adequado. Hemoglobina na faixa adequada, saturação de hemoglobina adequada e pressão que o gás exerce se tiver adequado contribui para que o conteúdo arterial seja adequado.
Curva de saturação de hemoglobina. Um dos paramentos que olha na gasometria, relação de PO2 com saturação de hemoglobina (quanto dela que esta ligada ao oxigênio). Tem 0 de pressão de O2 e vai caminhando. No sangue oxigenado que deixa os pulmões sai em torno de 104 a PO2, se pega o eixo nesse valor e joga na curva quase chega nos 100 %, em torno de 98, 99 que é a saturação, oximetro no paciente, é a relação do PO2 com a quantidade de hemoglobina que está ligado a ele.
No sangue que veio dos tecidos, sangue reduzido com PO2 em torno de 40, quando joga na curva vai dar saturação em torno de 70, dentro da parte onde ocorre as trocas gasosas, na área pulmonar, vai ter variação de 70 ate 95, 96, 97, vai estar nessa faixa. 
É um parâmetro clinico ajuda a avaliar o paciente, há situações que desviam essa curva para esquerda e outras para direita. Oximetro que coloca na ponta do dedo é um parâmetro não invasivo que infere isso. Saturação em torno de 90 pensa que a PO2 esta em torno de 80, bem mais reduzida do que eu esperaria, já infere que tem algo prejudicando essa troca como um processo infeccioso e assim tem hipoxemia, precisa investigar o que esta acontecendo com paciente. 
Essa curva mostra o sangue venoso normal e sangue arterial normal, dos 70 ate 98 ou 97. Mostra que situações que aumente o metabolismo vão ter consumo maior de O2, vai sair valor menor de PO2 no capilar venoso e vai chegar valor menor, durante o exercício. Vai ter região para voltar ao valor ideal maior, zona de troca maior. O corpo consegue fazer, o processo de difusão. Consegue corrigir, apesar do tamanho do consumo da periferia. Essa curva é importante para avaliar atletas e pacientes doentes também. 
· Forma Bicôncava: permite expansão de volume e redução nas distâncias de difusão extracelular 
· Membrana Hemácia é permeável a H2O, CO2 e O2
· É a hemoglobina dentro da hemácia que se combina com O2, o transportando aos tecidos, sendo capaz de se combinar com 4 moléculas de O2.
Figura: alvéolo, O2, PO2 alta que veio do meio ambiente, membrana, endotélio capilar, acontece a troca vai se ligar a hemoglobina em grande parte 97 a 98% para ser levada aos tecidos, uma parte ate 3 % vai ser dissolvida no plasma e vai ser importante em situações de hiperoxida (NÃO TENHO CERTEZA SE É ESSA PALAVRA), nas câmeras hiperbáricas, nos mergulhos em grandes profundidades que vai conseguir manter adequado a PO2, pois tem limite. Nas células a hemoglobina vai liberar o O2 e o O2 que veio dissolvido no plasma também vai participar do processo. 
Outro papel da hemoglobina. Processo de tampão, equilíbrio acidobásico. Vai estabilizar a pressão do oxigênio dos tecidos, não só do oxigênio mas também do dióxido de carbono.
Famosa curva. Figura muito importante para provas, até de residência. Situações que levam ao aumento do metabolismo levam a consumo maior de O2, po2 vai diminuir e curva vai desviar para direita. Desvia para direita quando aumenta o metabolismo como febre, exercício físico, doenças, inflamações, infecções, IRA. Produz mais CO2, produzo mais ions H, produzo energia que está relacionado com temperatura, o difosfato glicerol quando está em alta quantidade ajuda a hemoglobina a liberar o O2. Quando desvio para direita são situações que necessito mais na periferia de O2, hemoglobina tem que perder afinidade com O2 para liberar O2.
Ph normal em média éde 7,4, o que causa desvio a direita é mais ions H, acidose respiratória (CO2 elevado), acidose metabólica, aumento de temperatura e aumento da DPG e vai fazer com que Ph diminua. A saturação da hemoglobina vai cair, mais O2 vai ser liberado e menos hemoglobina vai estar saturada pelo O2.
 
Situações que aumente o PH, é o contrário, como redução dos ions H, CO2 diminuído, hipotermia faz com que tenha mais afinidade entre hemoglobina e oxigênio, e faz com que libere menos O2. Isso acontece após troca no capilar venoso do pulmão, quando for sair, vai diminuir CO2, pois mais CO2 passa para alvéolo ou então vai se ligar ao H e produzir CO2, consumo H e faz com o O2 se ligue a hemoglobina com grande afinidade para ser entregue aos tecidos, esse é o famoso efeito Bohr. Importante esse efeito Bohr no transporte de O2 tanto na periferia como no pulmão. 
Em relação a PCO2, é a mesma coisa. PCO2 em torno de 40. Situações em que fazem com que a PO2 aumente, o consumo celular aumente e produza mais CO2, faz com que saturação de hemoglobina caia, para liberar mais O2 para aquela região e suprir as demandas daquela região. 
Mostra a queda do PO2, o que causa essa queda é CO2 aumentado, H aumentado, para acontecer essa difusão na hemácia e todas as reações que acontecem em relação ao CO2, a atuação da Anidrase carbônica e mais O2 sendo liberado da hemoglobina para responder a esse aumento de CO2.
Alcalose respiratória vai lavar CO2 vai ter baixa pressão de CO2. 
FIGURA: Papel da proteína 2,3 DPG quando presente em quantidade normal faz com que hemoglobina funciona de forma adequada liberando o O2. Situações em que ela esteja diminuída como em grandes transfusões, quando o sangue não é aquecido ela diminui sua função e não permite que a hemoglobina libere o O2, por isso é importante o soro aquecido no trauma por exemplo. 
METABOLISMO DO OXIGÊNIO PELAS CÉLULAS 
· O principal fator limitante para o metabolismo aeróbio: concentração de ADP. Se tem consumo de O2, consumo ATP e o produto é ADP. 
· O consumo de O2 só irá aumentar se a concentração de ADP intracelular aumentar, significado de aumento nas necessidades de energia, por consumo aumentado de ATP celular 
· Quando o O2 é consumido pelas células, a maior parte dele se torna CO2, com aumento do PCO2 intracelular 
Gráfico mostra PO2 intracelular e a utilização de O2, tem ADP no nível normal, célula funcionando de forma adequada. Se tem maior utilização de O2, precisa de energia e consume mais ATP, produz mais ADP. Em situações de hipotermia, diminuição da necessidade do consumo eu preservo, menos ATP vai ser quebrado, curva vai estar diminuída. 
A velocidade de difusão das moléculas e o fluxo sanguíneo também irão interferir. 
Tem 3 formas de transportar o CO2, ou ele vem dissovildo no plasma em torno de 7 por cento, ou ele vem combiando com a hemoglobina que é a carbaminohemoglobina em torno de 20 a 30% ou na principal forma que é a forma do bicarbonato. Libera CO2 reage na hemoglobina com as moleculas de agua forma acido carbonico e a anidrase carbonica catalisa na formação de ions H e bicarbonato. CO2 vai ser trocado numa recao de bomba de transporte com o cloreto.
Em situações que tem grande quantidade de CO2, produz muito ions H e as vezes o bicarbonato produzido não vai ser necessario para tamponar todos esses ions H. E ai quando faz a gasometria, no caso de acidose metabolica pronunciada tem bicarbonato em valores muito reduzidos. 
O CO2 é muito importante também. tudo que falamos sobre transporte. Efeito muito falado tambem é o efeito Haldane, troca do CO2 no pulmão, PO2 em torno de 40 e PCO2 em torno de 45 acontece as trocas, hematose e traz pro nivel adequado para ser distribuido que é o ponto B, que vai ser PCO2 em torno de 40 e PO2 em torono de 100 a 104. Esse efeito vai duplicar quantidade de CO2 liberado pelos pulmões, vai interargir com os ions H para mais CO2 ser liberado pelo alveolo e vai permitir que CO2 seja dissociado da hemoglobina, para dar mais espaço para O2 se ligar a ela e esse CO2 solto vai ser liberado para alveolo. 
 
Situações em haja Shunt vai ter prejuízo da oferta de O2 e remoção de CO2. Baixa concentração de hemoglobina como em anemias vai haver prejuízo da oferta de O2, em casos de aumento de concentração também, em casos policitemia aumenta a viscosidade do sangue, eventos trombóticos e fluxo vai estar prejudicado também. 
RESPONDENDO AS DÚVIDAS: 
Temos dois efeitos, o efeito Bohr que interfere no transporte de oxigenio, curva de dissociação de oxigenio, tem o desvio para direita e para esquerda, ocorre na periferia ou no pulmao. 
Já o efeito haldane é em relação a curva de CO2, metabolismo do CO2, é o desligamento de CO2 da molecula de hemoglobina, para facilitar espaço para o O2, para transporte adequado de CO2 e de O2 também. O sangue que vem da periferia e chega no pulmao chega com PCO2 em torno de 45 (ponto A), o oxigenio que chega junto com ele, PO2 vai estar em torno de 40 (pressão de O2). Efeito haldane está relacionado com a questão do CO2. O sangue que veio da periferia e chega no pulmão para ser trocado, chega com PCO2 em torno de 45. Concentração de CO2 é maior do sangue que veio da periferia que no alvéolo o que favorece para que haja passagem do capilar para o alveolo, pois é difusao, outra coisa a pressão de CO2 aumentada vai se desligar da hemoglobina e abre um setor para se ligar ao oxigenio, maior adesão de oxigenio a hemoglobina é o primeiro efeito. O segundo: a medida que o oxigenio se liga a hemoglobina, atua commacido forte, libera ions H que reagem com bicarbonato, produzindo mais CO2, passagem de CO2 do capilar para alveolo e passagem do oxigenio do capilar para alveolo e favorece ligação do oxigênio a hemoglobina.