Causas y mecanismos de la lesión enzimática
El eslabón principal de la hipoxia tisular es la alteración de la respiración celular y la disminución de la actividad enzimática. Esto ocurre bajo la influencia de varios factores:
- Inhibidores de la cadena respiratoria: bloqueo de los complejos por cianuros, monóxido de carbono (CO), azidas, antimicina A y barbitúricos.
- Cambios físico-químicos: fluctuaciones de temperatura, alteraciones en la composición de electrolitos y del pH intracelular.
- Déficit de cofactores: hipovitaminosis y alteraciones del metabolismo mineral.
Como resultado, las células pierden la capacidad de captar oxígeno de la sangre. Esto se acompaña de una disminución de la diferencia arteriovenosa ($C_{a-v}O_2$) y una caída en el nivel general del pH sanguíneo.
Alteración de la composición de gases en sangre
En la forma clásica de hipoxia tisular, los parámetros de gases en la sangre arterial se mantienen dentro de los límites normales. Sin embargo, los cambios en la sangre venosa son específicos y reflejan la incapacidad de los tejidos para asimilar el oxígeno:
| Parámetro | Parámetro | Dirección de los cambios |
|---|---|---|
| Presión parcial de $O_2$ en vena | $P_v O_2$ | ↑ Aumentada |
| Saturación de $O_2$ en vena | $S_v O_2$ | ↑ Aumentada |
| Contenido de $O_2$ en vena | $C_v O_2$ | ↑ Aumentada |
| Diferencia arteriovenosa | $C_{a-v} O_2$ | ↓ Disminuida |
Este estado se denomina «arterialización» de la sangre venosa, ya que la sangre que fluye desde los tejidos mantiene altos parámetros de oxígeno.
Desacoplamiento de la fosforilación oxidativa
Una variante especial de la alteración del metabolismo energético celular es el desacoplamiento de la oxidación y la fosforilación en las mitocondrias. En este proceso, los complejos de la cadena respiratoria funcionan intensamente y el consumo de oxígeno aumenta drásticamente, pero la síntesis de ATP no se incrementa.
- Colapso energético: la mayor parte de la energía se disipa en forma de calor, provocando hipertermia.
- Desacopladores endógenos: exceso de iones de calcio, ácidos grasos libres, proteína termogenina y hormonas tiroideas (tiroxina, triyodotironina).
- Desacopladores exógenos: 2,4-dinitrofenol, dicumarol, pentaclorofenol y gramicidina.
Tipos de sustrato y de sobrecarga
La patología de la oxidación biológica también puede desarrollarse según otros escenarios donde el suministro de oxígeno no está alterado:
- Tipo de sustrato: se produce debido al déficit de sustratos de oxidación (más frecuentemente glucosa). Conduce a una caída en los niveles de ATP, fosfocreatina y a la alteración del potencial de membrana celular.
- Tipo de sobrecarga: se desarrolla con la función excesiva de un órgano en el contexto de un suministro sanguíneo insuficiente. La tasa de consumo de ATP supera la tasa de resíntesis, lo que lleva a una insuficiencia energética pronunciada.
En resumen: respuestas a preguntas sobre el tema
¿Qué enzimas o complejos específicos de la cadena respiratoria son bloqueados por los cianuros?
Los cianuros bloquean la sección terminal de la cadena de transporte de electrones: el Complejo IV.
- Enzima inhibida: citocromo c oxidasa (o citocromo oxidasa).
- El anión cianuro se une al hierro férrico ($Fe^{3+}$) en el grupo hemo $a_3$ de la citocromo oxidasa.
Debido al bloqueo del Complejo IV, los tejidos no pueden consumir oxígeno de la sangre. La sangre venosa permanece oxigenada ($HbO_2$), conserva un color rojo brillante, es decir, se produce la arterialización de la sangre venosa. Se desarrolla hipoxia tisular o histotóxica; las células del sistema nervioso central mueren por falta de ATP a pesar de la presencia de oxígeno en la sangre.
¿El déficit de qué vitaminas específicas conduce al desarrollo de hipoxia tisular debido a la falta de cofactores?
Las fuentes indican hipovitaminosis de las vitaminas $B_1$, $B_2$ y $PP$.
Su déficit pertenece a las formas tisulares de estados hipoenergéticos: se altera el trabajo de las enzimas de la cadena respiratoria y de las vías comunes del catabolismo, lo que se asocia con una disminución en la síntesis de ATP.
Específicamente para el déficit de $B_1$ se indica: puede causar disfunción del complejo piruvato deshidrogenasa, bloqueando la oxidación aeróbica del piruvato y desviando la reacción hacia la formación de lactato.
Hipoxia tisular: las enzimas duermen, el oxígeno en la sangre aumenta (la vena se «arterializa») y el ATP se convierte en calor.
Preguntas de clases y exámenes
¿Por qué aumenta la tensión de oxígeno en la sangre venosa durante la hipoxia tisular?
Debido a la inhibición de las enzimas de la cadena respiratoria, las células no pueden captar ni utilizar el oxígeno de la sangre circulante. Como resultado, la sangre regresa al corazón manteniendo altos índices de saturación y presión parcial.
¿Cuál es la diferencia entre la inhibición enzimática y el desacoplamiento de la fosforilación oxidativa?
Durante la inhibición enzimática, el consumo de oxígeno por las células disminuye, mientras que durante el desacoplamiento aumenta drásticamente, pero en ambos casos se altera la síntesis normal de ATP, y el desacoplamiento se acompaña de la liberación de calor excesivo.
¿Qué cambios en la composición de gases en sangre son característicos del tipo de sustrato de hipoxia?
Las desviaciones en la composición de gases y el nivel de pH sanguíneo en el tipo de sustrato son similares a las de la hipoxia tisular clásica, a pesar de que la causa es el déficit de glucosa y no el bloqueo enzimático.
Qué más repasar sobre el tema
- Características de los desacopladores endógenos y exógenos de la fosforilación oxidativa
- Alteraciones electrofisiológicas en la hipoxia de tipo sustrato (cambio del potencial de membrana)
- Causas y patogenia de la forma de hipoxia por sobrecarga
- Mecanismos de los tipos mixtos de hipoxia en intoxicaciones y pérdida sanguínea masiva
Estudia el tema por completo en el curso de «Fisiopatología»
Aquí tienes un resumen. En el curso encontrarás todo lo que preguntan en clase y en el examen.
- Guía metodológica completa sobre «Hipoxia tisular» y otras 4 913 páginas de la asignatura
- Ejercicios y pruebas después de cada tema, igual que en el examen práctico
- El tutor de IA responderá a tus preguntas sobre el tema en cualquier momento
- 139 videotutoriales de la asignatura
Otros temas de la sección «Capítulo 15. HIPOXIA. HIPEROXIGENACIÓN»
Videotutoriales gratuitos: fisiopatologíaLecciones breves con resúmenes, sin registro.
Material preparado por los profesores de WhiteCoat Pro según el plan de estudios de las facultades de medicina. De carácter educativo.