Hipóxia

Hipoxemia é o teor reduzido da concentração de oxigênio no sangue arterial, o que leva a hipóxia, que é a baixa disponibilidade de oxigênio para os tecidos orgânicos. A hipóxia pode ocorrer tanto se houver quantidade normal de oxigênio no sangue arterial (neste caso há uma alteração nos mecanismo de transporte de oxigênio para órgãos específicos, que é chamada de hipóxia em tecido, e exemplos desta são o infarto agudo do miocárdio e o acidente vascular cerebral) quanto se a quantidade de oxigênio ficar reduzida nos vasos arteriais (esta é chamada de hipóxia generalizada e afeta o corpo todo, ela acontece se, por exemplo, houver deslocamento do indivíduo para áreas com concentrações baixas de oxigênio no ar).

A nível celular, a carência de oxigênio provoca alterações diretas nas mitocôndrias, ocasionando diminuição da fosforilação oxidativa (principal meio de obtenção de energia da célula) e, conseqüentemente, dos níveis de ATP. Na ausência de produção de energia através da fosforilação oxidativa, a célula utiliza outras vias energéticas para formar o ATP, uma delas é a via glicolítica anaeróbica. Entretanto, a redução do pH citossólico - que decorre da intensa produção de ácido lático decorrente de fermentação lática (atividade glicolítica anaeróbica que células humanas costumam fazer na ausência de oxigênio) - da célula em busca de energia ajuda a digestão celular pelas próprias enzimas lisossômicas (enzimas que são encontradas no citoplasma em condições normais, mas que não são ativas por causa do pH neutro deste). Além disso, como essa via não é tão eficiente, a quantidade da biomolécula substrato dela, ou seja, de glicose, começa a diminuir drasticamente sem produção de energia compensatória. As conseqüências do uso incessante de fermentação lática em células que costumam obter sua energia por respiração aeróbia são falta de energia, que levará a uma série de mudanças metabólicas e morfológicas na célula, e digestão enzimática dos componentes celulares por enzimas lisossomais, ambas ocasionam morte celular.

Diante do quadro de hipóxia e da falta de energia decorrente desta, primeiramente a atividade da ATPase Na⁺/K⁺ dependente é bloqueada, o que leva a célula a uma completa perda da homeostasia iônica. Ocorre, então, influxo de Na⁺ para o citoplasma e por osmose também ocorre tumefação celular (rápida entrada de água para o interior da célula). Até aqui, os danos celulares ainda são reversíveis. Em seguida, a célula torna-se edemaciada, com bolhas na membrana plasmática, perda de microvilos e desagregação de ribossomos do retículo endoplasmático rugoso (o que causa comprometimento da produção protéica celular). Quando a lesão evolui, são visíveis ao microscópio eletrônico (em média 30 a 40 min após o início da lesão) mitocôndrias também edemaciadas e com vacúlos em seu interior.

A ausência de ATP, que leva à inatividade da bomba de Ca⁺⁺ (já que 50% dos ATPs produzidos pela célula são utilizados para a manutenção da permeabilidade seletiva das membranas), e o aumento da concentração citossólica de Na⁺ levam à inatividade do trocador de Na⁺/Ca⁺⁺, com isso há aumento da quantidade de Ca⁺⁺ citoplasmático. No citoplasma o Ca⁺⁺ é responsável por ativar enzimas autolíticas como proteolases, endonucleases e fosfolipases danificando completamente a célula.

A digestão da célula pelas próprias enzimas lisossômicas, como já foi citado acima, também é ajudada pela redução do pH citossólico. Nesse estágio, instauram-se eventos de lesão celular irreversível, atuando principalmente nas membranas. Há uma perda contínua de proteínas, enzimas e ácidos ribonucléicos (RNA), essenciais para a célula. Membranas lisossômicas são rompidas, levando ao extravasamento das enzimas lisossomais para o citoplasma. Essas enzimas provocam digestão enzimática dos componentes celulares, ocasionando a morte celular por autólise. Portanto, a isquemia provoca lesões reversíveis e irreversíveis, as quais são devidas principalmente à alteração dos níveis de ATP e do íon cálcio. Este, inclusive, é um importante mediador das alterações bioquímicas e morfológicas que levam à morte celular, vinculado diretamente ao dano nas membranas celulares.

Uma célula que tenha sofrido lesão reversível causada pela hipóxia pode ser levada à morte caso a oferta de O₂ seja restabelecida de súbito. Esse fenômeno é chamado de lesão por reperfusão e a sua causa é a realização da fosforilação oxidativa por mitocôndrias semi-danificadas por hipóxia, o que provoca uma intensa liberação de radicais livres (principalmente ânions superóxidos). Além disso, é possível que a hipóxia prejudique as vias de detoxicação de radicais livres como os antioxidantes (vitaminas A, C e E; e glutatião citosólico) e as enzimas catalases, superóxido dismutases e glutatião peroxidase.

O Hormônio Eritropoietina (que é uma glicoproteína) é produzida em estados de hipóxia. Este hormônio induz a produção de eritrócitos (glóbulos vermelhos), entretanto, essa resposta leva alguns dias para ter ação plena.

Órgãos como cérebro e coração possuem elevado metabolismo, desta forma, a capacidade de adaptação à hipóxia desses órgãos é bastante limitada. Com pressões parciais de oxigênio no sangue arterial (PaO2) abaixo de 40 mmHg, já se inicia o processo de lesão neuronal. A não resolução do distúrbio faz com que a lesão assuma caráter irreversível. Encefalopatia hipóxicaé a condição em que há diminuição no suprimento de oxigênio ao cérebro ou partes dele apesar do fluxo adequado de sangue (diferenciando de isquemia cerebral). Pode ser causada por afogamento, estrangulamento, envenenamento por monóxido de carbono e complicações anestésicas. O cérebro é especialmente sensível porque ele usa cerca de 20% do oxigênio total do corpo humano. A hipóxia miocárdica acarreta a redução da contratilidade e conseqüente redução do débito cardíaco. Uma vez que ocorre diminuição do débito cardíaco, a oferta de oxigênio fica diminuída para todo o resto do corpo.

Para cada década de vida acima dos 60 anos de idade, a pressão parcial de oxigênio no sangue arterial normal reduz-se cerca de 10 mmHg. A hipoxemia pode ser classificada em discreta, moderada ou grave levando-se em conta diferentes aspectos. A observação da pressão alveolar de oxigênio é a que mais facilmente identifica a causa da hipoxemia.

A maioria das manifestações clínicas próprias da hipoxemia são agitação, taquicardia e taquipnéia. A cianose é fenômeno tardio e sujeito a grande variação individual de percepção.

Oxigênio é administrado ao paciente para tratamento de hipóxia. O objetivo é elevar a pressão parcial de O₂ do sangue arterial. Técnicas como a cânula nasal (um tubo com pontas que são inseridas nas narinas) fornece concentrações de 24% a 35% de O₂, a até 4 L/min.
A máscara facial descartável fornece concentrações mais altas, 30% a 55% de O₂, a 6 até 10 L/min. Em casos extremos de inalação de fumaça e edema pulmonar, 100% de O₂ podem ser fornecidos usando-se uma máscara respiratória unidirecional com uma bolsa reservatório (com esta máscara, o paciente inspira O₂ puro da bolsa e expira através de aberturas de exalação).

Em alguns casos, terapia hiperbárica, que envolve exposição ao oxigênio a pressões acima da pressão atmosférica, é necessária. Entretanto, a terapia por oxigênio envolve alguns riscos. Quando administrado por longos períodos, o oxigênio tem efeitos tóxicos. Concentrações muito altas de oxigênio podem resultar em colapso dos alvéolos (atelectasia).

Terapia hiperbárica: O paciente é colocado em uma câmara selada que contém oxigênio puro a pressões de 2 a 2,5 atm por períodos de até 5 horas. A alta pressão parcial de oxigênio resultante aumenta a quantidade de oxigênio dissolvido no sangue. Terapia hiperbárica por oxigênio alivia a hipóxia em casos de envenenamento por monóxido de carbono.

Existem tipos de hipóxia classificados de acordo com cada causa. Entre eles, destacamos:

Hipóxia Hipóxica (de altitude): Resulta de uma troca gasosa inadequada na membrana capilar-alveolar. Isso pode ser causado por uma quantidade de oxigênio inadequada no ar inspirado, por defeito na ventilação ou por uma obstrução das vias respiratórias. Um suprimento deficiente de oxigênio para o sangue resulta em uma deficiência de oxigênio para os tecidos. Isso representa a causa mais comum de hipóxia encontrada na altutide e pode se tornar aparente acima de 3.000 metros acima do nivel do mar (já que a zona de vida normal é considerada até 3.000 metros de altitude).

Hipóxia Hipêmica (anêmica): Acontece devido à redução da capacidade carreadora de oxigênio da hemoglobina. As causas desta forma de hipóxia incluem anemia, perda sangüínea, envenenamento por monóxido de carbono, medicamentos à base de sulfa e tabagismo excessivo.

Hipóxia Estagnante: É uma deficiência de oxigênio no corpo devido à circulação pobre. Isto pode acontecer quando o débito cardíaco não satisfaz as necessidades teciduais. Outras causas de hipóxia estagnante incluem coleção venosa, espasmo arterial, oclusão de um vaso sangüíneo ou longos períodos de respiração por pressão positiva.

Hipóxia Histotóxica: é a incapacidade dos tecidos corporais em utilizar o oxigênio disponível. O envenenamento por cianeto e monóxido de carbono (que reduz a capacidade da hemoglobina em se combinar com oxigênio), ingestao de alcool e narcóticos podem resultar em hipóxia histotóxica.

Curiosidades: O treinamento em hipóxia foi introduzido nos treinos de natação por Doc Counsilman. Embora haja algumas interpretações controversas, o trabalho auxilia significativamente na manutenção da estabilidade técnica dos nadadores em situações de adversidades fisiológicas. O treinamento hipóxico envolve a redução ou eliminação da respiração durante determinada série. Algumas teses indicam que o treinamento hipóxico aumenta a habilidade dos músculos em trabalhar com a baixa de oxigênio como em uma situação de parte final da prova de 200 livre. Também existem teses de que a diminuição do número de respirações do nadador poderá aumentar a sua velocidade, por conta da mudança da posição do corpo para a tomada do ar aumentando a resistência.