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La sangre cumple varias funciones importantes, entre ellas destacan el transporte de oxígeno y dióxido de carbono, de nutrientes y sustancias de desecho. La volemia, es decir el volumen total de sangre del organismo, corresponde aproximadamente al 7% del peso corporal total. Para un hombre adulto de 70 kg la volemia es de 5 litros.

A su vez, distinguimos tres compartimientos o lechos principales, en donde se distribuye la volemia: el lecho arterial, el lecho capilar y el lecho venoso. La difusión de oxígeno desde la sangre hacia los tejidos (y de CO2 desde los tejidos a la sangre) se produce a nivel de la microcirculación, en los lechos capilares. A su vez, el intercambio de O2 desde el aire hacia la sangre y de CO2 desde la sangre hacia el aire ocurre a nivel de los alvéolos pulmonares, proceso denominado hematosis.

En la sangre, el oxígeno circula un 98% unido a la hemoglobina, principal proteína del glóbulo rojo y responsable del color de la sangre, y un 2% disuelto en plasma y líquido intracelular de los elementos celulares sanguíneos. El CO2 circula 70% como ion bicarbonato HCO3-, 23% unido a la hemoglobina y otras proteínas (como carbaminocompuestos) y un 7% disuelto en el plasma. Las leyes que rigen estas proporciones están determinadas por varios y complejos procesos, pero principalmente vienen determinados por la eficiencia del proceso de intercambio de gases a nivel de los alvéolos pulmonares, la magnitud de la extracción tisular de oxígeno y la frecuencia cardíaca. Por tanto, cuanto mayor sea la diferencia arterio-venosa del contenido de O2, mayor será el trabajo pulmonar para lograr un adecuado intercambio de gases a nivel alveolar y mayor será el trabajo del miocardio para hacer circular más sangre por unidad de tiempo a través de las unidades alveolares reclutadas.

La hemoglobina (Hb) posee cuatro sitios de unión para el O2, por lo que cada molécula de Hb es capaz de transportar 4 moléculas de O2 o, lo que es lo mismo, 4 moles de O2 por mol de Hb. Sabiendo que cada mol de O2, a 37ºC y presión normal, ocupa 22450 mL y que el peso molar de la Hb es 64484 g, podemos calcular cuánto O2 es transportado por gramo de Hb:

Por diversos motivos, la cantidad real de O2 que transporta la hemoglobina está más cerca de 1.34 mL O2/g Hb.

Para evaluar la dinámica ventilatoria, entre otros parámetros, se determina el porcentaje de saturación de O2 de la hemoglobina, o simplemente saturación, que es una medida de la cantidad de O2 transportado por la Hb en relación con la máxima cantidad de O2 que ésta puede transportar. En sangre arterial la saturación promedio es del 98% mientras que en sangre venosa mixta es del 75%. La saturación depende de la intercurrencia de varios factores, por lo que diversas patologías pueden tener un profundo efecto sobre los valores (aunque también factores fisiológicos como el ejercicio pueden alterarlos).

Tomando como referencia los valores de saturación de Hb antes mencionados y una concentración de Hb de 15g/dL (150 g/L), podemos calcular cuánto oxígeno es necesario suministrar a la sangre venosa para lograr una saturación similar a la sangre arterial.

• • La Hb total contenida en los 5 L de sangre es: 150 g Hb/L x 5 L = 750 g Hb.
• • La cantidad de O2 transportada cuando todo el volumen de sangre está arterializada es: 1.34 mL O2/g Hb x 750 g Hb x 0.98 = 985 mL O2.
• • La cantidad de O2 residual en la sangre cuando se ha convertido completamente en sangre venosa es: 1.34 mL O2/g Hb x 750 g Hb x 0.75 = 754 mL O2.
• • Luego, la cantidad de O2 a administrar para arterializar completamente los 5 L de sangre venosa será: 985 mL O2 – 754 mL O2 = 231 mL O2.

Podemos calcular el requerimiento de oxígeno por kg de peso corporal:

• • 1.34 mL O2/g Hb x (0.98-0.75) x 150 g Hb/L sangre x 5 L sangre/70 Kg peso = = 3.302 mL O2/Kg peso corporal.

Luego, para arterializar completamente la sangre venosa de un paciente, se requieren 3.302 mL O2/Kg peso corporal.

Si tenemos en cuenta que el gasto cardíaco en reposo, es decir la cantidad de sangre que circula por el organismo en un minuto, es de 5 L/min, vemos que es necesario que esta cantidad de O2 sea suministrada en continuo cada minuto (una de las funciones del pulmón). No obstante, el pulmón no sólo tiene como función oxigenar la sangre sino que también es la vía de eliminación del CO2 producido por el metabolismo. Podríamos pensar que ante la falta de estímulo de la oxigenación de la sangre (cuando la saturación baja, aumenta la frecuencia respiratoria), la respiración podría deprimirse a un punto tal que el organismo empiece a retener CO2. Cuando disminuye la frecuencia respiratoria, el tiempo de residencia del aire alveolar aumenta, por lo que puede empezar a aumentar el CO2 del mismo y como el intercambio alvéolo-capilar de este gas se alcanza rápidamente, el contenido arterial de CO2 podría aumentar. Afortunadamente, el aumento del contenido de CO2 en sangre es un estímulo muy potente del centro respiratorio por lo que, ante la ausencia de patología, aumentaría la frecuencia respiratoria lográndose un nuevo estado de equilibrio.

El ozono se descompone en O2 y radical O•, por lo que posee una acción dual: tiene actividad oxigenante (O2) y actividad oxidante (O•). En base a lo anteriormente descrito podemos comparar dos vías de administración de gas ozono: la autohemoterapia mayor y la administración de suero dextrosado al 5% ozonizado.

En la técnica de autohemoterapia mayor se extraen del paciente alrededor de 250 ml de sangre, se ozonizan, se permite que se equilibre con la fase gaseosa y se retransfunden al paciente. El O2 es tomado por la hemoglobina de los glóbulos rojos y la fracción que queda sin unir se mantiene disuelta en el plasma, mientras que el O• que no reacciona es detoxificado vía el complejo superóxido dismutasa. Podemos calcular cuánto O2 es capaz de transportar la Hb en el volumen de sangre tratado (250 ml):

• • máximo O2 capaz de ser transportado unido a Hb 250 mL x 15 g Hb/100 mL x 1.34 mL O2/g Hb = 50.25 mL O2
• • O2 unido a la Hb en la sangre venosa de partida 250 mL x 15 g Hb/100 mL x 1.34 mL O2/g Hb x 0.75 = 37.70 mL O2
• • máxima cantidad de O2 tomada por la sangre y unida a Hb 50.25 mL O2 – 37.70 mL O2 = 12.55 mL O2

Esta cantidad de O2 es mínima teniendo en cuenta que el ozono medicinal que se utiliza tiene como máximo una composición de 99,95% O2 y 0,05% O3. Durante el proceso de ozonización de la muestra, la pO2, es decir la presión parcial de O2, en el volumen de sangre tratada lentamente alcanza valores suprafisiológicos (300-400 mmHg vs 98 mmHg en sangre arterial), a la vez que el ozono rápidamente reacciona con las estructuras biológicas y la dosis prácticamente desaparece a los 10 minutos. Luego, el volumen de sangre extraído se vuelve a transfundir en un tiempo dado, donde se mezcla con un volumen mucho mayor de sangre, por lo que en realidad los efectos hiperoxigenantes son despreciables (en el mejor de los casos quizás haya un mínimo aumento transitorio de la pO2 venosa mixta).

La administración de suero dextrosado ozonizado consiste en ozonizar el suero a medida que se pasa a través de una vía venosa abierta. La concentración de ozono encontrada en suero dextrosado ozonizado (120 µg O3/100 mL gas, 25ºC) es 0.3 mg O3/L, mientras que el O2 disuelto en esta solución será similar a la encontrada en el plasma de la sangre para autohemotransfusión. La velocidad de goteo es, en promedio, de 50 gotas/min. Considerando que el volumen de la gota es de 0.05 mL, podemos calcular la cantidad de suero pasado en una hora de tratamiento:
50 gotas/min x 0.05 mL/gota x 60 min = 150 mL

Y podemos calcular la cantidad de O3 administrado:
0.3 mg O3/1000 mL x 150 mL = 45 µg O3

También podemos calcular cuánto O3 se administra por minuto:
50 gotas/min x 0.05 mL/gota x 0.3 mg O3/1000 mL = 0.75 µg O3/min

Según la estequiometría, 48 µg O3 producen 16 µg de O•. Luego, se producen:
0.75 µg O3/min x 16 µg O•/48 µg O3 = 0.25 µg O•/min

Los cuales, una vez dentro del organismo se mezclan como mínimo con los 5 L de sangre que circulan por minuto, quedando una concentración final:

Esta concentración es menor que la carga que puede detoxificar el complejo superóxido dismutasa. No obstante, debe tenerse presente que este compuesto es altamente reactivo y reacciona con varios constituyentes del plasma y los tejidos, además de difundir y equilibrarse con los demás compartimientos corporales, por lo que su volumen de distribución efectivo es mucho mayor que 5 L, siendo su concentración real mucho menor.

Hasta aquí hemos tenido en cuenta los posibles efectos adversos que podría llegar a tener el aporte continuo de ozono mediante la administración de suero dextrosado ozonizado. Ahora hablemos del O2. Sabemos que las cantidades de O2 disuelto en plasma y O2 disuelto en suero dextrosado ozonizado son virtualmente la misma. Teniendo en cuenta que una vez ingresado al organismo, los gases disueltos en el suero dextrosado establecerán un nuevo equilibrio con la sangre venosa que la recibe. Como dijimos, la sangre venosa no está completamente saturada de O2 por lo que el O2 administrado (tanto el suministrado como tal, como el que proviene de la descomposición del O3) será captado por la Hb, circulando el resto disuelto en plasma. Esto conduce a un aumento de la saturación de la Hb (a niveles similares a los arteriales) y un aumento de la pO2 (por aumento de la cantidad de O2 disuelto) en sangre venosa mixta.

En resumen:

Por tanto, la administración de suero dextrosado al 5% ozonizado se correlaciona con evidencia de aumento de la saturación de Hb y la pO2 venosa mixta (hiperoxigenación), no observables en la autohemoterapia mayor. Sumemos a esto que mediante suero dextrosado estamos aportando una fuente de carbono fácilmente disponible por las células, activando el metabolismo y la producción de ATP. Todo esto conduce a la estimulación de los procesos de detoxificación y aumento de la eficiencia general de los procesos celulares, tisulares y de sistemas en conjunto, por lo que vemos en esta forma de administración de ozono una ventaja mayor sobre las otras.

*1.-Calculado utilizando un coeficiente de solubilidad de O2 de 0.003 mL.dL-1.mmHg-1, presión parcial de O2 en equilibrio 400 mmHg, utilizando los volúmenes indicados en la tabla y una relación masa/volumen a 37ºC utilizando la ecuación del gas ideal (32 mgO2/25.43 mLO2)
*2.-Calculada teniendo en cuenta que por cada mol de glucosa se producen 36 moles de ATP (estequiometría final glucólisis, ciclo de Krebs y cadena respiratoria). Cada mol de ATP produce 12 Kcal (a 37ºC, pH 7.4, alta concentración de ATP, presencia de cationes divalentes, etc, todos factores que modifican el ?Gº’ de hidrólisis del ATP de -7.3 Kcal/mol). La glucosa administrada asegura aporte de combustible fácilmente disponible a tejidos como el cerebro cuyo metabolismo es dependiente de glucosa, reduce el catabolismo proteico y actúa como protector hepático.