Midiendo la Saturación Arterial de Oxígeno: Experimentos y Métodos

Entendiendo la Saturación Arterial de Oxígeno (SaO2)

Cuando toda la hemoglobina está como oxihemoglobina, se dice que el contenido de oxígeno de la hemoglobina ha alcanzado la "capacidad de oxígeno" del compuesto. Sin embargo, cuando el contenido de oxígeno de la sangre es menor que la capacidad de oxígeno, el contenido de oxígeno se expresa en términos de porcentaje de saturación (SO2).

La saturación arterial de oxígeno (SaO2) es la cantidad de oxígeno unida a las moléculas de hemoglobina en relación a la cantidad total de moléculas presentes en la sangre arterial. Se calcula como: Contenido/Capacidad x 100.

La medición de la saturación arterial de oxígeno requería de métodos invasivos, como la punción vascular arterial, lo que dificultaba su utilización en estudios dinámicos y poblacionales. Esta limitación se ha superado en la actualidad gracias al advenimiento de métodos no invasivos, como la oximetría de pulso.

Oximetría: Medición de la Hemoglobina Funcional

La oximetría permite medir la cantidad de hemoglobina que es capaz de unirse reversiblemente al oxígeno [hemoglobina funcional u oxihemoglobina (HbO2)], en relación a la totalidad de hemoglobina presente en sangre (oxihemoglobina, deoxihemoglobina, carboxihemoglobina y metahemoglobina). En la mayoría de circunstancias clínicas, la carboxihemoglobina y la metahemoglobina, formas disfuncionales de la hemoglobina, constituyen tan solo una fracción insignificante de la hemoglobina total. De tal forma que la medición de la saturación arterial de oxígeno puede ser representada por la siguiente fórmula:

La oximetría de pulso mide la fracción de luz transmitida a través de los tejidos. La oxihemoglobina absorbe más luz cerca del infrarrojo (vg. 900 nm); mientras que la deoxihemoglobina absorbe más luz roja (vg. 660 nm). Por lo tanto, la absorción de luz por la oxihemoglobina y la deoxihemoglobina es diferente en estas dos longitudes de onda.

Funcionamiento de los Oxímetros de Pulso

Los oxímetros de pulso (figura 1) básicamente están constituidos por dos diodos que emiten luz en forma intermitente, y una célula fotosensitiva, capaz de medir por separado y en forma secuencial la luz transmitida a través de la piel, en el orden de mil veces por segundo. Primero se ilumina el diodo que emite luz roja y luego el diodo que emite luz cerca del infrarrojo. La luz transmitida por los tejidos, en ambas longitudes de onda, es cuantificada y comparada por la célula fotosensitiva para determinar el porcentaje de la saturación arterial de oxígeno.

La saturación arterial de oxígeno normalmente varía entre 95 a 100% en sujetos de nivel del mar y entre 84 a 92% en sujetos adultos, nativos-residentes en las grandes alturas. En recién nacidos varía entre 85 a 90%. Estos valores se modifican con el ejercicio físico y la altitud de residencia.

Experimentos Prácticos

Experimento N° 1: Medida de la Saturación Arterial de Oxígeno

Materiales:

• Oxímetro de pulso
• Sensores de Oxígeno (Fig. 2)
• Algodón
• Alcohol

Procedimiento:

1. Encender el oxímetro de pulso.
2. Limpiar y secar el dedo índice, con algodón y alcohol.
3. Colocar el sensor de oxígeno en el dedo índice.
4. Leer y registrar la saturación arterial de oxígeno y la frecuencia cardíaca, tres veces.

Experimento N° 2: Efecto del Ejercicio Físico sobre la Saturación Arterial de Oxígeno

Materiales:

• Oxímetro de pulso
• Sensor de oxígeno
• Algodón
• Alcohol
• Sujeto experimental (alumno 1)
• Sujeto experimentador (alumno 2)

Procedimiento:

1. Con el sujeto experimental cómodamente sentado, monitorizar y registrar la saturación arterial de oxígeno y la frecuencia cardíaca, hasta lograr valores constantes con un + 5% de variación (Medición Pre-Ejercicio).
2. Desconectar el oxímetro y solicitar al sujeto experimental que abra y cierre rítmicamente ambas manos durante 10 minutos.
3. Al final del ejercicio, monitorizar la saturación arterial de oxígeno y la frecuencia cardíaca (Medición Post-Ejercicio).
4. Cada dos minutos, monitorizar la saturación arterial y la frecuencia cardíaca hasta obtener valores similares a las condiciones basales (Pre-Ejercicio) (1ra.-10ma. Medición).

Experimento N° 3: Isquemia y Saturación Arterial de Oxígeno

Materiales:

• Tensiómetro
• Cronómetro
• Oxímetro de pulso
• Sensor de oxígeno

Procedimiento:

1. El sujeto experimental deberá sentarse cómodamente, colocando los brazos sobre la mesa de modo que queden a nivel del corazón, medir la saturación arterial de oxígeno en el dedo índice de ambas manos (1ra. Medición).
2. Coloque el manguito del tensiómetro, completamente desinflado, alrededor del brazo derecho, de manera que su borde inferior quede de 2-4 cm sobre el pliegue del codo.
3. Aumentar la presión del sistema, con la pera insufladora, hasta alcanzar una presión de 200 mmHg.
4. Solicitar al sujeto experimental que abra y cierre rítmicamente la mano derecha hasta que el sujeto empiece a reportar dolor e inmediatamente medir la saturación arterial en el dedo índice de la mano derecha y luego en el dedo índice de la mano izquierda (2da. Medición).