Gradiente A–a normal por edad y qué significa un gradiente elevado
El gradiente alveoloarterial de oxígeno aumenta con la edad, así que un valor alto a los 25 años puede ser normal a los 75. Aquí están los valores esperados por edad de 20 a 80 años, de dónde sale la regla habitual (edad ÷ 4) + 4 y cuán exacta es, y cómo un gradiente normal o elevado acota la causa de la hipoxemia.
¿Cuál es el gradiente A–a normal por edad?
Un gradiente A–a normal con aire ambiente al nivel del mar es inferior a 10 mmHg en un adulto joven, según la revisión de 2017 de Sarkar y colaboradores sobre la hipoxemia en Lung India, y aumenta de forma constante con la edad. La estimación de cabecera habitual del valor normal es (edad ÷ 4) + 4 mmHg: 9 mmHg a los 20 años, 14 mmHg a los 40, 19 mmHg a los 60 y 24 mmHg a los 80. Un estudio con mediciones da cifras algo menores. Mellemgaard midió la diferencia alveoloarterial de oxígeno en 80 sujetos sanos sentados de 15 a 75 años en 1966 y obtuvo una recta de regresión de 2.5 + 0.21 × edad mmHg, que da 6.7 mmHg a los 20 años y 15.1 mmHg a los 60. Por tanto, la regla de cabecera queda entre 2 y 4.5 mmHg por encima del valor medio en personas sanas en ese intervalo de edad y funciona como un valor esperado holgado. Ambas cifras se aplican solo al aire ambiente; con oxígeno suplementario el gradiente normal es mayor.
| Edad (años) | (edad ÷ 4) + 4 | Mellemgaard 2.5 + 0.21 × edad |
|---|---|---|
| 20 | 9.0 mmHg (1.20 kPa) | 6.7 mmHg |
| 30 | 11.5 mmHg (1.53 kPa) | 8.8 mmHg |
| 40 | 14.0 mmHg (1.87 kPa) | 10.9 mmHg |
| 50 | 16.5 mmHg (2.20 kPa) | 13.0 mmHg |
| 60 | 19.0 mmHg (2.53 kPa) | 15.1 mmHg |
| 70 | 21.5 mmHg (2.87 kPa) | 17.2 mmHg |
| 80 | 24.0 mmHg (3.20 kPa) | 19.3 mmHg (fuera de las edades estudiadas) |
Los valores se calculan con cada fórmula; los kPa usan 1 kPa = 7.50062 mmHg. Para comparar el gradiente de un paciente con la estimación para su edad, introduce la gasometría en la calculadora del gradiente A-a, que muestra ambas rectas.
De dónde sale la regla (edad ÷ 4) + 4
La regla (edad ÷ 4) + 4 es una aproximación de cabecera, y no hemos podido rastrearla hasta una única derivación original, así que debe interpretarse como una estimación y no como un intervalo de referencia. Una base medida para los valores ajustados por edad es el estudio de Mellemgaard de 1966 en Acta Physiologica Scandinavica, que el tratado Murray and Nadel's Textbook of Respiratory Medicine cita para la regresión 2.5 + 0.21 × edad en 80 sujetos sanos sentados de 15 a 75 años. La regla también se ha usado en investigación publicada: Stein, Goldhaber y Henry, al analizar la cohorte PIOPED en Chest en 1995, probaron tres definiciones de gradiente normal, a saber, 20 mmHg o menos, (edad ÷ 4) + 4 o menos, y valores relacionados con la edad tomados de la literatura. La revisión de Sarkar explica por qué el gradiente aumenta con la edad: el aumento se debe sobre todo a un descenso de la PaO2 relacionado con la edad a medida que crece el desequilibrio V/Q. La revisión cifra el descenso de la PaO2 a partir de los 70 años en unos 0.43 mmHg al año.
De ello se desprenden dos consecuencias prácticas. Primero, un gradiente unos pocos mmHg por encima de la estimación de cabecera en un adulto mayor es por sí solo una señal débil, así que valóralo junto con la PaO2, la PaCO2 y el cuadro clínico. Segundo, tanto la regla como la recta de Mellemgaard describen a personas sanas que respiran aire ambiente cerca del nivel del mar, así que no pueden aplicarse a un gradiente medido con oxígeno suplementario.
Cómo orienta el gradiente A–a las causas de la hipoxemia
El gradiente A–a clasifica la hipoxemia según si el pulmón transfiere el oxígeno con normalidad. La revisión de Sarkar enumera cinco mecanismos de hipoxemia: desequilibrio V/Q, cortocircuito derecha-izquierda, alteración de la difusión, hipoventilación y PO2 inspirada baja. La revisión indica que la hipoxemia por desequilibrio V/Q, limitación de la difusión y cortocircuito tiene un gradiente aumentado, mientras que la hipoxemia por hipoventilación tiene un gradiente normal, porque la membrana alveolocapilar está intacta. En la hipoventilación sube la PaCO2, la ecuación del gas alveolar da una PAO2 más baja y la PaO2 baja con ella, así que la diferencia entre ambas sigue siendo normal. Una PO2 inspirada baja, como en altitud, también reduce la propia PAO2; la ecuación la tiene en cuenta mediante la FiO2 y la presión barométrica. Por tanto, un gradiente elevado en un paciente hipoxémico apunta a una enfermedad del intercambio gaseoso pulmonar, y un gradiente normal con una PaCO2 alta apunta a hipoventilación, el único mecanismo que deja intacta la membrana.
- PaO2 baja con aire ambiente. Calcula la PAO2 y el gradiente A–a con la misma gasometría.
- Gradiente igual o inferior a (edad ÷ 4) + 4, PaCO2 alta. Hipoventilación: la membrana alveolocapilar funciona.
- Gradiente superior a (edad ÷ 4) + 4. Desequilibrio V/Q, cortocircuito o limitación de la difusión.
- Gradiente elevado y PaCO2 alta a la vez. Hipoventilación más enfermedad pulmonar, o hipoventilación prolongada que causa atelectasias.
Cómo distinguir el desequilibrio V/Q, el cortocircuito y la limitación de la difusión
Cuando el gradiente A–a está elevado, los tres mecanismos pulmonares se comportan de forma distinta, y la revisión de Sarkar da los rasgos que los separan. El desequilibrio V/Q es el mecanismo más frecuente de hipoxemia; se corrige fácilmente con oxígeno suplementario, y la revisión incluye entre sus causas el asma, la EPOC, las bronquiectasias, la fibrosis quística, la enfermedad pulmonar intersticial y la hipertensión pulmonar. El cortocircuito es el extremo del desequilibrio V/Q, en el que la sangre atraviesa unidades pulmonares no ventiladas; la mala respuesta al oxígeno es el rasgo que lo separa de los demás mecanismos, y la hipercapnia es poco frecuente hasta que la fracción de cortocircuito llega a alrededor del 50%. Entre sus causas están la neumonía, el edema pulmonar, el SDRA, el colapso alveolar y la comunicación arteriovenosa pulmonar. La limitación de la difusión se debe a una menor superficie o a un engrosamiento de la membrana alveolocapilar, como en el enfisema y la enfermedad pulmonar intersticial; su rasgo característico es una hipoxemia que aparece o empeora con el ejercicio, que acorta el tiempo de tránsito capilar (normalmente 0.75 segundos, frente a los 0.25 segundos necesarios para completar el intercambio gaseoso).
| Mecanismo | Gradiente A–a | PaCO2 | Rasgo distintivo (Sarkar 2017) |
|---|---|---|---|
| Hipoventilación | Normal | Alta | La hipoxemia se corrige fácilmente con oxígeno; una hipoventilación prolongada puede ampliar el gradiente por atelectasias. |
| Desequilibrio V/Q | Elevado | Normal o alta (EPOC: con o sin hipercapnia) | El mecanismo más frecuente; se corrige fácilmente con oxígeno. |
| Cortocircuito | Elevado | Normalmente normal hasta que la fracción de cortocircuito se acerca al 50% | Mala respuesta al oxígeno. |
| Limitación de la difusión | Elevado | Normalmente normal | La hipoxemia aparece o empeora con el ejercicio. |
Ejemplos prácticos: interpretar el gradiente según la edad
Cuatro pacientes con aire ambiente al nivel del mar muestran cómo el mismo gradiente A–a puede ser normal a una edad y elevado a otra. Todos usan una presión barométrica de 760 mmHg, un vapor de agua de 47 mmHg y un cociente respiratorio de 0.8, así que PAO2 = 149.7 − 1.25 × PaCO2. Una persona de 40 años con una PaO2 de 55 mmHg y una PaCO2 de 70 mmHg tiene una PAO2 de 62.2 mmHg y un gradiente de 7.2 mmHg, dentro de la estimación de 14: la hipoventilación por sí sola explica la hipoxemia. Una persona de 60 años con una PaO2 de 70 y una PaCO2 de 40 tiene una PAO2 de 99.7 y un gradiente de 29.7, muy por encima de la estimación de 19, lo que apunta a una enfermedad pulmonar. Una persona de 70 años con una PaO2 de 82 y una PaCO2 de 38 tiene un gradiente de 20.2: por encima de 10 y de la estimación para alguien de 40 años, pero dentro de los 21.5 esperados a los 70. Una persona de 65 años con una PaO2 de 50 y una PaCO2 de 60 tiene un gradiente de 24.7, por encima de la estimación de 20.3 pese a la PaCO2 alta, así que la hipoventilación no lo explica todo.
| Edad | PaO2 / PaCO2 (mmHg) | PAO2 | Gradiente A–a | Estimación (edad ÷ 4) + 4 | Interpretación |
|---|---|---|---|---|---|
| 40 | 55 / 70 | 62.2 | 7.2 | 14.0 | Dentro: hipoventilación |
| 60 | 70 / 40 | 99.7 | 29.7 | 19.0 | Elevado |
| 70 | 82 / 38 | 102.2 | 20.2 | 21.5 | Dentro para la edad |
| 65 | 50 / 60 | 74.7 | 24.7 | 20.3 | Elevado, con una PaCO2 alta |
Introduce cualquiera de estos casos en la calculadora del gradiente A-a para ver las mismas cifras, en mmHg o en kPa.
Preguntas
¿Cuál es el intervalo normal del gradiente A–a?
Inferior a 10 mmHg en un adulto joven con aire ambiente, y aumenta con la edad. La estimación de cabecera (edad ÷ 4) + 4 da 9 mmHg a los 20 años y 24 mmHg a los 80; la recta medida de Mellemgaard queda unos pocos mmHg por debajo.
¿Sirve la regla de la edad con oxígeno suplementario?
No. Una FiO2 más alta amplía el gradiente normal, porque el oxígeno alveolar sube más que el arterial, así que la regla de la edad solo se aplica al aire ambiente. En su lugar, compara gradientes obtenidos con la misma FiO2.
¿Un gradiente A–a normal descarta una embolia pulmonar?
No. En el análisis del PIOPED de Stein y colaboradores, entre el 8% y el 10% de 280 pacientes con embolia demostrada por angiografía tenían un gradiente igual o inferior a (edad ÷ 4) + 4, y los autores concluyeron que un gradiente normal no excluía la embolia pulmonar aguda.
¿Por qué se llama gradiente?
La revisión de Sarkar señala que "gradiente" es un nombre inapropiado: la diferencia refleja el desequilibrio V/Q, la sangre cortocircuitada procedente de las venas bronquiales y de Tebesio, y la resistencia a la difusión, no un único gradiente de difusión. "Diferencia alveoloarterial de oxígeno" es el término más exacto.
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Fuentes
- Sarkar M, Niranjan N, Banyal PK. Mechanisms of hypoxemia. Lung India. 2017;34(1):47–60. doi:10.4103/0970-2113.197116
- Mellemgaard K. The alveolar-arterial oxygen difference: its size and components in normal man. Acta Physiol Scand. 1966;67(1):10–20. doi:10.1111/j.1748-1716.1966.tb03281.x
- Gold WM, Koth LL. Pulmonary function testing. In: Murray and Nadel's Textbook of Respiratory Medicine. 6th ed. Elsevier; 2016:407–435.e18. doi:10.1016/B978-1-4557-3383-5.00025-7
- Stein PD, Goldhaber SZ, Henry JW. Alveolar-arterial oxygen gradient in the assessment of acute pulmonary embolism. Chest. 1995;107(1):139–143. doi:10.1378/chest.107.1.139
- Fenn WO, Rahn H, Otis AB. A theoretical study of the composition of the alveolar air at altitude. Am J Physiol. 1946;146(5):637–653. doi:10.1152/ajplegacy.1946.146.5.637
