Ecuación del gasto cardíaco (Fick)

¿Qué es el gasto cardíaco?

El gasto cardíaco es el volumen de sangre expulsado por el ventrículo izquierdo a la aorta por minuto. Es una medida crucial de la capacidad del sistema cardiovascular para suministrar sangre rica en oxígeno a los tejidos y órganos. El gasto cardíaco normal oscila entre 4 y 8 litros por minuto (L/min) en un individuo sano en reposo (Klabunde, 2012).

¿Cómo se calcula el gasto cardíaco?

Para calcular el gasto cardiaco, es necesario conocer la frecuencia cardiaca y el volumen sistólico. La frecuencia cardiaca es el número de latidos por minuto, mientras que el volumen sistólico es la cantidad de sangre expulsada por el ventrículo izquierdo durante cada contracción. El volumen sistólico está influido por factores como la precarga (la cantidad de sangre que regresa al corazón), la poscarga (la resistencia contra la que debe bombear el corazón) y la contractilidad (la capacidad del músculo cardiaco para generar fuerza) (Hall & Hall, 2021).

La ecuación del gasto cardíaco es un concepto fundamental de la fisiología cardiovascular que nos ayuda a comprender y cuantificar el rendimiento del corazón. El gasto cardíaco (GC) se refiere a la cantidad de sangre que el corazón bombea por minuto, y está determinado por dos factores: la frecuencia cardíaca (FC) y el volumen sistólico (VS). La ecuación se expresa como:

Gasto cardíaco (GC) = Frecuencia cardíaca (FC) × Volumen sistólico (VS)‍.

Índice cardiaco

El índice cardiaco es otra medida importante relacionada con el gasto cardiaco. El gasto cardiaco se normaliza en función de la superficie corporal y se expresa en litros por minuto y metro cuadrado (L/min/m²). Este ajuste tiene en cuenta las diferencias de tamaño corporal, lo que facilita la comparación de los valores de gasto cardíaco entre individuos (Klabunde, 2012).

Método de Fick

Existen varios métodos para medir el gasto cardíaco, cada uno con ventajas y limitaciones. El método más preciso es el principio de Fick, que consiste en medir el consumo de oxígeno y la diferencia de contenido de oxígeno entre la sangre arterial y la venosa.

La ecuación de Fick para calcular el gasto cardíaco es:

Gasto cardíaco = Consumo de oxígeno / (Contenido de oxígeno arterial - Contenido de oxígeno venoso)

El consumo deoxígeno es la cantidad de oxígeno utilizada por los tejidos corporales por minuto. Puede medirse directamente analizando el aire inhalado y exhalado o estimarse en función de la edad, el sexo y la superficie corporal del individuo.

El contenido deoxígeno arterial representa la cantidad de oxígeno que la sangre transporta desde los pulmones. Por el contrario, el contenido de oxígeno venoso representa la cantidad de oxígeno en la sangre que regresa a los pulmones. Estos valores se obtienen tomando muestras de sangre arterial y venosa y analizando la saturación de oxígeno y la concentración de hemoglobina.

Para medir el gasto cardíaco mediante el método de Fick, suelen seguirse los siguientes pasos:

1. Medir el consumo de oxígeno del paciente.
2. Obtener muestras de sangre arterial y venosa.
3. Analizar el contenido de oxígeno y la concentración de hemoglobina de las muestras de sangre.
4. Sustituir los valores en la ecuación de Fick para calcular el gasto cardíaco.

Para calcular el gasto cardíaco con este método, consulte este completo documento Ecuación de Fick del gasto cardíaco optimizada para uso impreso y digital.

¿Cuál es el gasto cardiaco normal?

El rango normal del gasto cardíaco en un individuo sano en reposo suele estar entre 4 y 8 litros por minuto (L/min) (Klabunde, 2012). Sin embargo, el gasto cardíaco y la presión arterial pueden variar en función de varios factores, como la edad, el tamaño corporal, el nivel de actividad física y el estado de salud general.

A menudo se observa un mayor gasto cardíaco en determinadas situaciones o condiciones en las que aumenta la demanda de oxígeno y nutrientes por parte del organismo. Algunas situaciones que pueden provocar un mayor gasto cardíaco son las siguientes

• Ejercicio: Durante la actividad física, el cuerpo necesita más oxígeno y nutrientes para llegar a los músculos, lo que provoca un aumento del gasto cardíaco para satisfacer estas demandas.
• Embarazo: Las mujeres embarazadas suelen tener un mayor gasto cardíaco para mantener al feto en crecimiento y las demandas metabólicas adicionales del embarazo.
• Fiebre: En respuesta a la fiebre, la tasa metabólica del cuerpo aumenta, lo que conduce a un mayor gasto cardíaco para satisfacer las mayores demandas de oxígeno y nutrientes.
• Anemia: En los casos de anemia, en los que hay un número reducido de glóbulos rojos o hemoglobina, el corazón puede bombear más sangre para compensar la menor capacidad de transporte de oxígeno.

Es importante tener en cuenta que, aunque un mayor gasto cardíaco puede ser una respuesta fisiológica normal en determinadas situaciones, un gasto cardíaco excesivamente alto o persistentemente elevado también puede ser un signo de afecciones cardiovasculares subyacentes, como insuficiencia cardíaca o sepsis, y puede requerir atención médica.

Importancia clínica y aplicación

La medición del gasto cardíaco tiene una gran importancia clínica cuando se analiza el estado del sistema cardiovascular de un paciente. Permite conocer la capacidad de bombeo del corazón y la dinámica circulatoria del organismo. La medición del gasto cardíaco puede orientar las decisiones diagnósticas y terapéuticas.

Resistencia vascular sistémica

Cuando se combinan con las evaluaciones de la resistencia vascular sistémica y la presión arterial, las mediciones del gasto cardíaco pueden revelar información valiosa sobre el estado hemodinámico general. En enfermedades como la hipertensión o los trastornos vasculares, estos parámetros ayudan a comprender la relación entre el flujo sanguíneo, la resistencia y la presión dentro de la circulación sistémica (Rowland, 2005).

Flujo sanguíneo pulmonar

Su cálculo también puede arrojar luz sobre la dinámica del flujo sanguíneo en la arteria pulmonar y la función del corazón derecho. En condiciones que afectan a la circulación pulmonar, como la hipertensión pulmonar o las enfermedades pulmonares, las mediciones del gasto cardíaco pueden proporcionar información sobre la capacidad del ventrículo derecho para bombear sangre de forma eficaz a la vasculatura pulmonar.

Función cardiaca

Las mediciones del gasto cardiaco, combinadas con evaluaciones del volumen telediastólico (VTD) y el volumen telesistólico (VTS), pueden utilizarse para calcular parámetros esenciales como la fracción de eyección (FE). La FE es un indicador crucial de la eficiencia de bombeo del corazón y de la función cardiovascular y puede ayudar a evaluar diversas afecciones cardiacas, como la insuficiencia cardiaca o las miocardiopatías (Pinsky, 2003).

Sistema circulatorio

Determinar el gasto cardiaco es crucial para mantener una perfusión y un aporte de oxígeno adecuados a los órganos vitales, como el sistema nervioso central, los riñones y otros tejidos. Esto ayuda a los Profesionales de la salud a comprender mejor la capacidad del sistema circulatorio para satisfacer las demandas metabólicas del organismo y garantizar el funcionamiento óptimo de los órganos.

Cardiopatías valvulares y arritmias

En enfermedades como la estenosis aórtica, en las que el corazón debe bombear contra una mayor resistencia, las mediciones del gasto cardíaco pueden cuantificar el impacto en la carga de trabajo y la capacidad de bombeo del corazón. Del mismo modo, en arritmias como la fibrilación auricular, la evaluación del gasto cardíaco puede ayudar a evaluar la capacidad del corazón para mantener un flujo sanguíneo adecuado a pesar de los ritmos irregulares (Kresoja et al., 2019).

Compliance arterial

La distensibilidad arterial, que se refiere a la elasticidad y distensibilidad de las arterias, puede influir en el gasto cardíaco y la dinámica del flujo sanguíneo. La medición de la presión arterial, como a través de la evaluación de la arteria radial, puede proporcionar un contexto adicional para interpretar las mediciones del gasto cardíaco y comprender la interacción entre la circulación central y periférica.

¿Cómo funciona?

No dude en utilizar esta fórmula de gasto cardíaco editable, que puede rellenarse digitalmente, imprimirse y completarse a mano. Siga estos pasos para garantizar un cálculo preciso del gasto cardíaco en todo momento:

Paso 1: Introducir el volumen diastólico final (EDV)

Si ya dispone del valor del volumen sistólico, vaya al paso cuatro e introdúzcalo en la casilla SV de la ecuación dos. De lo contrario, introduzca el volumen diastólico final (EDV) en mililitros en la casilla EDV designada en la ecuación uno.

Paso 2: Introducir el volumen telesistólico (ESV)

A continuación, introduzca el volumen telesistólico en mililitros en la casilla ESV de la ecuación uno.

Paso 3: Calcular el volumen sistólico

Una vez introducidos el EDV y el ESV en la ecuación 1, reste el ESV del EDV para obtener el volumen sistólico en mililitros.

Paso 4. Copie el volumen sistólico en la ecuación dos. Copia el volumen sistólico en la ecuación dos (en litros).

¡Cuidado con las unidades! El siguiente paso es copiar el valor del volumen sistólico en la casilla SV de la ecuación dos, pero en litros.

Paso 5: Introducir la frecuencia cardíaca

En la ecuación dos, introduzca el valor de la frecuencia cardiaca en pulsaciones por minuto (ppm) en la casilla FC.

Paso 5: Calcular el gasto cardíaco

El último paso consiste en multiplicar el volumen sistólico y la frecuencia cardiaca, o los valores de las casillas FC y SV de la ecuación dos. Este cálculo dará como resultado el gasto cardíaco en litros por minuto.

¿Qué significan los resultados?

Conviene recordar que, a la hora de evaluar la salud cardiaca de un paciente, basarse en una sola cifra no ofrece una imagen completa. El gasto cardíaco es increíblemente dinámico y puede verse influido por diversos factores como el ejercicio, las hormonas o incluso la temperatura corporal. Esto significa que cada persona tendrá un valor de referencia único para la función cardiaca, y lo que se considera normal puede variar mucho.

Un volumen de latido comúnmente citado para un adulto sano ronda los 70 ml por latido. Combinado con una frecuencia cardiaca en reposo típica que oscila entre 60 y 80 latidos por minuto, se obtiene una cifra aproximada de 5 litros por minuto de gasto cardiaco. Sin embargo, estos valores no son más que medias, y los valores individuales pueden situarse en cualquier punto de este espectro.

Si el gasto cardíaco de una persona sana es inferior al esperado, podría indicar una enfermedad cardíaca subyacente, como insuficiencia cardíaca congestiva o miocardiopatía. Por otra parte, un gasto cardíaco superior al esperado podría deberse a factores como el hipertiroidismo, el estrés o simplemente las secuelas de un entrenamiento riguroso.

Esto subraya la importancia de no tomar un valor de gasto cardiaco aislado al pie de la letra; debe considerarse en un contexto más amplio para comprender si existe un problema de salud subyacente. Así pues, la próxima vez que observe las cifras del gasto cardíaco, recuerde que no se trata sólo de los dígitos, sino de la historia que cuentan en el contexto de la salud general de una persona.

Referencias

Hall, J. E., & Hall, M. E. (2021). Guyton and Hall textbook of medical physiology (14ª ed.). Elsevier - Health Science.

Klabunde, R. E. (2012). Cardiovascular physiology concepts (2ª ed.). Lippincott Williams & Wilkins.

Kresoja, K. P., Faragli, A., Abawi, D., Paul, O., Pieske, B., Post, H., & Alogna, A. (2019). Termodilución vs medición estimada del gasto cardíaco de Fick en una cohorte de pacientes de edad avanzada: Una experiencia en un solo centro. PloS One, 14(12), e0226561. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0226561

Pinsky M. R. (2003). ¿Por qué medir el gasto cardíaco? Critical Care, 7(2), 114-116. https://doi.org/10.1186/cc1863

Rowland, T. W. (2005). Circulatory responses to exercise (Respuestas circulatorias al ejercicio). Chest, 127(3), 1023-1030. https://doi.org/10.1378/chest.127.3.1023