Principio de Fick

Qué es el principio de Fick

Detrás de la fórmula está Adolf Eugen Fick (1829-1901), fisiólogo alemán formado en Marburgo y catedrático de fisiología en Zúrich y después en Wurzburgo. El 9 de julio de 1870 presentó ante la Sociedad Físico-Médica de Wurzburgo un método teórico para determinar cuánta sangre bombea el corazón por minuto sin necesidad de medirla de forma directa.

Con esa charla nació un razonamiento apoyado en la conservación de la masa: si un órgano capta una cantidad conocida de una sustancia por minuto, y se conoce también la diferencia de concentración de esa sustancia entre la sangre que entra y la que sale, el flujo necesario para explicar esa captación queda determinado por un simple cociente. Fick empleó el oxígeno como marcador y el organismo entero como órgano de referencia, de modo que el resultado del cálculo era, en la práctica, el gasto cardíaco. Según recogen sus biógrafos, el propio Fick se sorprendió de que nadie hubiera formalizado antes una idea tan sencilla.

Fundamento y fórmula

Matemáticamente, el principio se expresa así: el gasto cardíaco es igual al consumo de oxígeno dividido entre la diferencia arteriovenosa de oxígeno. El consumo de oxígeno se obtiene midiendo cuánto retira el organismo del aire inspirado; la diferencia arteriovenosa, comparando el contenido de oxígeno de una muestra de sangre arterial y otra de sangre venosa mixta. Cuanto mayor sea esa diferencia para un mismo consumo, menor es el flujo que la explica.

El cálculo no exige imagen ni instrumental sofisticado. Bastan dos determinaciones de laboratorio y una cifra de consumo de oxígeno, aunque obtener esta última con precisión (mediante calorimetría indirecta) no siempre resulta sencillo en la práctica, razón por la que con frecuencia se recurre a valores estimados a partir de la superficie corporal.

Aplicaciones más allá del corazón

Nada en este razonamiento obliga a usar oxígeno ni a limitarlo al corazón: cualquier órgano perfundido y cualquier sustancia que se comporte de forma predecible en su paso por él sirven para el mismo cálculo. En fisiología renal, el marcador habitual no es el oxígeno sino el ácido paraaminohipúrico, una sustancia que el riñón depura casi por completo en un único paso de la sangre. El fisiólogo Homer Smith popularizó este uso en 1937 para estimar el flujo plasmático renal, y el razonamiento de fondo es idéntico al de 1870.

Principio de Fick y leyes de Fick

Ambos conceptos comparten apellido, pero no objeto. Las leyes de Fick, publicadas también por Adolf Fick, en 1855, describen la difusión de sustancias a través de una membrana y rigen, por ejemplo, el paso de gases entre el alvéolo y el capilar pulmonar. El principio de Fick, formulado quince años más tarde, no describe difusión sino un balance de masas aplicado a un flujo sanguíneo. Puede ampliar esta distinción en la entrada dedicada a la ley de Fick.

Preguntas frecuentes

¿El principio de Fick y la ley de Fick son lo mismo?

No. Nacieron con quince años de diferencia (1855 y 1870) y describen fenómenos distintos: difusión molecular a través de una membrana en un caso, balance de masas aplicado al flujo sanguíneo en el otro.

¿Cuándo se presentó el principio de Fick?

El 9 de julio de 1870, en una charla ante la Sociedad Físico-Médica de Wurzburgo. La publicación derivada de esa intervención ocupa apenas dos páginas y es la que suele citarse como fuente original del método.

¿Por qué se eligió el oxígeno como sustancia marcadora?

Porque ya circula de forma natural por el organismo, sin necesidad de inyectar nada externo, y porque su concentración en sangre arterial y venosa puede determinarse mediante gasometría, una técnica de laboratorio disponible desde mucho antes de que existieran los métodos de imagen cardiovascular. La cantidad consumida, por su parte, se obtiene por calorimetría indirecta, midiendo el oxígeno que desaparece del aire inspirado. Esta combinación de accesibilidad y fiabilidad explica que el método original apenas haya cambiado en más de siglo y medio.

¿Sirve para otros órganos además del corazón y el riñón?

En teoría, sí, siempre que exista una sustancia marcadora medible y una diferencia arteriovenosa estable. En la práctica, el corazón y el riñón son las aplicaciones con mayor recorrido histórico.

Referencias

1. Basnet A, Rout P. Calculating FICK Cardiac Output and Input. StatPearls, National Library of Medicine (NIH), 2024.
2. Wikipedia en español (colaboradores). Principio de Fick.
3. AnestesiaR. Principio de Fick en la determinación del gasto cardiaco, 2021.
4. Apuntes sobre la historia de la nefrología en los últimos 50 años. Revista peruana, SciELO Perú.