Oxygénation tissulaire

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1 Oxygénation tissulaire
J. Duranteau Université Paris-Sud Hôpital de Bicêtre

2 Convection VO2 = IC. (CaO2 - CvO2).10 Diffusion VO2 = KO2 (PvO2 - PmitO2) O2 ATP Fonction mitochondriale

3 Convection Index cardiaque Hémoglobine Microcirculation

4 Consommation d’oxygène (mL/min/m2) Transport en oxygène (mL/min/m2)
200 EO2 critique Lactate 150 100 50 Transport en oxygène (mL/min/m2)

5 Oxygen uptake (mL/min/m2) Oxygen delivery (mL/min/m2)
300 Oxygen delivery (mL/min/m2)

6 Saturation d’oxygène (%)
100  PCO2  H+  Temp  2,3-DPG 50 PO2 (mmHg)

7 Convection Index cardiaque Hémoglobine Microcirculation

8 Effet Fahraeus-Lindqvist
Endothélium

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10 Diamètre du vaisseau m Lipowsky HH, Microvasc Res 19:297, 1980
Hte micro/Hte macro Artériel veineux 1,0 0,8 0,6 Diamètre du vaisseau m Lipowsky HH, Microvasc Res 19:297, 1980

11 Van Der Linden P et al., Anesthesiology. 99:97-104, 2003.

12 Leung JM et al., Anesthesiology. 93:1004-1010, 2000.
55 volontaires sains au repos Cathéters artériels radial et pulmonaire Hémodilution normovolémique : Hb = 5,2 ± 0,5 g/dL (1h) Détection ischémies myocardiques 3 sujets : sous décalage ST transitoire et réversible sans Symptomatologie et sans conséquences péjoratives Modifications apparues Hb 5-7 g/dL

13 MAIS Réanimation = malades avec ATCD cardio-vasculaires
Hypovolémie : baisse de viscosité et bas débits Sepsis : altération microcirculatoire

14 O2 delivery (mL/kg/min)
O2 extraction ratio 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0.0 T T T T T With endothelial cells T T T T T T T T T T Without endothelial cells T T T O2 delivery (mL/kg/min) Curtis SE et al. J Appl Physiol 79:

15 Endothelium

16 RBC flux villus tip (mm/s) RBC flux villus capillary (mm/s)
500 300 400 200 300 200 100 100 min min Control Hemorrhage Low ETX (1.5 mg/kg) High ETX (1.5 mg/kg)

17 RBC flux villus tip (mm/s)
Control ETX RBC flux villus tip (mm/s) 500 ETX + NE ETX + NE + Arg 400 300 200 100 min

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20 Convection VO2 = IC. (CaO2 - CvO2).10 Diffusion VO2 = KO2 (PvO2 - PmitO2) O2 ATP Fonction mitochondriale

21 PO2 extracellulaire O2 flux ∆ PO2 PO2 mitochondriale

22 Convection VO2 = IC. (CaO2 - CvO2).10 Diffusion VO2 = KO2 (PvO2 - PmitO2) O2 ATP Fonction mitochondriale

23  EPO  iNOS  HIF1  Besoins métaboliques  GLUT-1  glycolyse VEGF
ATP  glycolyse VEGF

24 Oxygen uptake (µmol/hr/million cells)
4 Normoxia Hypoxia or normoxia Normoxia 120 torr or 120 torr torr 3 Oxygen uptake (µmol/hr/million cells) 2 Normoxia Hypoxia 1 10 20 30 40 50 60 Time (hrs) P.T. Schumacker et al. Am.J. Physiol.L395-L402, 1993.

25 J. Duranteau et al. J. Biol. Chem. 273:11619-11624. 1998.
120 Hypoxia 20 torr recovery 110 100 90 80 Total motion (% of control values) 70 60 50 40 30 20 10 60 120 180 240 300 360 420 Times (min) J. Duranteau et al. J. Biol. Chem. 273:

26 Adenine nucleotide concentrations (nmoles/million cells)
20 ATP ADP AMP 15 Adenine nucleotide concentrations (nmoles/million cells) 10 5 20 40 60 80 100 Oxygen tension (torr) GRS Budinger et al.Am. J. Physiol. 270: L44-L53, 1996.

27 Takehara et al. Arch. Biochem. Biophys.323, 27-32, 1995.
Oxygen (µM) Succ 200 100 ADP 350 µM Mt NO µM Time (min) Takehara et al. Arch. Biochem. Biophys.323, 27-32, 1995.

28 Takehara et al. Arch. Biochem. Biophys.323, 27-32, 1995.
Oxygen (µM) Succ 200 100 ADP 600 µM Mt NO (0.8 µM) NO NO NO Time (min) Takehara et al. Arch. Biochem. Biophys.323, 27-32, 1995.

29 O2 consumption (ng.atom.min-1.mg-1)
1.8 1.4 1 0.6 0.2 Control LPS King C et al. Crit Care Med 1999; 27:

30 Unno N. Gastroenterology 1997; 113:1246-1257.
µg MTT-FZ / mg DNA 100 80 60 40 20 Control LPS LPS + AGuanidine Unno N. Gastroenterology 1997; 113:

31 Mitochondrial oxygen consumption In permeabilized muscle fibers
(µmol O2/h/mg) H0 0.13 ± 0.01 0.09 ± 0.01 0.12 ± 0.01 H4 0.07 ± 0.01 VO2-PM VO2-Succi VO2-Asc-TMPD 0.14 ± 0.01 0.11 ± 0.01 Sham (n=5) Sepsis (n=5) L ’Her E and Sebert P. AJRCCM , 2001.

32 % cells with depolarized mitochondria (% ∆m)
25 20 15 10 5 Control <72 h 7-10 d discharged 30 25 20 15 10 5 Adrie C et al. AJRCCM 2001; 164: Survivors Non-survivors

33 Lésions microscopiques et altérations de la respiration mitochondriale
Crouser et al. Crit Care Med 2002; 30:

34 Lésions microscopiques et altérations de la respiration mitochondriale
Crouser et al. Crit Care Med 2002; 30:

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38 D. Brealy et al. The lancet 360, 20, 2002.

39 D. Brealy et al. The lancet 360,20,2002.

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