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Carole Ichai Département d'Anesthésie-Réanimation-Est CHU de Nice LE LACTATE EN REANIMATION.

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1 Carole Ichai Département d'Anesthésie-Réanimation-Est CHU de Nice LE LACTATE EN REANIMATION

2 Un homme de 52 ans après un polytrauma sévère. Il présente un sesis sévère avec instabilité hémodynamique. Sa lactatémie est de 4,2 mM, avec un pH = 7,32 Pensez vous qu'il a une hyperlactatémie parce que : A - faible clairance du lactate B - production élevée de lactate C - les 2 D - vous ne savez pas

3 Un homme de 52 ans après un polytrauma sévère. Il présente un sepsis sévère avec instabilité hémodynamique. Sa lactatémie est de 4,2 mM, avec un pH = 7,32 Cette baisse de clairance du lactate: A - peut être en rapport avec une dysfonction hépatique B - peut être en rapport avec une altération du métabolisme oxydatif C - le métabolisme hépatique n'est pas indispensable pour la clairance du lactate D - toutes les cellules qui contiennent des mitochondries sont capables de métaboliser le lactate Vous pensez qu'il a une hyperlactatémie à cause d'une baisse de clairance du lactate

4 Vous pensez qu'il a une hyperlactatémie à cause d'une augmentation de la production de lactate Cette augmentation de production de lactate: A - est délétère B - n'est pas délétère C - indique une augmentation globale de tout l'organisme du métabolisme anaérobie D -indique une crise énergétique de tout l'organisme Un homme de 52 ans après un polytrauma sévère. Il présente un sesis sévère avec instabilité hémodynamique. Sa lactatémie est de 4,2 mM, avec un pH = 7,32

5 fructose 6P glucose pyruvate PFK alanine fructose 1,6P lactate NADH NAD ADP ATP n = 2 PDH AcétylCoA NADH + O 2 Krebs NAD + H 2 O ATP n = 36 ADP Oxydation phosphorylante CO 2 + H 2 O Oxalo acétate METABOLISME DU LACTATE L P =k. NADH NAD < 12

6 CYTOSOL MITOCHONDRIE glucose GLYCOLYSE pyruvate CYCLE DE KREBS NAD + NADH lactate ßoxydation (Ac gras libres) acétyl CoA pyruvate déshydrogenase ADP ATP ATP synthase NADH déshydrogénase NAD + e-e- cytochrome oxydase CHAINE RESPIRATOIRE H+H+ H+H+ H+H+ O2O2 e-e- e-e- e-e- I II III IV LDH

7 ECHANGES INTERORGANES glucose lactate 6 ADP 6 ATP H2OH2O ß-oxydation O2O2 Foie (70%) glucose lactate ADP ATP Lactate Glucose GR

8 lactate glucose 6 ADP 6 ATP Krebs ß-oxidation= oxidative pathway glucose pyruvate ATP lactate ADP NADH NAD glucose lactate ADP ATP NADH NAD pyruvate LACTATE GLUCOSE KREBS pyruvate ADP ATP EXERCICE MUSCULAIRE

9 O2O2O2O2 pyruvate NADH NAD NAD NADH lactate H 2 O O 2 pyruvate pyruvate hépatocytes capillaire pyruvate lactate lactate lactate ECHANGES INTRAORGANE

10 LA LACTATEMIE [Lactate] : contrôle des voies métaboliques (recyclage du glucose, oxydation) [Lactate] adaptée au contexte : quelle est la concentration nécessaire pour obtenir un équilibre adapté à la situation? production élimination 1 2 = mmol/j < 1,5 mmol/l

11 UtilisationProduction LACTATEMIE Lactatémie = 1 mmol/l Production = 200 mmol/h Clairance = 200 l/h lactatémie (mmol/l) Lactatémie = 1 mmol/l Production = 20 mmol/h Clairance = 20 l/h lactatémie (mmol/l) METABOLISME DU LACTATE

12 lactatémie (mmol/l) temps (sec) LACTATE INFUSION Levraut et al, AJRCCM, 1998 lactatémie : 0.8 mM clairance : 1,777ml/kg/h production endogène : 23.4 µmol/kg/min lactatémie : 3.1 mM clairance : 384 ml/kg/h production endogène: 19 µmol/kg/min METABOLISME DU LACTATE

13 glucoseglucose, 6-phosphate ATP ADP pyruvate CO 2 oxygène lactate ATP ADP ATP H2OH2O LACTATE, GLUCOSE ET METABOLISME ENERGETIQUE

14 glucoseglucose, 6-phosphate ATP ADP pyruvate CO 2 oxygène lactate ATP ADP ATP H2OH2O X X LACTATE, GLUCOSE EN HYPOXIE

15 LACTATEMIE ET OXYGENATION Interprétation lactatémie dpd de l'environ t métab : 1 - Infusion de lactate exogène [lact] > mmol/l = non délétère 2 - Muscle et exercice : pH mmol/l = physiologique 3 - Compartimentation métab intra¢ : liaison production ATP glycolytique et fct pompe Na/K ATPase (muscle, cerveau) 4 - Sepsis : hyperlact = production et élimination hyperlactatémie = production anaérobie d'ATP, mais déficit en O 2

16 LACTATEMIE ET SEPSIS Classiquement : hyperlactatémie due à l'hypoxie ¢ MAIS - métabolisme oxydatif augmenté dans le sepsis - glycolyse, néoglucogénèse et glycogénolyse augmentées dans le sepsis - rapport L/P normal associé à une hyperlactatémie - pas d'hypoxie intracellulaire - [ATP] et [Créatine Ph] intra¢ normales - [ATP] intra¢ normale sur biopsies humaines musculaires - adéquation apport/demande: pas d'amélioration par remplissage ou augmentation DO 2

17 endotoxin LACTATEMIE ET SEPSIS PO 2 tissulaire augmente dans le sepsis!!!! PO 2 épithéliale vésicale (kPa) modèle de rats endotoxiniques contrôle endotoxine 20 mg/kg bolus endotoxine 10 mg/kg en 30' 0123 temps (h) Rosser et al, Am J Physiol

18 LACTATE ET SEPSIS Classiquement : hyperlactatémie due à l'hypoxie ¢ MAIS - métabolisme oxydatif augmenté dans le sepsis - glycolyse, néoglucogénèse et glycogénolyse augmentées dans le sepsis - rapport L/P normal associé à une hyperlactatémie - pas d'hypoxie intracellulaire - [ATP] et [Créatine Ph] intra¢ normales - [ATP] intra¢ normale sur biopsies humaines musculaires - adéquation apport/demande: pas d'amélioration par remplissage ou augmentation DO 2

19 Levy et al, Crit Care Med 2000; 28: Control CS Surv CS DCD CS réfract C cardio CS Surv CS DCD 60 pts en choc septique LACTATE ET SEPSIS

20 Classiquement : hyperlactatémie due à l'hypoxie ¢ MAIS - métabolisme oxydatif augmenté dans le sepsis - glycolyse, néoglucogénèse et glycogénolyse augmentées dans le sepsis - rapport L/P normal associé à une hyperlactatémie - pas d'hypoxie intracellulaire - [ATP] et [Créatine Ph] intra¢ normales - [ATP] intra¢ normale sur biopsies humaines musculaires - adéquation apport/demande: pas d'amélioration par remplissage ou augmentation DO 2

21 1 - Endotoxines synthèse mRNA transporteur du glucose (Widnell CC et al, FASEB J, 1990) 2 - Baisse activité PDH : bloque entrée dans cycle de Krebs (Vary TC, Shock, 1996) 3 - Rôle des catécholamines : couplage pompe Na/K ATPase et pyruvate kinase (James JH et al, Lancet, 1999) Hyperproduction de lactate LACTATE ET SEPSIS

22 poumonreinintestinfoiemuscle Contrôle Endotoxine Bellomo et al, Chest 1996; 110: Hyperproduction de lactate : rôle du poumon LACTATE ET SEPSIS

23 Routsi et al, Crit Care Med. 1999;27: Reflet de lactivation macrocytaire ? Hyperproduction de lactate : rôle du poumon LACTATE ET SEPSIS

24 Levraut et al, Am J Respir Crit Care Med 1998; 157: l actatémie (mmol/l) 1/ Cl totale lact (l/kg/h) r 2 = 0.73 p < production lactate (µmol/kg/h) l actatémie (mmol/l) r 2 = p = 0.29 Aucune relation entre clairance lactate et fct hépatique Hyperlactatémie modérée persistante Défaut d'utilisation du lactate LACTATE ET SEPSIS

25 T90T120T225 SIRS septiques (n = 24) SIRS non septiques (n = 10) Perus et al, Ann Fr Anesth Réanim 2002; 21:269s Extraction musculaire de lactate Perf lactate Utilisation du lactate: rôle du muscle LACTATE ET SEPSIS

26 METABOLISME DU LACTATE ET PRONOSTIC - Hyperproduction = phénomène délétère ou adaptatif ? - Lactate = substrat énergétique

27 Pyruvate Lactate PEP Glucose Pyruvate kinase T ADP ATP 3 Na + 2 K + Na +, K +, Mg ++ ATPase LACTATE ET POMPE Na/K-ATPase

28 SEPSIS ET CATECHOLAMINES (James JH et al, Lancet 1999) glycogène pyruvate lactate ADP ATP glucose 6-P Compartiment "oxydatif" O2O2 mitochondrie Compartiment "glycolytique" glycogénolyse glycolyse lactate + + AMPc adrénaline pompe Na/K 2K 3Na

29 µg/kg/mn Day et al, Lancet 1996; 348: patients en sepsis sévère LACTATE, ADRENALINE, POMPE Na/K-ATPase

30 James et al, J Clin Invest 1996; 10: B A : ligature coecale (contrôle : sham) B : injection péritonéale LPS E. Coli (contrôle : NaCl) Production musculaire de lactate chez le rat LACTATE ET POMPE Na/K-ATPase

31 Rhodes et al, Crit Care Med 1999; 27: patients en sepsis sévère Test à la dobutamine 10 µgkg/mnRépondeurs : VO 2 > 15% LACTATE ET POMPE Na/K-ATPase pronostic et effet thermogénique

32 Levraut, Ichai et al, Crit Care Med 2003; 31: Mesure production et clairance du lactate Mesures réalisées dans les 48 premières heures du sepsis Test d'hyperlactatémie Présentation générale Inclusion de 56 patients de 52 ± 19 ans Sepsis dorigine pulmonaire (64%) et digestive (27%) Mortalité à J28 : 30,4% (MOF, choc, hypoxie) Patients normo ou légèrement hyperlactatémiques METABOLISME DU LACTATE ET PRONOSTIC

33 Levraut, Ichai et al, Crit Care Med 2003; 31: METABOLISME DU LACTATE ET PRONOSTIC Survivants 1.4 ± 0.5 DCD 1.6 ± 0.7 p 0.20 Lactatémie (mmol/l) 1.19 ± 0.63 Prod endogène lactate (mmol/kg/h) 0.86 ± ± ± Clair lactate (l/kg/h)

34 production élimination - Turnover du lactate = donnée dynamique corrélée aux échanges métab interorganes :. transport d'énergie : consomme et produit alternativement de l'énergie. navette pour potentiel redox : substrat réduit J lactate (mmol/j) + turnover du lactate, + les besoins énergétiques d'un org sont couverts par l'ensemble des autres org METABOLISME DU LACTATE

35 glucoseglucose, 6-phosphate ATP ADP pyruvate CO 2 oxygène lactate ATP ADP H2OH2O X X ROS LACTATE : SUBSTRAT ENERGETIQUE Réoxygénation

36 (Schurr A et al, Brain Res, 1997; 744: ) mM glucose mM IAA 6 mM lactate mM IAA 1.5 mM glucose + 3 mM lactate neuronal functional slices (%) after 5 min hypoxia and 30 min reoxygenation * * ** * p < vs glucose 3 mM p < vs gluc & gluc + lact LACTATE : SUBSTRAT ENERGETIQUE

37 (Schurr A et al, Brain Res, 2001; 895 : ) ischémie globale transitoire (TGI) (5 min) = groupe contrôle injection NaCl 60 min avant décapitation incubation avec 2.5 mM glucose or 5 mM lactate ± cyano-4-hydroxycynnamate (4-CIN) ( transporteur du lactate) = 4-CIN 30, 60, 90, 120 avant décapitation incubation avec 5 mM lactate = 4-CIN 60 min avant décapitation incubation avec 2.5 mM glucose coupes d'hippocampe - 1 ère partie LACTATE : SUBSTRAT ENERGETIQUE

38 (Schurr A et al, Brain Res, 2001; 895 : ) contrôle 30 min 60 min * ** * * p < p < min 120 min tps écoulé (mn) entre l'injection de 4-CIN & préparation des coupes fct neuronale(%) 90 min aprés incubation avec glucose ou lactate lactate 5 mM glucose 2.5 mM LACTATE : SUBSTRAT ENERGETIQUE

39 (Schurr A et al, Brain Res, 2001; 895 : ) contrôle -operés injection de 4 - CIN groupeTGI injection de NaCl groupe TGI 4-CIN 60 min avant décapitation coupes d'hippocampe après 7 jours - 2 ème partie - évaluation électrophysiologique - évaluation histologique ischémie globale transitoire (TGI) (5 min) LACTATE : SUBSTRAT ENERGETIQUE

40 (Schurr A et al, Brain Res, 2001; 895 : ) sham (4-CIN) control NaCl 60 min avant TGI 70 lésions hippocampal es(%) mesurrées 7 jours après TGI CIN 60 min avant TGI LACTATE : SUBSTRAT ENERGETIQUE

41 Gladden, PNAS 2001; 98: "Lactic acid: new roles in a new millenium" CONCLUSION

42 Un homme de 52 ans après un polytrauma sévère. Il présente un sesis sévère avec instabilité hémodynamique. Sa lactatémie est de 4,2 mM, avec un pH = 7,32 Pensez vous qu'il a une hyperlactatémie parce que : A - faible clairance du lactate B - production élevée de lactate C - les 2 D - vous ne savez pas

43 Un homme de 52 ans après un polytrauma sévère. Il présente un sesis sévère avec instabilité hémodynamique. Sa lactatémie est de 4,2 mM, avec un pH = 7,32 Cette baisse de clairance du lactate: A - peut être en rapport avec une dysfonction hépatique B - peut être en rapport avec une altération du métabolisme oxydatif C - le métabolisme hépatique n'est pas indispensable pour la clairance du lactate D - toutes les cellules qui contiennent des mitochondries sont capables de métaboliser le lactate Vous pensez qu'il a une hyperlactatémie à cause d'une baisse de clairance du lactate

44 Vous pensez qu'il a une hyperlactatémie à cause d'une augmentation de la production de lactate Cette augmentation de production de lactate: A - est délétère B - n'est pas délétère C - indique une augmentation globale de tout l'organisme du métabolisme anaérobie D - indique une crise énergétique de tout l'organisme Un homme de 52 ans après un polytrauma sévère. Il présente un sesis sévère avec instabilité hémodynamique. Sa lactatémie est de 4,2 mM, avec un pH = 7,32


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