Hélène Labussière, (DES hématologie, DESC réanimation médicale) Lyon, 05 décembre 2006

Présentation Synthèse sur les connaissances actuelles sur le rôle de la ventilation mécanique dans l’ instauration ou l’ aggravation de la fonction rénale Sources: revue des articles Medline

Bases: constatations cliniques La ventilation mécanique (VM) Participe à l’altération pulmonaire Jouerait un rôle dans la défaillance des organes à distance Dreyfuss, Intensive Care Med 1998; Slutsky Am J Respir Crit Care Med 1998 Les modalités de VM Impact sur la défaillance d’ organe … et sur le taux de mortalité NEJM,2000 Intérêt de cette analyse La défaillance rénale est une manifestation précoce de la défaillance d’ organes Prévalence estimée entre 4 et 16 %

La défaillance rénale aiguë Nécrose tubulaire aiguë Mécanisme Ischémique, le plus souvent Origine toxique Lésions cellulaires Nécrose Apoptose …lien cause-lésion cellulaire?, part relative des 2 mécanismes … intérêt thérapeutique

3 mécanismes Echanges gazeux non optimaux Hémodynamique systémique et rénale Réaction inflammatoire pulmonaire puis systémique secondaire à la VM

Les échanges gazeux But de la VM: échanges gazeux optimaux …mais: situations particulières (ARDS, ALI) Effets délétères sur le parenchyme pulmonaire Hypercapnie permissive, hypoxémie … conséquences sur l’ hémodynamique rénale

Hypoxémie Sévère (PaO2 < 40mmHg) Modérée: controverse Diminution du débit sanguin rénal (DSR) Insuffisance rénale fonctionnelle Modérée: controverse SANS hypercapnie associée: pas de conséquence SANS hypercapnie associée MAIS si installation aiguë: augmentation des résistances vasculaires rénales, hypoperfusion et hypofiltration glomérulaire Médiateurs candidats: NO, Ag II, endothelines, bradykinines, réflexe sympathique…

Hypercapnie (1) Multiples modèles d’ étude Corrélation inverse entre PaCO2 et débit sanguin rénal Anand, Circulation 1992 Mécanismes directs: Vasoconstriction Libération de noradrénaline, activation du système nerveux sympathique, diminution DSR, DFG

Hypercapnie (2) Mécanismes indirects: Remarque Vasodilatation systémique, diminution résistances vasculaire et inactivation des barorécepteurs Libération NA Activation système rénine-angiotensine Mécanismes locaux neurogènes Catécholamines circulantes et neuropeptides Remarque Tous ces mécanismes sont décrits en normoxie …mais modèle animal: nécessité de l’ ASSOCIATION d’ une hypoxémie avec l’ hypercapnie pour induire l’ apoptose des cellules rénales

Mécanisme hémodynamique Bases: Études ischémie reperfusion Conséquence de la diminution du DSR: lésions tubulaires et vasculaires (apoptose et nécrose) 3 mécanismes identifiés Diminution du débit cardiaque Redistribution du débit sanguin rénal Médiation hormonale et sympathique

Débit cardiaque Mécanismes: Conséquence Effet modulé: Diminution de la précharge Modification conformationnelle du VD et du volume et des résistances vasculaires pulmonaires Augmentation de la postcharge du VD Conséquence Diminution de la perfusion rénale et altération de la fonction rénale (DFG, Na, débit urinaire, Cl créat) Pannu, Clin Anaesthesiol 2004) Effet modulé: Variabilité des conséquences Interactions ADH Effet temps dépendant

Redistribution du DSR Du cortex vers la médullaire Conséquences Au cours de la ventilation avec PEEP Sans modification globale du DSR Moore, Pediatr Res, 1974 Conséquences Diminution du débit urinaire et de la Cl créatinine Augmentation de la résorption de Na … pas toujours retrouvé selon les études

Médiation hormonale et sympathique Nombreuses molécules candidates ADH, prostaglandines, catécholamines, FAN, peptides vasoactifs… … peu d’ élues: pas de corrélation forte avec les variations de la fonction rénale durant la VM Cependant: Augmentation du tonus sympathique avec MM et PEEP: stimulation rénine angiotensine Effet transitoire sur la PA aortique: SN sympathique et volume sanguin circulant A évaluer: Implication des récepteurs d’ étirement atriaux

Biotrauma Le concept : 2 hypothèses: la VM induit une réaction inflammatoire pulmonaire, secondairement médiée aux autres organes et participant à leur défaillance 2 hypothèses: Libération dans le poumon et la circulation générale de médiateurs secondaires à la VM, f (pathologie pulmonaire sous jacente et modalités de la VM) Action biologique de ces médiateurs

Exemples Gurkan, Am J PhysiolLung Cell Mol Physiol 2003 Modèle animal d’ agression pulmonaire Élévation IL-6: poumon, foie rein …mais pas d’ étude pour IL-6 pl et fonction rénale Imai, JAMA 2003 Association VM agressive avec lésion histologiques rénales et aggravation de la fonction rénale Hypothèse Fas L responsable de l’ apoptose Ranieri, JAMA, 1999 Réponse inflammatoire dépend des modalités de la VM Quantification des cytokines plasma et LBA Corrélation taux IL-6 et degré d’ insuffisance rénale

Médiateurs Effets délétères Effets protecteurs IL-1 IL-6 Il-8 Il-10 Stimulation des autres cytokines IL-6 Stimulation il- 1 et TNF alpha Régénération tubulaire Il-8 Altérations glomérulaires Il-10 Diminue les cytokines aggresives TNF alpha Stimulation autres cytokines. Altérations glomérulaires, vasculaires et tubulaires Fas L Pas de lésions tubulaires TNF r solubles Inhibition TNF MCP-1 Apoptose tubulaire GRO Aggravation globale VEGF Protection vasculaire

Discussion Les incertitudes sont nombreuses: Des corrélations …mais difficulté d’ établir des relations de cause à effet Pas de certitude sur l’ origine des médiateurs Augmentation des cytokines pro et antiinflammatoires:déséquilibre d’ adaptation ? Parts relatives de la pathologie sous jacente et de la VM ?

Cependant: L’ activation prolongée de la réponse inflammatoire est liée aux défaillances d’ organes VM sur poumon sain et patient normovolémique: pas ou peu d’ altération de la fonction rénale Petite réaction inflammatoire supposée limitée au poumon ? VM a des effets délétères sur le rein en cas de comorbidités

Remarques Pas de modèle d’ étude unique Rôle du terrain, de la pathologie aiguë, des modalités de VM Probable processus multifactoriel Des mécanismes hémodynamiques et liés aux gaz entraînant les lésions ischémiques Des mécanismes biochimiques responsables de lésions toxiques …probables intrications (effet seuil de l’ ischemie ?) Nécrose /apoptose: part relative ?

Les perspectives Mieux connaître les corrélations entre les 3 grands mécanismes Approfondir les connaissances sur la réponse inflammatoire, les mécanismes à l’ échelle cellulaire (nécrose et apoptose) et moléculaire Conséquences préventives et thérapeutiques Recherche de molécules cibles Il-10, VEGF