Oxygénation tissulaire J. Duranteau Université Paris-Sud Hôpital de Bicêtre
Convection VO2 = IC. (CaO2 - CvO2).10 Diffusion VO2 = KO2 (PvO2 - PmitO2) O2 ATP Fonction mitochondriale
Convection Index cardiaque Hémoglobine Microcirculation
Consommation d’oxygène (mL/min/m2) Transport en oxygène (mL/min/m2) 200 EO2 critique Lactate 150 100 50 0 100 200 300 400 500 600 700 Transport en oxygène (mL/min/m2)
Oxygen uptake (mL/min/m2) Oxygen delivery (mL/min/m2) 300 0 200 400 600 800 1000 Oxygen delivery (mL/min/m2)
Saturation d’oxygène (%) 100 PCO2 H+ Temp 2,3-DPG 50 0 20 40 60 80 100 PO2 (mmHg)
Convection Index cardiaque Hémoglobine Microcirculation
Effet Fahraeus-Lindqvist Endothélium
Diamètre du vaisseau m Lipowsky HH, Microvasc Res 19:297, 1980 Hte micro/Hte macro Artériel veineux 1,0 0,8 0,6 60 50 40 30 20 10 10 20 30 40 50 60 70 Diamètre du vaisseau m Lipowsky HH, Microvasc Res 19:297, 1980
Van Der Linden P et al., Anesthesiology. 99:97-104, 2003.
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
MAIS Réanimation = malades avec ATCD cardio-vasculaires Hypovolémie : baisse de viscosité et bas débits Sepsis : altération microcirculatoire
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 0 5 10 15 20 O2 delivery (mL/kg/min) Curtis SE et al. J Appl Physiol 79: 1352-1360. 1995.
Endothelium
RBC flux villus tip (mm/s) RBC flux villus capillary (mm/s) 500 300 400 200 300 200 100 100 0 60 min 0 60 min Control Hemorrhage Low ETX (1.5 mg/kg) High ETX (1.5 mg/kg)
RBC flux villus tip (mm/s) Control ETX RBC flux villus tip (mm/s) 500 ETX + NE ETX + NE + Arg 400 300 200 100 0 60 120 min
Convection VO2 = IC. (CaO2 - CvO2).10 Diffusion VO2 = KO2 (PvO2 - PmitO2) O2 ATP Fonction mitochondriale
PO2 extracellulaire O2 flux ∆ PO2 PO2 mitochondriale
Convection VO2 = IC. (CaO2 - CvO2).10 Diffusion VO2 = KO2 (PvO2 - PmitO2) O2 ATP Fonction mitochondriale
EPO iNOS HIF1 Besoins métaboliques GLUT-1 glycolyse VEGF ATP glycolyse VEGF
Oxygen uptake (µmol/hr/million cells) 4 Normoxia Hypoxia or normoxia Normoxia 120 torr 22 or 120 torr 120 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.
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. 273:11619-11624. 1998.
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.
Takehara et al. Arch. Biochem. Biophys.323, 27-32, 1995. Oxygen (µM) Succ 200 100 ADP 350 µM Mt NO 0.4 1.0 2.0 3.0 µM 0 5 10 15 Time (min) Takehara et al. Arch. Biochem. Biophys.323, 27-32, 1995.
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 0 5 10 15 Time (min) Takehara et al. Arch. Biochem. Biophys.323, 27-32, 1995.
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; 27:2518-2524.
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; 113:1246-1257.
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 164. 1444-1447, 2001.
% 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; 164:389-395. Survivors Non-survivors
Lésions microscopiques et altérations de la respiration mitochondriale Crouser et al. Crit Care Med 2002; 30: 276-284
Lésions microscopiques et altérations de la respiration mitochondriale Crouser et al. Crit Care Med 2002; 30: 276-284
D. Brealy et al. The lancet 360, 20, 2002.
D. Brealy et al. The lancet 360,20,2002.