l’oxygénation tissulaire Déterminants de l’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 VO2 = IC. (CaO2 - CvO2).10 Index cardiaque Hémoglobine Microcirculation

Convection Index cardiaque Hémoglobine Microcirculation VO2 = IC. (CaO2 - CvO2).10 Index cardiaque Hémoglobine Microcirculation

Consommation d’oxygène (mL/min/m2) Transport en oxygène (mL/min/m2) 200 150 100 50 0 100 200 300 400 500 600 700 Transport en oxygène (mL/min/m2)

Consommation d’oxygène (mL/min/m2) Transport en oxygène (mL/min/m2) 200 EO2 critique 150 100 50 0 100 200 300 400 500 600 700 Transport en oxygène (mL/min/m2)

Consommation d’oxygène (mL/min/m2) Transport en oxygène (mL/min/m2) 200 EO2 critique 150 Extraction tissulaire d’O2 Recrutement capillaire Homogénéisation des débits et des Htes Diminution de l’affinité de l’O2 pour Hb 100 50 0 100 200 300 400 500 600 700 Transport en oxygène (mL/min/m2)

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

Convection Index cardiaque Hémoglobine Microcirculation VO2 = IC. (CaO2 - CvO2).10 Index cardiaque Hémoglobine Microcirculation

Saturation d’oxygène (%) 100  PCO2  H+  Temp  2,3-DPG 50 0 20 40 60 80 100 PO2 (mmHg)

Convection Index cardiaque Hémoglobine Microcirculation VO2 = IC. (CaO2 - CvO2).10 Index cardiaque Hémoglobine Microcirculation

Endothélium

Innervation artériolaire Innervation relative (longueur/surface m/ m2) 0.8 0.6 0.4 0.2 1.0 1.2 A1 A2 A3 A4 Cap Intaglietta, M., et al., Cardiovasc Res, 1996. 32 632-43.

Hématocrite capillaire

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

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.

Extraction tissulaire en oxygène Recrutement capillaire Homogénéisation des débits et des Htes Diminution de l’affinité de l’O2 pour Hb

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

1 MAC Halothane 2.3 +/- 0.5 g/dl Van Der Linden P et al., Anesthesiology. 99:97-104, 2003. 1 MAC Halothane 2.3 +/- 0.5 g/dl

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 Leung JM et al., Anesthesiology. 93:1004-1010, 2000.

MAIS = malades avec ATCD cardiovasculaires Hypovolémie Réanimation = malades avec ATCD cardiovasculaires Hypovolémie baisse de viscosité et bas débits Sepsis altérations microcirculatoires

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.

Endothélium

Endothélium

Endothélium ERO

RBC flux villus tip (mm/s) RBC flux villus capillary (mm/s) Control Hemorrhage Low ETX (1.5 mg/kg) High ETX (10 mg/kg) 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 Nakajima Y et al. AJRCCM 2001

Microcirculation - choc septique Augmentation des résistances à écoulement Des globules rouges  œdème interstitiels et cellulaires  viscosité  adhésion leucocytaire Interaction avec la réponse cellulaire pro-inflammatoire Etat procoagulant  Diminution EO2

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.