Mathias Rossignol DAR-SMUR Lariboisière - Paris Prise en charge du diabétique en réanimation Urgence métabolique du diabète Mathias Rossignol DAR-SMUR Lariboisière - Paris

Classification Diabète type I: enfant, adulte jeune le plus souvent. Amaigrissement (catabolisme lipido-protéique) Polyuro-polydypsie, énurésie => B.U. destruction auto-immune des cellules ß du pancréas. carence absolue ou relative en insuline. Insulinémie basse. complications à long terme liées à l ’hyperglycémie chronique. complication aigües. Hypoglycémie Acidocétose diabétique Traitement: Insuline SC.

Classification Diabète type II: résistance à l ’insuline. Insulinémie élevée Le plus souvent 40 ans, surcharge pondérale, sédentaire maturity onset diabetes of youth MODY (adolescent) complications liées à l ’hyperglycémie chronique complication aigües. Acidose lactique (biguanides) Comas hyper osmolaire Traitement: Augmentation de l ’insulinémie (insuline, sulfamides) Restriction calorique, exercice physique Antidiabétiques oraux (biguanides, troglitazone) Traitement de la cause (Obésité, hypercortissisme, sepsis, hyperthyroïdie, Anticorps anti insuline ou récepteurs à l ’insuline)

Report of the committee on the classification an diagnostic criteria of diabete mellitus, Japan Diabetes Society Diab. Res. Clin. Pract. 2002

Catécholamines et cortisol: Insuline: Incorporation de glucose par les hépatocytes, les myocytes et les adipocytes. Stockage d ’AGL par les adipocytes Inhibition de la néoglucogénèse et de la glycolyse Les cellules myocardiques ont d ’autre substrats Les cellules nerveuses se passent d ’insuline Glucagon: Augmente la production hépatique de corps cétoniques Induit la néoglucogénèse et la glycolyse Catécholamines et cortisol: Production augmentée par le stress, la déshydratation, l ’acidose Augmente la libération des AGL et la glycogènolyse

Insuline Synthétisée par les cellules ß des ilots de Langerhans Métabolisme glucidique, lipidique et protidique => entrée de glucose sur dans les cellules insulino dépendantes (≠ neurone) => stockage de l ’excès d ’apport calorique sous forme de glycogène (foie, muscle) =>stockage des lipides dans les adipocytes => stimule la synthèse protidique Pharmacocinétique: Circule sous forme libre Demi vie : 6 min Dégradée par les insulinases (foie, muscle, rein) Récepteur membranaire: Phosphorylation Activation enzymatique Inactivation enzymatique

Interaction Insuline / Récepteur En quelques secondes:  perméabilité membranaire au glucose (80% des C.) Entrée massive de glucose dans les cellules Phénomène réversible en 3 minutes  perméabilité au K+, Ph, acides aminés. En 10 - 15 minutes: Modification du niveau d ’activité de nbreuses voies métaboliques Quelques heures à quelques jours:  transfert de mARN vers les ribosomes  transcription ADN  synthèse protéique et enzymatique

Insuline / Muscle Muscle: Dépendant de l ’insuline pour capter le glucose Au repos et à jeun: métabolisme énergétique basé sur les acides gras car insulinémie basse et mb imperméable Exercice physique: mb devient perméable, même en l ’absence d ’insuline Utilisation préférentielle du Glc en cas d ’exercice physique Post prandiale: insulinémie et glycémie haute Stockage dans le muscle sous forme de glycogène musculaire, réutilisable secondairement même en l ’absence d ’O2 (=>lactate) en cas d ’exercice intense et court

Insuline / Foie Foie = organe tampon de la glycémie En post prandial: Captation du Glc ingéré pendant le repas et transformation en glycogène grâce au pic d ’insuline (glycogène synthase) Au delà des capacités de stockage (6% masse hépatique), transformation Glc => AGL => TG => adipocytes A distance des repas:  Glycémie =>  Insulinémie =>  Glycogène synthase Glycogène => Glucose Maintient de la glycémie (neurones +++)

Insuline / Cerveau Cellules cérébrales sont spontanéement perméables au glucose, même en l ’absence d ’insuline => D ’où l ’absence de comas dans la phase initiale de l ’acidocétose Ne peuvent utiliser que le sucre comme substrat énergétique => D ’où la présentation essentiellement neurologique de l ’hypoglycémie

Insuline et métabolisme lipidique (acidocétose, athérosclérose)  Utilisation du Glc comme substrat énergétique Utilisation des AG comme réserve énergétique  la synthèse hépatique d ’AG quand les capacité de stockage du foie sont dépassées et que les besoins énergétiques post prandiaux sont faibles Facilite la formation de TG (transport des AG vers les adipocytes) et leur stockage dans les tissus gras gros repas + sieste = catastrophe

Phosphorylation oxydative Glc Glycogène Glucose AA, glycérol TG G6P AG TG Pyruvate Acétyl CoA CORPS CETONIQUE Acétoacétate => ßHB, Acétone Lactate CO2 KREBS H+ Phosphorylation oxydative => 38 ATP/Glc => 146 ATP/AG O2

Hormone hyperglycémiante GLUCAGON Synthétisé par le pancréas en cas d ’hypoglycémie Hormone hyperglycémiante =>  glycogènolyse =>  néoglucogénèse (AA => Glc) ce qui explique que le glucagon est efficace même quand les réserves hépatique de glucose sont épuisées =>  mobilisation des AG.  stockage des AG => Augmente la formation d ’Acetyl CoA (<= AG) et donc de corps cétoniques

REGULATION Métabolisme énergétique Glucidique <=> lipidique  Insuline => utilisation du Glc comme substrat énergétique  Insuline => utilisation des AG comme substrat énergétique Glc réservé aux cellules cérébrales Autres hormones: Glucagon, Growth H: - synthèse stimulée par l ’hypoglycémie - inhibe l ’utilisation cellulaire du Glc - Augmente l ’utilisation d ’AG Cortisol, Adrénaline: - Glycogènolyse hépatique (qq min) - lipolyse REMARQUE: - Régulé par le taux de glycémie - But = maintenir un apport de sucre aux cellules cérébrales

Diabète Carence en insuline (production/récepteurs) Symptomatologie    Utilisation cellulaire du Glc => hyperglycémie Mobilisation des corps gras => transformation hépatique en cholestérol => athérogénèse Catabolisme protidique=> ammaigrissement Symptomatologie Glycosurie par dépassement du seuil rénal du Glc (1,8 mmol/L) Déshydratation Intracellulaire par hyperosmolarité (hyperglycémie) Extracellulaire par polyurie osmotique Polyuro-polydipsie

Carence sévère en insuline Lipolyse (amaigrissement) et re largage d ’AGL et de glycérol en quelques minutes Bascule vers un métabolisme énergétique cellulaire basé sur les AG (sauf le cerveau) Excès d ’AG + carence insulinique AG => Acetyl CoA dans le foie (dépassant les besoins énergétiques) Accumulation d ’Acétyl CoA dans le foie Acétyl CoA => Acétoacétate => tissus périphériques Captation périphérique: Acétoacétate => Acétyl CoA Excès d ’Acétoacétate => accumulation sanguine Acétoacétate => ß Hydroxybutirate et Acétone Acidose métabolique, troubles de la conscience

Phosphorylation oxydative Glycogène Glucose AA, glycérol TG G6P AG TG Pyruvate Acétyl CoA CORPS CETONIQUE Acétoacétate => ßHB, Acétone Lactate CO2 KREBS H+ Phosphorylation oxydative => 38 ATP/Glc => 146 ATP/AG O2

Hypoglycémie glycémie < 0,6 g/L (3,3 mmol/L) glycosurie = 0 cétonurie de jeûne

Hypoglycémie sous insuline: favorisés par l ’intensification du traitement causes: surdosage en insuline, lipodystrophies apport alimentaire insuffisant effort physique (immédiate ou retardée) Hypoglycémie sous sulfamides: jeûne association médicamenteuses insuffisance rénale ou hépatique alcool

Interactions médicamenteuses Potentialisation de l ’effet hypoglycémiant: Aspirine, AINS, fibrates, sulfamides, AVK Insuline Masquage des signes d ’hypoglycémie ß bloquants Signes d ’hypoglycocytie (cérébrale) Troubles de l ’humeur, signes sensoriels Comas brutal et agité, convulsions, syndrome pyramidal bilatéral Signes déficitaires (scanner) Signes de contre régulation (catécholamines) Sueurs, tremblements, paleur HTA, tachycardie

Traitement Conscient => re sucrage per os Troubles de la conscience G30% IVD => relais per os + HGT G30% IVD=> G10% en relai + HGT Si inefficace => G10% Glucagon 1 mg S/C HSHC 100 mg IVD

ACIDOCETOSE DIABETIQUE acidose métabolique trou anionique élevé hyperglycémie lactates bas +++ cétonémie, cétonurie

ACIDOCETOSE DIABETIQUE Mode de révélation chez l ’enfant ou l ’adolescent Augmentation des besoins en insuline Sepsis (infection urinaire) Traumatisme, choc,... post opératoire, grossesse IDM, Diminution des apports en insuline Erreur, changement de protocole,… Fugue, refus de la maladie Biodisponibilité

ACIDOCETOSE DIABETIQUE déficit en insuline / excès de glucagon Trouble de la captation du glucose par les cellules insulinodépendantes => Hyperglycémie, hyperosmolarité Production hépatique de corps cétoniques (CS) Acétone ß hydroxybutirate => Acidose métabolique Acétoacétate Baisse de la consomation périphérique de ces CS car leur transformation en Acetyl CoA est régulée par l ’insuline. Cercle vicieux: Déshydratation, acidose, sensibilité des récepteurs à l ’insuline, hyperadrénergie, glucagon, lipolyse, hyperglycémie, acidose, ...

Diagnostic positif (I) Installation sur quelques heures à quelques jours Clinique: Somnolence. Comas tardif lié à la déshydratation et à l ’acidose. => Comas = TDM: AVC, hémorragie méningée œdème cérébral respiration de Kussmaul (lente, régulière et profonde) Odeur de pomme pourrie Nausées, vomissements aggravent la déshydratation Douleur abdominale => ventre chirurgical !!! Tachycardie, hypotension modérée. Déshydratation mixte. Hypothermie, infection sans fièvre.

Chiasson JL, CNAJ, 2003

Acidocétose et douleur abdominale Acidocétose => douleur abdominale Acidose Hypovolémie Hyperglycémie Paralysie gastro-intestinale Complication intra abdominale (appendicite) => acidocétose Acidocétose => ischémie mésentérique Choc État hyperthrombotique Vasospasme Deux signes d'alerte: Persistance de la douleur abdominale Persistance de l'acidose Acidose lactique

Diagnostic positif (II) Hyperglycémie Glycosurie à la bandelette cétonurie à la bandelette Acidose métabolique à trou anionique élevé > 20 mmol/L TA = ( Na+ ) - ( Cl- + HCO3- ) Trou anionique = indosé anionique = protéines Augmenté en cas d ’apport d ’acide (X-COO- + H+) Acidocétose (diabétique, alcoolique, jeûne) Acidose lactique (type I, type II) Insuffisance rénale aiguë sévère Intoxications (éthylène glycol, méthanol, paraldéhyde)

« Fausse hyponatrémie » Hyponatrémie de dilution par transfert d ’eau du secteur intracellulaire vers le secteur extracellulaire Hyper osmolarité limitée par cette hyponatrémie Hyper osmolarité compensée au niveau cérébral par la synthèse locale de molécules osmotiques Baisse brutale de la glycémie => ????

Pièges et diagnostic différentiel (I) Bandelette urinaire Acétone (+) Acétocétate (+++) ß hydroxybutirate (- - -) prédominant dans les formes sévères Acidocétose diabétique normoglycémique Rare, associé au jeûne, grossesse. Glycémie peu élevée. Diagnostic grâce à la cétonurie Recharge glucidique inefficace et fait monter la glycémie Insulinothérapie + apports glucidiques

Pièges et diagnostic différentiel (II) Acidocétose alcoolique: Acidose métabolique + TA  + cétonurie … Alcoolisme chronique. Alcool comme seul apport calorique Atteinte hépatique sous jacente fréquente Physiopathologie: Sevrage alcoolique = jeûne …=> déplétion en glycogène Sevrage alcoolique => déshydratation + stress + carence énergétique => cortisol,  catécholamines, =>  glucagon =>  sécrétion insuline => Acidocétose => Pas d ’hyperglycémie car pas de sucre … Traitement: Réhydratation, apport de sucre Pas d ’insuline ...

Pièges et diagnostic différentiel (III) Cétose de jeûne Cétonurie sans glycosurie Glycémie normale ou basse Acidose modérée Sujet à jeun Traitement = apport de sucre

TRAITEMENT Insuline: forte ou faible doses ? Réhydratation: quid de l ’œdème cérébral Le phosphore et le magnésium L ’oxygène et la ventilation L ’acidose métabolique: c ’est grave ? Traitement de la cause ...

Insuline, fortes doses ? 1970: Fortes doses = 20 à 100 U/H 1990: Fortes doses = 10 unités/heures Justificatif: Contrôler rapidement l ’hyperglycémie pour interrompre la déshydratation Insulinorésistance en acidose métabolique justifie d ’augmenter les doses Nécessité de bloquer la glucogénèse hépatique nécessité de bloque la lipolyse et la cétogénèse pour tamponner l ’acidose

Insuline, faibles doses ? Mortalité globale des acidocétoses sévères = 10% Enfants, 2%: œdème cérébral (mortalité 70%) Sujet âgé,20%: infection, complications cardiopulmonaires La baisse de la glycémie s ’explique par:  Production hépatique de glucose: 63% Utilisation périphérique du glucose grâce à l ’insuline: 22% Glycosurie persistante: 15% De faibles dose d ’insuline suffisent: à bloquer la lipolyse à 100% (1 U/heure) la production hépatique de glucose de 50% (1 U/H) la production hépatique de glucose de 90% (2 U/H) L ’augmentation des dose ne corrige donc pas plus vite la glycémie Les fortes doses majorent les risques d ’hypokalièmie

Wagner, Diabetes Care 22, 674-677, 1999 114 patients Acidocétose sévère: PH = 7.13, Glc = 6g/L, HCO3- = 8.05, K+ = 5,19 Somnolence 40%, comas 6% Protocole thérapeutique Insuline 1 U/H Baisse maximale de la glycémie: 0,5 g/H Réhydratation: 1000 ml en 1 heure 630 ml/H pendant 4 heures 385 ml/H pendant 8 heures Résultats: Mortalité = 0, complications = 0

Réhydratation Rationnel: Waldhaul, Diabetes 28: 577-584, 1979 Déshydratation mixte (intra et extracellulaire) Perte de 5 à 10% du poids du corps Aggrave l ’hyperglycémie et l ’acidose (choc, IRA) Aggrave l ’insulinorésistance Mauvaise distribution de l ’insuline en périphérie  Synthèse de cortisol et de catécholamines Insulinothérapie sans rehydratation => majoration de l ’hypovolémie par transfert d ’eau extra => intra cellulaire Waldhaul, Diabetes 28: 577-584, 1979 8 acidocétose diabétiques Réhydratation (hypotonique), alcalinisation (bicarbonates) Diminution de la glycémie sans insuline: 7 patients / 8 Explication: catécholamines, cortisol, glucagon, insulinoresitance

Réhydratation classique Hypotension => remplissage 1000 mL de NaCl 9 ‰ en quelques minutes (US) 500 mL de macromolécule (F) Pas d ’hypotension =>réhydratation 1000 mL de NaCL 9 ‰ en 1 heure Compensation de la diurèse par sérum salé (iono U) 50% de la perte d ’eau en 12 heures (500 mL/H) Apport de sucre quand la glycémie < 2,5 g/L Apport de PdiK si normo ou hypokalième Ca et Mg2+ selon les résultats biochimique

Œdème cérébral: iatrogène ? (I) Insuffisance circulatoire aiguë très rare Apports hydrosodés massifs => interstitium Hyperosmolarité peu dangereuse car: Installation progressive Deshydratation limitée par la polydipsie Cerveau protégé (diffusion du Glc, osmoles idiogénique, osmoles organique) Baisse brutale de l ’osmolarité dangereuse car: Hyperhydratation intracellulaire brutale Cerveau particulièrement réhydraté … Hypovolémie efficace Acidose hyperchlorémique Entrée de Na dans le cerveau par activation de l ’échangeur Na/H Acidose intracellulaire (corps cétoniques) Majoré par l ’alcalinistion relative du secteur extracellulaire Majoré par l ’insuline ?

Œdème cérébral: iatrogène ? (II) Mahoney,Pediatric Neurol 21; 721-727, 1999 Etude retrospective, 153 enfants / 12 ans, 195 acidocétoses 9 engagements cérébraux / 153 patients. Mortalité 5 / 9. Dg: clinique, scanner, anapath … Critères prédictifs: Sévérité de l ’acidocétose Acidose métabolique, hyperglycémie Hypocapnie (hyperventilation compensatrice) Intensité de la réhydratation Réhydratation initiale (73 ml/kg VS 36 ml/kg les 4 premières heure) Discussion: Hypocapnie => vasoconstriction => ischémie cérébrale Réhydratation trop intense => œdème cérébral Pas de variation osmotique retrouvée (natrémie corrigée ...) Oedeme cérébral avant réhydratation chez l ’enfant … (5%)

Œdème cérébral: iatrogène Œdème cérébral: iatrogène ? (III) Stephen M, Kidney International 51; 1237-1244, 1997 Rats en acidocétose diabétique Comparaison: - traités VS non traités - réhydratation hypotonique Vs isotonique Analyse des cerveaux - contenu en eau et en électrolytes * * * Effet du traitement (insuline + réhydratation) sur le contenu cérébral en eau (L/kg de tissu) *: p<0,05 vs DKA non traitée Effet de la tonicité des liquides de réhydratation sur le contenu cérébral en eau et en Na *: p<0,05 vs hypotonique

Réhydratation et oedeme cérébral beaucoup de littérature Glaser, NEJM, 2001 FdR: Jeune age et premier épisode Hypocapnie à l'admission Hypernatrémie à l'admission Urée élevée Non correction de l'"hyponatrémie" Alcalinisation Effet de la déshydratation ? Ischémie cérébrale ? Iatrogénie ? Etudes TDM Diminution des citernes avant trairement Auto modification des apports hydriques avant hospitalisation ?

Réhydratation salée: - Augmentation Phydraustatique - Diminution Poncotique - Anomalie BHE Bolus d'insuline: - Activation echangeur Na/H - Afflux intracellulaire de Na - Hyperhydratation intracellulaire Apport de Bicarbonate de Na: - Activation de l'échangeur Na/H (Na H) Oedeme interstitiel Trio infernal

Delta Glc, Delta Na et Delta Osm Faibles variations osmotiques Adultes : Glycémie à 30 - 50 mmoles/L Natrémie à l'admission: 120 - 125 mmoles/L Pédiatrie: Glycémie à 50 mmoles/L Natrémie à l'admission; 140 mmoles/L ... Réhydratation plus délicate. Pour maintenir l'osmolarité, il faudrait monter la natrémie à 155mmole/L ... Changer les protocoles Pédiatrie +++ RHE douce sauf si choc Insulinothérapie sans bolus sauf si hyperkaliémie Monitorage osmolarité

Chiasson JL, CNAJ, 2003

stratégie Insuline Sérum physiologique 5 UI/heure à la SE sans bolus Monitorage de la glycémie horaire But: diminution de 0,5 g/H maximum Sérum physiologique 1000 mL en 1H 1000 mL par 3 - 4 heures pendant 12 H 1000 mL par 6 - 12 H pendant 12 H KCl ou PdiK 2 à 3 g/L sauf si hyperkaliémie Monitorage Na/K plasmatique +++ Osmolarité mesurée ou calculée

L ’oxygène, OUI; la ventilation NON

L ’acidose métabolique, c ’est grave ? Nombreuses études à ce sujet Pas d ’indication si pH>7,10 Si pH<7,10 … plus discuté. 4 effets délétères des bicarbonates: Acidose intracellulaire paradoxale (CO2) déplacement de la courbe de dissociation de l ’hémoglobine Majore le risque d ’hypokaliémie Surcharge sodée, oedeme cérébral La littérature ne met jamais en évidence un intérêt à l ’alcalinisation mais parfois un effet délétère: Hypokalièmie Prolongation de la durée de séjour Une seule étude prospective randomisée. Sur 20 patients .. Traitement de l'acidose = Réhydratation + insuline

grossesse ≠ du diabète gestationnel Mode d ’entrée dans la maladie Conséquences fœtales (mal connu):  du débit placentaire par l ’hypovolémie et l ’acidose Acidose fœtale par passage trans-placentaire des CS  affinité de l ’Hb pour l ’O2 =>  délivrance en O2 Hypokaliémie fœtale, dépression myocardique  besoins en oxygène du fœtus par hyperinsulinisme Traitement: Peu de particularité thérapeutique. Encore moins d ’études En péri partum, attention à l ’hypoglycémie fœtale Anesthésie/grossesse/diabète: QS

Coma hyper osmolaire Hyperglycemic Hyperosmolar Nonketonic Coma (HHNC) Complication du diabète non insulinodépendant: L ’hyperglycémie est liée à une résistance périphérique à l ’insuline ou à une carence relative Pas d ’acidocétose car il y a suffisamment d ’insuline pour ne pas déclancher la lipolyse (utilisation de Glc) Déshydratation par hyperosmolarité Facteur surajouté Un patient conscient avec accès libre à l ’eau ne fait pas un comas hyprosmolaire limitation de l ’accès à l ’eau +++ moins de sensation de soif +++ chez les survivant de HHN Mc Kenna, Diabetologia 42; 534-538, 1999 =>Terrain: Patient âgé, immobilisé Patient sédaté ou pathologie neurologique

HHNC, diagnostic Clinique: Biologique: Déshydratation sévère => hypotension, choc Hypo ou hyperthermie, respiration superficielle Coma, convulsions, signe de localisation Biologique: Déshydratation globale, glycosurie +++, cétonurie - Hyperosmolarité, hyperglycémie + hypernatrémie (pertes hydriques > pertes sodées en raison de la glycosurie +  apports hydriques) Pas d ’acidocétose Bilan étiologique: Scanner d ’indication large (Facteur déclanchant +++)

HHNC, traitement Assez proche de l ’acidocétose Traitement du choc hypovolémique (macromolécules ?) Apports d ’insuline pour: couvrir l ’insulinoresistance Diminuer progressivement l ’hyperosmolarité Snyder, Ann Int Med 107; 309-319; 1987 162 sujets de plus de 60 ans, Natrémie > 148 mmol/L Mortalité corrélée à la vitesse de réhydratation Réhydratation avec liquide isotonique initialement Monitorage +++ (glycémie, natrémie, osmolarité +++) Traitement étiologique Remarque: généralement, le HHNC requière moins d ’insuline et plus de réhydratation que l ’acidocétose

Conclusion / Questions

Hyperglycémie en réanimation Contrôler ou non la glycémie ? Acidocétose +++ Polyurie osmotique +++ Hyperosmolarité isolée ??? Du nouveau ...

idées A priori, un état hyperosmolaire ne peut s ’installer chez un adulte conscient avec un libre accès à l ’eau (grâce au phénomène de la soif)

plan Coma hyper osmolaire (vitesse de la réanimation) Acidose lactique(bicar ?) Particularités en réanimation (contrôle, infections) en anesthésie (AB, estomac plein, dysauton NV, ..)

Chiasson JL, CNAJ, 2003