Circulation extra-corporelle Département d’Anesthésie-Réanimation Hôpital Bichat ivan.philip@bch.ap-hop-paris.fr sophie.provenchere@bch.ap-hop-paris.fr

Circulation extra-corporelle Principes Techniques Complications  biologiques Prévention ; prédiction du risque ; rôle de la génétique?

Circulation extra-corporelle: principe Une pompe Un oxygénateur

Circulation extra-corporelle: buts Permettre la chirurgie Suppléance circulatoire Suppléance respiratoire Modulation thermique

Circulation extra-corporelle TECHNIQUES Tubulures (artérielles, veineuses, cardioplégie…) Pompe (occlusive, centrifuge, péristaltique) Oxygénateur (à membrane, à bulles) Echangeur thermique

CEC: la périphérie et le coeur Perfusion périphérique Clampage aortique: protection myocardique

CEC: canules en place

CEC: la machine

CEC: retour veineux et débit de pompe Retour veineux (-> Q pompe) Résist. R. Vx

CEC: surveillance hémodynamique Niveau et bulles Débit : 2,2 à 2,4 l/min/m2 (1,6 à 1,8 en hypothermie) Pression : 40 à 80 mm Hg Rapport TaO2/VO2 : SvO2

CEC: stabilité hémodynamique P = Q x R Hypotension: - élévation du Q pompe - VC (phényléphrine) Hypertension: - baisse du Q pompe - approfondir l’anesthésie - vasodilatateur

CEC: clampage aortique, protection myocardique

CEC: protection myocardique, cardioplégie Différents sites Différents types de liquide Différentes températures Mortalité L ’idéal Temps de clampage aortique

CEC: surveillance Respiratoire : Débimètre et mélangeur O2/air SvO2, capnographie Gaz du sang Thermique Echangeur thermique fiable Monitorage de la température centrale Equilibre acido-basique (alpha stat, pH stat)

Accidents de CEC Embolie gazeuse Dissection aortique Drainage veineux défaillant et désamorçage Défaut de protection myocardique Emboles d’athérome à partir de l’aorte

CEC: complications neurologiques

CEC: « complications biologiques » Hémostase Inflammation

CEC: perturbations de l’hémostase activation de la coagulation activation de la fibrinolyse dysfonction plaquettaire et thrombopénie interaction hémostase - inflammation Transfusion (20 à 40% pts), reprise chirurgicale, tamponnade

CEC: activation de la coagulation héparine (sauf CI = TIH récente) surveillance neutralisation par protamine (effets secondaires)

CEC: activation de la fibrinolyse arguments biologiques … et cliniques: efficacité des anti-fibrinolytiques 2 molécules: aprotinine, acide tranéxamique

Réponse inflammatoire Contact sang-circuit air-sang Ischémie-reperfusion Réponse inflammatoire stress chirurgical anesthésie transfusion... Protamine Endotoxinémie ?

CEC et inflammation: les protagonistes Monocytes - PNN Plaquettes Endothélium organes soumis à I/R Cytokines RLO, Protéinases Coagulation Fibrinolyse Complément Kinine-kallicréine

CEC et inflammation: les conséquences générales: SIRS  vasoplégie dysfonction d’organe: - myocardique - pulmonaire - cérébrale - rénale

CEC - inflammation: et alors? Réaction normale, situation non physiologique Exacerbation chez certains patients Rôle de la réponse anti-inflammatoire ? Effort dans la prévention (médicaments, PAC sans CEC, bio-compatibilité des matériaux, mini CEC, …) Détection des malades prédisposés?

Variabilité inter-individuelle dans : Réponse inflammatoire Risque cardiovasculaire Risque péri-opératoire ? Facteurs héréditaires (génétiques) Autres ?

- Influence of Genotype on Perioperative risk and Outcome, Ziegler, Anesthesiology, Jul 2003 - Genomics and the Circulation Podgoreanu, Br J Anesth, Jul 2004

« sauvage » délétion substitution insertion A T G G C T T A C C G A A T G C T T A C G A substitution insertion A T T G C T T A A C G A A T A G G C T T A T C C G A

Polymorphisme génétique Chirurgie cardiaque Sepsis Vasomotricité Infarctus Coagulation-Fibrinolyse Inflammation Reconnaissance des pathogènes (TLR4) Mécanisme de réponse (cytokines +++)

Polymorphisme et vasomotricité: polymorphisme insertion (I)/ délétion (D) du gène de l’ECA In vitro In vivo 40 II/ID DD 30 Increase in Pressure (mmHg) 20 10 25 50 75 100 125 150 PHENYLEPHRINE (µg) Henrion, Plantefève, J Am Coll Cardio, 1999

Lasocki, Benessiano, Anesthesiology, 2002 Polymorphisme et vasomotricité: polymorphisme insertion (I)/ délétion (D) du gène de l’ECA Lasocki, Benessiano, Anesthesiology, 2002

Polymorphisme I/D du gène de l’ECA et chirurgie cardiaque Volzke, Chest, 2002

Polymorphisme et vasomotricité: G894T polymorphisme du gène de la NOSe Philip, Plantefève, Benessiano, Circulation, 1999

Polymorphisme du gène de PlA2 plaquettaire et IDM péri-opératoire Rinder, Anesthesiology, 2002 P = 0,006 TnIc ng/ml Gp IIb/IIIa  fibrinogène Polymorphisme PlA2 FdR d’IDM Quid en chirurgie cardiaque?

Risque de saignement : facteur V Leiden Donahue, Circulation, 2003

Polymorphismes et production de cytokines per CEC TNF-a IL-8 Brull, Arterioscler Thromb Vasc, 2001 Grünenfelder, J Thorac Cardiovasc Surg, 2004

Polymorphisme du gène du TNF: association avec la clinique Tomasdottir, Anesth Analg, 2003 % pts G-A 252, gène TNF-b (TNFB1B2) Elévation des cytokines chez B2: TNF-a; 11,3 vs 7,8 (P=0,013) IL-6: 153 vs 87 (P=0,010)

Polymorphisme du gène du TNF et risque de ventilation prolongée Yende, Crit Care Med, 2003 TNF effet délétère allèle A TNF-308 et LTa +250 associé à une surproduction de TNF Association entre ces polymorphismes et durée de ventilation postopératoire ?? oui… mais

Polymorphisme du gène de l’apolipoprotéine E gène apo E polymorphe: 3 allèles (e2, e3, e4) e4 : F D R d’athérome et associé à une réponse inflammatoire accrue associé à réponse inflammatoire per CEC Drabe, Eur J Cardiothor Surg, 2001

Variant e4 et dysfonction d’organe après CEC  dysfonction cérébrale  dysfonction rénale  e4 protecteur Chew, Anesthesiology, 2000 e4 associé au risque Tardiff, Ann Thorac, Surg, 1997

Plus simple …: inflammation et statines Brull, Am J Cardiol, 2001 IL-6 (pg/ml) P = 0,019 (0,006 après ajustement)

Conclusion Conduite de la CEC élément majeur de réussite de la chirurgie cardiaque Prise en charge adéquate (hémostase) Inflammation et morbi-mortalité ? Développement de nouvelles techniques (mini CEC…) Polymorphisme génétique et risque périopératoire ? À ce jour, le polymorphisme le plus important reste celui de l’équipe soignante (en particulier celui du chirurgien) …