Détermination de la dépense énergétique en réanimation Détermination de la dépense énergétique en réanimation ? Thomas Lescot Réanimation Chirurgicale Digestive Département d’Anesthésie-Réanimation Hôpital Saint-Antoine Assistance Publique - Hôpitaux de Paris Université Pierre et Marie-Curie-Paris6

Lien d’intérêt Baxter Fresenius

Apports énergétiques en réanimation Les nutriments constituent l’unique source d’énergie nécessaire à la vie humaine La dénutrition acquise en réanimation est associée à un devenir plus péjoratif La nutrition artificielle en réanimation représente une habitude communément admise chez les patients sous ventilation artificielle Les pratiques nutritionnelles sont très variables Les données de la littératures sont parfois d’interprétation délicate

Au début….la vie anaérobie Nutriments Déchets Lactates ATP 1 mole de glucose  2 ATP En bioenergétique, l’énergie, c’est ce qui permet à la matière de se transformer en produisant un travail Nos aliments sont transformés een nutriments, cad en substrats directement utlisables par la cellule Glu, lip et AA convergent vers une voie finale commune qui aboutit au transfert d’energie contenue dans les atomes d’hyrogènes sous la forme de liaisons phosphates: permettant de générer un travail

Une révolution métabolique: La mitochondrie et de l’oxygène… Nutriments Déchets Lactates Hydrogène En bioenergétique, l’énergie, c’est ce qui permet à la matière de se transformer en produisant un travail Nos aliments sont transformés een nutriments, cad en substrats directement utlisables par la cellule Glu, lip et AA convergent vers une voie finale commune qui aboutit au transfert d’energie contenue dans les atomes d’hyrogènes sous la forme de liaisons phosphates: permettant de générer un travail Oxygène

L’oxydation aérobie Nutriments Transfert d’électrons Production d’ATP au niveau mitochondrie Déchets Lactates Hydrogène ATP 1 mole de glucose  36 ATP En bioenergétique, l’énergie, c’est ce qui permet à la matière de se transformer en produisant un travail Nos aliments sont transformés een nutriments, cad en substrats directement utlisables par la cellule Glu, lip et AA convergent vers une voie finale commune qui aboutit au transfert d’energie contenue dans les atomes d’hyrogènes sous la forme de liaisons phosphates: permettant de générer un travail H2O Travail ADP Oxygène

Traumatisme / Chirurgie / infection sévère Les aléas de la vie… Traumatisme / Chirurgie / infection sévère Réponse Hormonale Cortisol Glucagon Catécholamines Hormones thyroïdiennes Insuline Hormones de croissance Réponse neurologique Activation orthosympathique Hypothalamo-hypophysaire Réponse inflammatoire Cytokines Réorientation des priorités métaboliques pour répondre au besoin catabolique

Conséquences métaboliques de l’agression Lipolyse - Insulinoresistance Néoglucogenèse Glycogénolyse Glycerol  GLUCOSE AA Protéolyse L’agression sévère commune à tous les patients de réanimation induit des réponses métaboliques qui ont pour objectif de redistribuer les priorités au profit du maintien de l’équilibre hémodynamique, du système immunitaire et du processus cicatriciel l’agression s’accompagne d’une augmentation du turnover protéique avec une protéolyse accrue et une synthèse protéique diminuée. Ce catabolisme protéique est activé par des cytokines pro-inflammatoires (TNF-alpha, IL-1, IL-6) et par des hormones sécrétées suite à l’agression (cortisol, catécholamines, glucagon) Pyruvate Lactate Glycolyse Agression - Insulinoresistance

La vraie vie…. 2946 patients – 158 services de réanimation – 20 pays Apports caloriques adéquats = 59% des patients Apports protéiques adéquats = 60% des patients Cahill et al, CCM 2010

La dénutrition prolongée est délétère après une agression Déficit calorique cumulé 12 000 kcal La dénutrition prolongée est délétère après une agression

Odds de la mortalité à 60 jours par augmentation de 1000 kcal/kg/jour ASSOCIATION entre augmentation des apports caloriques et baisse de la mortalité si BMI < 25 ou > 35

La surnutrition n’est pas la solution… 200 patients de réanimation sous pt Augmentation de la fréquence des infections

Augmentation de la fréquence des dysfonctions hépatiques 725 patients sous nutrition artificielle Augmentation de la fréquence des dysfonctions hépatiques

REANIMATION HOSPITALISATION

Quelle cible calorique ? 30 25 20 18 15

La cible visée dépends de la dépense énergétique La détermination de la DEPENSE ENERGETIQUE permet l’adaptation des apports nutritionnels La DEPENSE ENERGETIQUE est fonction: - Métabolisme de base - Effets thermique des nutriments - Thermogénèse - Activité musculaire

Comment évaluer la dépense énergétique

Calorimétrie indirecte Technique de référence de mesure de la dépense énergétique Résulte de l’oxydation des nutriments (protéines, lipides, glucides) Consommation d’O2 Production de CO2 Production d’H2O Production d’Energie (Production d’ATP) - Production d’urée (protéines) Nutriments Calorimétrie indirecte O2 CO2 ATP Chaleur La CI est la méthode de référence pour mesurer précisément la dépense énergétique, puisqu’ elle tient compte de l’ état clinique actuel du patient qui peut varier au cours d’ une même journée [22]. Elle mesure les volumes d’ échange gazeux (volume d’ oxygène consommé [VO2 ] et volume de dioxyde de carbone produit [VCO2 ]) et permet de déduire la quantité d’ adénosine triphosphate (ATP) dont le patient a besoin pour maintenir son métabolisme actif dans les conditions de mesure. Calorimétrie indirecte est basée sur le principe de stabilité Cette technique permet de déterminer les besoins énergétique au niveau cellulaire par mesure des volume d’oxygène et de dioxyde de carbone d.pense .nerg.tique par calorim.trie indirecte est li.e . la n.cessaire transformation d’une .nergie chimique inutilisable (les liaisons des mol.cules des nutriments) en une autre .nergie chimique utilisable (essentiellement l’ATP). Cette transformation se d.roule au cours des processus d’oxydation conduisant in fine . la production de gaz carbonique (CO2) et d’eau. Dans cette cha.ne m.tabolique, l’oxyg.ne (O2) se conduit comme l’accepteur final d’.lectrons qui, ainsi r.duit, formera une mol.cule d’eau. Le nombre de moles d’ATP synth.tis.es dans ce processus mitochondrial est proportionnel au nombre d’atomes d’oxyg.ne r.duits ou . consomm.s .. Le facteur de proportionnalit. est propre . chaque substrat

Calorimétrie indirecte Principes de mesure Equations de Haldane VO2 =Vi x FiO2 −Ve x FeO2 VCO2 = VE  (FeCO2 - FiCO2) VO2 = [(FiO2 – FeO2) – (FiO2 x FeCO2) / (1 – FiO2)]  VE VCO2 = VE  (FeCO2 ) Equation de Weir DE (kcal/j) =[3,9XVO2 + 1,1 X VCO2 (– 1,99 UN)]X1440

Conditions de mesure++++ Patients ventilés Mesures en conditions stables FiO2 < 60% Absence de fuites sur le circuit Pas de variation du stock de CO2 (EER, HCO3-) Pas de fuite gazeuses

30 à 60 min par patient …

2- Equations estimatives de la dépense énergétique Equations d’Harris et Benedict Homme : DER = 66,5 + 13,75 Pds (kg) + 5,0 T (cm) − 6,78 A (années) Femme : DER = 655 + 9,56 Pds (kg) + 1,85 T (cm) − 4,68 A (années

2- Equations estimatives de la dépense énergétique Equations d’Harris et Benedict Homme : DER = 66,5 + 13,75 Pds (kg) + 5,0 T (cm) − 6,78 A (années) Femme : DER = 655 + 9,56 Pds (kg) + 1,85 T (cm) − 4,68 A (années 1919 Conditions Facteur correctif Postopératoire 1,1 Fractures multiples 1,3 Polytraumatisme 1,5 Sepsis grave 1,2 à 1,7 Brûlures étendues 1,5-2,1

2- Equations estimatives de la dépense énergétique Représentent une alternative à la calorimétrie indirecte Mais faible corrélation Flancbaum l, Am J 2009 Cheng CH, Clin Nutr 2002 Difficultés de saisi de variables (quel poids ?) Utilisation anecdotique

2- Equations estimatives de la dépense énergétique Limites de concordances Précision à 10% (% de patients) < 60 ans > 60 ans Non obèse Obèse obèse ACP 25 kcal/kg 213 to 386 35 44 34 50 12 (poids corrigé) (Pactuel –Pideal)X 0.25 + Pidéal -162 to - 62 46 47 43 Harris Benedict DER = 66,5 + 13,75 Pds + 5,0 T − 6,78 A DER= 65,5 + 9,56 Pds + 1,85 T − 4,68 A -323 to -223 31 45 27 Faisy 8P+ 14T + 32 VM + 94T – 4834 72 à 149 53 65 72 37 39 Penn State 0,96xMifflin + 167xTmax + 31VM – 6212 -43 à -29 67 60 70 77 Frankenfield DC. J Parenter Enteral Nutr 2009

- Calorimétrie indirecte, mais… Equations prédictives, mais…. 25 kcal/kg/j Guideline on parenteral nutrition (2009) 25 kcal/kg/day increasing to target over the next 2–3 days Guideline on enteral nutrition (2006) During the acute and initial phase 20– 25 kcal/kg BW/day During recovery (anabolic flow phase), 25– 30 total kcal/kg

Le sujet Obèse Il ne faut pas calculer les apports en fonction du poids réel (Accord Fort) Il faut probablement calculer les apports nutritionnels en fonction du poids ajusté (Accord faible) Poids ajusté = (poids idéal théorique + 1/4 [poids réel - poids idéal théorique])   En théorie, les apports nutritionnels doivent être adaptés à la masse métaboliquement active. Cette dernière est surestimée par le poids réel et est approchée par le poids ajusté165-167. Le poids idéal théorique peut être estimé par la formule suivant  Poids Idéal Théorique (kg) = 25 X [taille(m)]²  En tenant compte de ce poids ajusté, il faut probablement apporter 20 kcal/kg/j dont 2 g/kg/j de protéines (Accord faible)

RFE 2014 Pour évaluer précisément la dépense énergétique d'un patient de réanimation, il faut utiliser la calorimétrie indirecte (méthode de référence en tenant compte de ses limites d'utilisation) plutôt que les équations prédictives (Accord faible). En l'absence de calorimétrie indirecte, il faut probablement avoir un objectif calorique total de 20-25 kcal/kg/j à la phase aiguë et 25-30 kcal/kg/j après stabilisation (Accord faible).

3- « Chiffre magique » 25 kcal/kg/j (30 kcal/g/jour)

La dépense énergétique varie selon l’évolution dans l’agression Wischmeyer, CC 2013

La dépense énergétique varie selon l’évolution dans l’agression Septicémie Pneumonie Réanimation Saint-Antoine

Monitorage de la DE ? entre baisse de la mortalité

LES QUESTIONS La mesure de la DE est elle pertinente en pratique clinique ? La mesure de la DE permet-elle d’améliorer le devenir ?

Précision de 610 kcal/j = 41% de la DE moyenne (1491 kcal/j) Il existe une différence de 610 kcal entre la prescription et les besoins journaliers du patient

25 kcal/kg/jour Vs.

CALORIMETRIE CONTROLE 2086 Kcal/kg/jour 1480 Kcal/kg/jour

MORTALITE HOSPITALIERE  Tight calorie control groupe: 28,5% Groupe Contrôle: 48,2% P=0,023 Faible effectif Protocoles nutritionnels différents entre les deux groupes

Mesure de la DE Wischmeyer COCC 2012

Conclusion La valeur de la dépense énergétique n’est pas intuitive La calorimétrie indirecte demeure la méthode de référence et n’est pas utilisée Le chiffre magique (25 kcal/kg) pourrait convenir au plus grand nombre Les équations paramétriques ne sont pas parfaites Le monitorage de la DE est à présent disponible Son impact en terme d’amélioration du devenir reste à démontrer Quelle énergie ? (protéines ?)

Randomisation Groupe Parentérale complémentaire précoce à J3, n=2312 Groupe Parentérale complémentaire tardive à J8, n=2328

SPN+EN 28 Kcal/kg EN 20 Kcal/kg 305 patients de réanimation Si apports caloriques < 60% cible (CI) Randomisation - NE + NPT -NE seule SPN+EN 28 Kcal/kg EN 20 Kcal/kg

Réduction du nombre d’infections nosocomiales Réduction de la durée de l’antibiothérapie Réduction de la durée de ventilation artificielle

SI pas de NE possible dans les 48 heures après admission 1372 patients randomisés SI pas de NE possible dans les 48 heures après admission Survie à 60 jours 681 pts « EARLY PN » Parentérale à partir de J1 682 pts « STANDART »  Protocole de service 

NP PRECOCE  durée de ventilation de 1 journée Pas de différence de l’incidence des infections Amélioration de la qualité de vie (RAND-36) Pas de différence de mortalité à J60

Conclusion Calorimétrie indirecte intégrée dans un respirateur artificiel ICARE (étude de financement – PHRC r) Indirect CAloRimEtry in critically ill patients Impact de l’adaptation des apports nutritionnels à la dépense énergétique

Etude rétrospective, observationelle ASSOCIATION entre baisse de la mortalité et cible énergétique ET protéiques atteintes

Odds de la mortalité à 60 jours par augmentation de 1000 kcal/kg/jour ASSOCIATION entre baisse de la mortalité et augmentation des apports caloriques si BMI < 25 ou > 35

+ 1h00 par patient …

REANIMATION HOSPITALISATION

Le patient de réanimation subit une agression La réponse à cette agression est multimodale et engendre une modification de la composition corporelle La réserve énergétique physiologique n’est pas utilisable inhibition de la lipolyse adipocytaire Le « réservoir de survie », ce sont les protéines ! Capital qui est limité D’autant plus que dénutrition préalable

+ 1h00 par patient …

Monitorage de la DE Le monitorage de la DE permet elle d’améliorer le devenir des patients de réanimation ?

Précision de 610 kcal/j = 41% de la DE moyenne (1491 kcal/j) Il existe une différence de 610 kcal entre la prescription et les besoins journaliers du patient

2- Equations estimatives de la dépense énergétique Faisy et a., Réanimation 2009

REANIMATION HOSPITALISATION

La dénutrition prolongée est délétère après une agression Déficit calorique cumulé 12 000 kcal La dénutrition prolongée est délétère après une agression

La surnutrition n’est pas la solution… 200 patients de réanimation sous pt Augmentation de la fréquence des infections

Augmentation de la fréquence des dysfonctions hépatiques 725 patients sous nutrition artificielle Augmentation de la fréquence des dysfonctions hépatiques

RFE 2014 Pour évaluer précisément la dépense énergétique d'un patient de réanimation, il faut utiliser la calorimétrie indirecte (méthode de référence en tenant compte de ses limites d'utilisation) plutôt que les équations prédictives (Accord faible). En l'absence de calorimétrie indirecte, il faut probablement avoir un objectif calorique total de 20-25 kcal/kg/j à la phase aiguë et 25-30 kcal/kg/j après stabilisation (Accord faible).