Épuration extra-rénale Cours IADE Dr Thomas RIMMELE (thomas.rimmele@chu-lyon.fr) Département d’Anesthésie-Réanimation, Pavillon P Réanimation, Hôpital Edouard Herriot, Lyon Avril 2007

Plan - Hémodialyse - Hémofiltration - Hémodiafiltration - Acétate Free Biofiltration Dialyse péritonéale EER et choc septique

Suppléance rénale : oui mais… REIN 300 m2 de membrane glomérulaire 150 km de tubules Epuration de 180 litres de sang / 24 heures DIALYSEUR 0,5 à 2 m2 de membrane Pas de travail tubulaire Epuration de 40 à 60 litres / 4 heures EER Transfert de solvant et de solutés à travers une membrane semi-perméable

Hémodialyse

INDICATIONS URGENTES Anurie Hyperkaliémie aiguë menaçante Hyperhydratation : surtout OAP, HTA sévère, hyponatrémie profonde avec signes neuro. Acidose métabolique sévère (pH < 7) Encéphalopathie urémique Anurie

On peut dialyser un patient qui est en : insuffisance rénale aiguë Insuffisance rénale chronique Sans insuffisance rénale

Hémodialyse Sang Dialysat * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * Molécules * * * * * * * * * * * * * * * *

Principe physico-chimique : DIFFUSION Passage d’ions au travers de la membrane semi-perméable selon un gradient de concentration Intermittente

Faible transfert volumique : 2 à 3 litres / séance Avantages Facile à mettre en œuvre, technique ancienne Bonne efficacité pour les petites molécules Inconvénients Faible performance pour les moyennes et grosses molécules

Transfert moléculaire de solutés par Gradient de concentration NATURE DES ECHANGES 1 2 1 - Globules rouges 2 - Bactérie Sodium Potassium Chloride Bicarbonate Urée Créatinine Acide urique Beta 2-m (Soluté PM>5000) Sang Dialysat Membrane   Diffusion ou dialyse Transfert moléculaire de solutés par Gradient de concentration

Dialyse ou Diffusion Influencée par le gradient de concentration des solutés de part et d ’autre de la membrane, la surface de la membrane et ses caractéristiques physico-chimiques Efficace pour les petites molécules (350 < PM < 500 daltons) Principe essentiel de la dialyse conventionnelle et de la Dialyse péritonéale

Comment avoir perte de poids en hémodialyse ? La perte de poids en hémodialyse est possible grâce à une petite ultrafiltration de 2 à 3 litres / 4 h. On garde le terme « hémodialyse » tant qu’il n’y a pas de liquide de substitution (= réinjection). Des que l’on met en route une réinjection, il faut alors employer le terme « hémodiafiltration ».

TECHNIQUE HEMODIALYSE Chlorure de sodium Pompe héparine Pompe artérielle D I A L Y S E U R Sang Manomètre Pression PV Clamp veineux

Dialysat stérile Dialysat usé

Prescription d’une hémodialyse Débit sang Débit dialysat Perte de poids Durée Bain de dialyse (bicarbonates, potassium, conductivité) Anticoagulation

Prescription type hémodialyse Débit sang : 200 mL/min Débit dialysat : 500 mL/min Perte de poids : 3 kg Durée : 4 h Bain de dialyse : K+ = 3,5 mmol/L Bicarbonates normaux Conductivité : 14,5 Anticoagulation à l’héparine PSE à adapter selon temps de coagulation

Hémofiltration

Hémofiltration continue Sang Ultrafiltrat * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * ΔP * * * Eau + molécules * * * * * * * * * * * * *

Principe physico-chimique : CONVECTION Epuration du sang en eau plasmatique et en diverses molécules selon un gradient de pression hydrostatique Notion de point de coupure de la membrane d’hémofiltration Nécessité d’un liquide de substitution

Hémofiltration veino-veineuse continue

Avantages Inconvénients Bonne performance pour les moyennes et grosses molécules (jusqu’à 50 000 D) Inconvénients Faible efficacité pour les petites molécules (si faible débit d’ultrafiltration)

TECHNIQUE HEMOFILTRATION Chlorure de sodium Pompe héparine Réinjection Mode prét-dilutionnel Pompe artérielle Sang Mb d’HF Ultrafiltrat Réinjection Mode post-dilutionnel Manomètre Pression PV Clamp veineux

Prescription d’une hémofiltration Débit sang Débit d’ultrafiltration Perte de poids Durée Anticoagulation

Perte de poids = (débit d’UF) - (débit du liquide de substitution)

Prescription type hémofiltration Débit sang = 200 mL/min Débit d’ultrafiltration = 3000 mL/h Perte de poids = 100 mL/h Durée = continue Anticoagulation : héparine PSE à adapter aux temps de coagulation

Hémofiltration = technique pouvant être utilisée en continu ce qui permet une relative bonne stabilité hémodynamique.

Débit d’ultrafiltration Corrélation entre débit d’ultrafiltration et survie des malades Plus débit d’UF augmente, plus la survie des malades placés en HF continue augmente ! Recommandation : au moins 35 mL/kg/h Malades en choc septique : au moins 45 mL/kg/h Ronco, Lancet 2000

En somme, 3 types de principes physicochimiques guidant les échanges 1) Diffusion pour l’hémodialyse 2) Convection pour l’hémofiltration 3) Adsorption en plus pour HD et HF selon le type de membrane d’HD ou d’HF utilisée.

Interface solide/solution Adsorption Interface solide/solution Domaines hydrophobes Charges électriques Interactions ioniques solide Protéine Interactions polaires Adsorption membranaire de solutés par Gradient d’affinité

Adsorption Dépend de la distribution des domaines hydrophiles et hydrophobes de la membrane et donc de sa charge électrique (AN69) Efficace pour des molécules 350 kDa (albumine, fibrinogène, 2 microglobuline, cytokines, fragments de compléments activés et endotoxiniques) Fonction de la membrane utilisée

EFFICACITE de l ’EER Somme des transferts diffusifs, convectifs et adsorptifs

EFFICACITE de l ’EER Somme des transferts diffusifs, convectifs et adsorptifs  type de membrane - modalité de la séance Fonction du dialyseur : nature de la membrane - surface d ’échange du gradient de concentration des solutés des conditions d’utilisation : débit sanguin - débit dialysat - accès vasculaire

Hémodiafiltration

Association de la diffusion et de la convection HEMODIAFILTRATION Association de la diffusion et de la convection En mode continu ou intermittent Pré ou post-dilutionnel

TECHNIQUE HEMODIAFILTRATION CONTINUE Dialysat stérile Liquide de substitution Diffusion + Convection Dialysat usé + ultrafiltrat CAVHDF Hémodiafiltration artério-veineuse continue CVVHDF Hémodiafiltration veino-veineuse continue

Prescription d’une hémodiafiltration Débit sang Débit dialysat Débit d’ultrafiltration Perte de poids Durée Bain de dialyse Anticoagulation

Hémodiafiltration en Acétate Free Biofiltration (AFB)

TECHNIQUE HEMODIAFILTRATION ACETATE FREE BIOFILTRATION Caractérisée par un dialysat sans tampon bicarbonates et une réinjection post-dilution de soluté bicarbonaté Très bonne tolérance hémodynamique

CHOIX DU GENERATEUR INTEGRA Générateur permettant Dialyse bicarbonate Dialyse acétate Ultrafiltration séquentielle ou continue (UF) Hémodiafiltration (CVVHDF) Biofiltration sans acétate

CHOIX DU GENERATEUR PRISMA Système polyvalent pour les thérapies extra-rénales continues et le contrôle de la balance des fluides, permettant - CVVH CVVHD CVVHDF

CHOIX DU GENERATEUR PRISMA Moniteur adapté - pour les unités sans traitement d’eau - pour les thérapies d’EER continues

DIALYSAT Soit solutions prêtes à l ’emploi et stériles CVVH ou CVVHD manuelles (BSM22) ou moniteur type PRISMA Soit solutions obtenues par dilution au 1/35 de concentrés avec eau « ultra-pure » Toutes techniques avec générateur Nécessité d ’un osmoseur et de contrôle de qualité du dialysat (analyse physico-chimique et bactériologique - dosage d’endotoxines)

ROLE DU SODIUM EN HEMODIALYSE Le sodium est l’élément prépondérant de l’osmolarité plasmatique La concentration en sodium du dialysat et le gradient de concentration de part et d’autre de la membrane déterminent les transferts du sodium par convection et diffusion Seul le sodium plasmatique électriquement actif (non lié aux protéines et aux lipides soit ≈ 95% du Na plasmatique) participe aux transferts

ROLE DU SODIUM EN HEMODIALYSE DIALYSAT ENRICHI EN SODIUM TRANSFERT DU DIALYSAT VERS LE COMPARTIMENT VASCULAIRE = RETABLISSEMENT D’UNE OSMOLARITE EFFICACE Refilling: Liquides cellulaires Interstitium Secteur vasculaire Stabilité tensionnelle Durant la séance

Relation concentration dialysat Na+ et conductivité Corrélation entre [Na+] du dialysat et conductivité Composition du dialysat en mmol/L: Na 139, K 2, Mg 0.5, HCO 35

Relation concentration plasmatique Na+ et conductivité du dialysat La concentration plasmatique du sodium est le résultat des transferts diffusifs et convectifs du sodium à travers la membrane, corrigée du facteur de Donnan (environ 0.95 pour une concentration plasmatique normale) Donc pour obtenir un équilibre des concentrations avec le dialysat, il faut établir un gradient transmembranaire entre eau plasmatique et dialysat HD (essentiellement diffusion): gradient ≈ 5 à 6 meq/L HDF (UF ≈ 50 à 65 ml/mn): gradient ≈ 9 meq/L AFB (UF ≈ 30 à 40 ml/mn: gradient ≈ 15 meq/L

ACCES VASCULAIRE Cathéter double lumière co-axial concentrique

ACCES VASCULAIRE

Fistule artério-veineuse

ANTICOAGULATION Patient sans risque hémorragique Héparinothérapie standard non fractionnée perdialytique Héparinothérapie de bas PM toutes les 4 à 6 heures Patient avec risque hémorragique Héparinisation minimisée: soit HNF soit HBP Anti-coagulation contre-indiquée Protocoles « sans héparine » : rinçage du circuit - prédilution - membrane de surface traitée type AN69ST Allergie à l’héparine Citrate de sodium - Orgaran

EFFICACITE TOTALE DE L ’EER Clairance totale du système affectée aussi par: Recirculation du sang (5 à 20%) au niveau de l ’accès vasculaire Phénomènes de rétrofiltration (UF insuffisante avec membrane haute perméabilité)

RETROFILTRATION Pe Ps<Pe Pression oncotique Pression hydrostatique   SANG Pe Qb Ps<Pe RETROFILTRATION DIALYSAT Pression oncotique Pression hydrostatique Pression transmembranaire

Dialyse péritonéale

La dialyse péritonéale utilise le péritoine comme surface d’échanges Le liquide de dialyse est introduit dans la cavité abdominale par l’intermédiaire d’un cathéter La dialyse péritonéale utilise le péritoine comme surface d’échanges

- Remplissage de la cavité péritonéale par dialysat (2 litres) Plusieurs cycles de remplissage et de vidange de la cavité péritonéale. - Remplissage de la cavité péritonéale par dialysat (2 litres) - Échanges pendant une durée déterminée - Vidange Le péritoine fait office de membrane d’échange. Technique très intéressante quand il persiste encore une diurèse résiduelle En moyenne 4 échanges par jour

Risque de péritonite et de diminution progressive des capacités de filtration du péritoine

La dialyse en France en 2003 30882 dialysés 9% en dialyse péritonéale Age moyen de 63 ans 9% en dialyse péritonéale Age moyen 67 ans D.P. : 8.7 % Enquête SROS juin 03 RDPLF 2004

Coût Moyen de Traitement en Dialyse Hémodialyse HD Centre Lourd : 61 000 Euros HD Autodialyse : 38 000 Euros HD à Domicile : 32 000 Euros Dialyse Péritonéale DP : 32 000 Euros Prenons le cas des enfants : Quels sont les objectifs du néphrologue lors de la prise en charge d’un jeune patient ? Ce sont…. Santé publique 2002, vol.14, n°2, pp107-119 51 4

Intérêts de la DP chez le patient IRC Au plan médical: - Diminution de l’instabilité hémodynamique et du risque d’arythmie - Facilité de la pose de cathéter/création de FAV sur vaisseaux fragiles - Préservation du capital vasculaire du patient - Bonne survie dans un contexte de prise en charge intégrée

Indépendance/autonomie - Domicile - Régime plus élargi qu’en HD si pas d’anurie Coût - Réallocation des ressources pour traiter plus de patients - Diminution des coûts de transport - Possibilité d’assistance par des IDE à domicile

Différentes modalités de cycles ! 8H 12H 16H 20H Cycle de jour Cycle de nuit Interversion des cycles selon type dialysat & système 8H 19H 23H 4H Cycle de jour Cycle de nuit

ventre vide le jour DPIN DP Intermittente Nocturne DPCC DP Continue Cyclique DPF DP Fluctuante ventre vide le jour Cycles de nuit ventre plein le jour Cycles de nuit ventre plein le jour Cycles de nuit fluctuants

DPCO DP Continue Optimisée DPFO DP Fluctuante ventre plein le jour Cycles de nuit ventre plein le jour Cycles de nuit fluctuants

EER et choc septique : Au-delà de la suppléance rénale !

- Hémofiltration à haut débit - Hémofiltration à très haut débit - Pulse High Volume Hemofiltration

Coupled Plasma Filtration Adsorption

Le choc septique Sepsis : SIRS + infection documentée (SIRS = Syndrome de réponse inflammatoire systémique) Sepsis sévère : apparition de la dysfonction d’un ou plusieurs organes Choc septique : aggravation du sepsis sévère avec hypotension artérielle réfractaire au remplissage vasculaire (amines)

Infection initiale très variée 1ère cause de mortalité en réanimation Taux de mortalité = 50 % environ Stabilité du taux de mortalité dans le temps malgré les progrès de la médecine.

Physiopathologie partiellement comprise : Libération d’endotoxines dans le sang Activation du système immunitaire Réponse inflammatoire : libération de plusieurs médiateurs inflammatoires (cytokines) : SIRS Notion de cascade inflammatoire Réponse inflammatoire inappropriée Syndrome de défaillance multiviscérale Décès

Schéma illustrant la notion de « cascade » de cytokines pro- et anti-inflammatoires au cours du temps après une injection de lipopolysaccharide.  

Modulation de cette réponse inflammatoire : nombreuses voies de recherche… Hémofiltration à haut débit et CPFA : techniques pouvant épurer de manière non spécifique les médiateurs inflammatoires en excès.

CPFA est un traitement extracorporel pour les patients avec défaillance multiviscérale ou sepsis, utilisant une cartouche de résine adsorbante spéciale. Adsorption non-spécifique

Plasma Un plasmafiltre sépare le plasma du sang. Ce plasma passe dans une cartouche à même d’absorber une vaste gamme de médiateurs inflammatoires. Le plasma ainsi purifié est restitué au patient. Après ce premier stade suit, en série, un hémofiltre qui se charge de l’épuration par convection ainsi que de l’équilibre hydrique et de l’équilibre acido-basique par l’injection d’un liquide de substitution en post-dilution. Plasma UF sortie Substitution

Schéma CPFA