Modèles animaux d’insuffisance respiratoire aiguë DESC Réanimation Médicale MARSEILLE - Février 2003 J . Allardet-Servent

Insuffisance respiratoire aiguë : IRA Mécanismes physiopathologique différents : Baisse de la compliance Oedème pulmonaire Hypertension artérielle pulmonaire Objectif : Hypoxémie stable et prolongée PaO2/FiO2 < 200 mmHg Lésion du parenchyme pulmonaire : Directe : voie bronchique Indirecte : voie systémique

Barrière Alvéolocapillaire Voie bronchique Acute Lung injury Voie systémique

Inactivation du surfactant Déplétion en surfactant : Lavage broncho alvéolaire répété Na Cl Isotonique 0,9 % tiède 30 mL/kg en 30 min réparti dans les deux poumons en 5 aliquots Méconium : Enzyme protéolytique Parfois associée à du HCl Sodium dioctyl succinate : Lésion du surfactant Instillation intra trachéale

Lésion épithélium broncho alvéolaire Acide Chlorhydrique : HCl O,O5 % (4 mL/Kg) Instillation intra trachéale Effet direct du pH acide Liquide gastrique : Instillation intra trachéale (2 mL/Kg) Activité pro inflammatoire ( médiée par IL-1) Activité pro cytotoxique (pneumocytes en culture) Faible rôle du pH

Inoculation Bactérienne Modèle de Pneumopathie bactérienne Instillation intra trachéale Inoculum important (10 8 à 10 11 CFU / mL) Bacille Gram Négatif (E . Coli, P . Aeruginosa) LPS (330 µg/Kg) Réparti dans 4 quadrants Délai d’installation assez long (6 h)

Échanges liquidiens capillaires Loi de Starling P alv P Onc int P Hydro int Qf = k (PH mv – PH int) + σ (Pco mv – Pco int) P Hydro mv P Onc mv Oedème

Lésion endothélium capillaire Acide Oléique : Injection IV (0,05 à 0,2 mL/Kg en 30 min) Augmentation perméabilité et résistance capillaire pulmonaire Lipoperoxydation lipidique ANTU : α – naphtylthio – urea Injection IV (4 mL/Kg), ou intra péritonéale (50 mL/Kg) Mécanisme via acide arachidonique et GMPc Endotoxine ou LPS : Injection IV (0,5 à 3 mL/Kg en 30 min) Adhésion leucocytaires et micro-aggrégats Augmentation perméabilité capillaire

Œdème hydrostatique Augmentation pression micro vasculaire (pmv) Inflation d’un ballonnet dans l’oreillette gauche Contrôle de la Pression hydrostatique micro vasculaire jusqu’ à 25 – 30 mmHg Modèle expérimental d’ OAP cardiogénique

Variabilités inter modèles Comparaison de 4 modèles d’ ALI chez le porc Vt = 15 mL/Kg, ZEEP, FiO2 = 1 pendant 165 min PaO2 Rosenthal et al .CCM .1998.

Variabilités inter modèles Comparaison de 4 modèles d’ ALI chez le porc Vt = 15 mL/Kg, ZEEP, FiO2 = 1 pendant 165 min RVP Rosenthal et al .CCM .1998.

Variabilités inter modèles Comparaison de 3 modèles d’ ALI chez le chien Vt = 15 mL/Kg, PEEP = 3, FiO2 = 1 PaO2 Qs/Qt Van et al . AJRCCM .1998.

Variabilités inter modèles Acide Oléique 0,1 mL/Kg en 1 min chez le rat Ventilation spontanée PaO2 Wet-to-dry weight ratio 125 I-Alb 99m Tc-DTPA Davidson et al .AJPLCMP .2000.

Variabilités inter modèles Acide Oléique 0,1 mL/Kg en 1 min chez le rat Ventilation spontanée Alveolar Cell Count Davidson et al .AJPLCMP .2000.

Variabilités inter espèces (à la ventilation mécanique) Rongeurs et petits animaux : Grande sensibilité aux ventilations à haute pression ou volume Lésion de l’ endothélium capillaire apparaissant en 2 à 5 minutes ( PIP = 45 cm H20) Lésion de l’épithélium alvéolaire en 5 à 10 minutes Animaux de grandes tailles : Délai d’apparition des lésions très allongé Lésion précoce en 6 heures au mieux Lésion constituée en 24 – 48 heures Dreyfuss et al .AJRCCM .1998.

Variabilités expérimentales Variation de Compliance (Crs) Thorax ouvert : Crs élevé et donc hausse volume télé –inspiratoire Thorax fermé : Crs abaissé donc volume plus faible à Pression cste Conditions expérimentales : Décubitus dorsal vs ventral Poumon ex situ : isolé et perfusé ou non (lobe ou poumon entier) Pneumonectomie

Conclusion Les modèles sont très variés et représentent parfois la mise en jeu de mécanismes différents. Le choix d’un modèle dépend du type d’investigation et de sa durée Prudence dans l’interprétation de certains résultats avant de proposer une hypothèse physiopathologique. (Ex : production pulmonaire de certaines cytokines dans VILI) Ces études restent indispensable pour la compréhension des mécanismes impliquées et pour l’étude de leur chronologie