Physiopathologie des états de choc Xavier MONNET Service de réanimation médicale Hôpital de Bicêtre xavier.monnet@aphp.fr
Plan 1 2 3 4 Définition Adaptation à l étage de la macrocirculation Adaptation à l étage de la microcirculation Hypoxie et dysoxie cellulaire
États de choc Définition clinique Association d une baisse de PAS 90 mmhg et de signes d altération de la perfusion des organes Réalité physiopathologique Réduction de la perfusion tissulaire conduisant à une inadéquation entre les apports et les besoins en O2 de l organisme Phase ultime de l'altération des capacités d'adaptation physiopathologique à la défaillance cardiovasculaire
Physiopathologie des états de choc Défaillance circulatoire transport en O 2 Hypoxie cellulaire consommation en O 2 Nécrose cellulaire Pour éviter la nécrose cellulaire, de nombreux mécanismes de défense sont mis en jeu
Physiopathologie des états de choc à l étage de la macro circulation et du cœur à l étage de la micro circulation Pour éviter la nécrose cellulaire, de nombreux mécanismes à l étage de de défense la cellule sont mis en jeu
Plan 1 2 3 4 Définition Adaptation à l étage de la macrocirculation Adaptation 2.1 Schéma à l étage fonctionnel de la microcirculation Hypoxie 2.2 et dysoxie cellulaire 2.3 2.4 2.5
A l'étage de la macro circulation Schéma fonctionnel Débit cardiaque = retour veineux systémique Vaste réservoir veineux Circulations régionales montées en parallèle? Que faut-il savoir concernant le retour veineux systémique?
Plan 1 Définition 2 Adaptation à l étage de la macrocirculation 2.1 2.2 Schéma fonctionnel Retour veineux fonctionnel 2.3 2.4 2.5
A l'étage de la macro circulation Retour veineux systémique? Quels sont les déterminants du retour veineux systémique?
A l'étage de la macro circulation Retour veineux systémique Retour veineux 105 anesthesized dogs Measurement of mean circulatory pressure Pression OD Les 2 déterminants du retout veioneux systémique sont : 1/pente = résistance au retour veineux POD - Psm Pression systémique moyenne 0 Psm Pression de l oreillette droite
A l'étage de la macro circulation Retour veineux systémique Retour veineux 105 anesthesized dogs Measurement of mean circulatory pressure Psm 0 P sm Pression oreillette droite
A l'étage de la macro circulation Retour veineux systémique Retour veineux 105 anesthesized dogs Measurement of mean circulatory pressure résistances au retour veineux Courbe de retour veineux systémique 0 P sm Pression oreillette droite
A l'étage de la macro circulation Retour veineux systémique Retour veineux = débit cardiaque
A l'étage de la macro circulation Retour veineux systémique The Frank-Starling physiology Cardiac output Preload dependence Preload independence Cardiac preload
A l'étage de la macro circulation Retour veineux systémique Retour veineux = débit cardiaque Mettons-les sur le même graphe!
A l'étage de la macro circulation Retour veineux systémique Retour veineux Point d équilibre Courbe de Frank-Starling Débit cardiaque Retour veineux Pression de l oreillette droite
Plan 1 Définition 2 Adaptation à l étage de la macrocirculation 2.1 2.2 2.3 Schéma fonctionnel Retour veineux systémique Classification des états de choc 2.4 2.5
A l'étage de la macro circulation Classification des états de choc volume sanguin circulant Choc hypovolémique Choc cardiogénique Choc obstructif Chocs conductifs Choc distributif
A l'étage de la macro circulation Classification des états de choc Retour veineux Hypovolémie Débit cardiaque Pression Psm de l oreillette droite
A l'étage de la macro circulation Classification des états de choc fonction pompe Choc hypovolémique Choc cardiogénique Choc obstructif Chocs conductifs Choc distributif
A l'étage de la macro circulation Classification des états de choc Retour veineux contractilité cardiaque Débit cardiaque 0 Psm Pression de l oreillette droite
A l'étage de la macro circulation Classification des états de choc Vasodilatation artérielle Vasodilatation veineuse Choc hypovolémique Choc cardiogénique Choc obstructif Chocs conductifs Choc distributif
Plan 1 Définition 2 Adaptation à l étage de la macrocirculation 2.1 2.2 2.3 2.4 Schéma fonctionnel Retour veineux systémique Classification des états de choc Systèmes adaptatifs neuro-hormonaux 2.5
A l'étage de la macro circulation 3 systèmes Système sympathique Systèmes adaptatifs neuro-hormonaux fréquence cardiaque inotropisme! tonus artériel Conséquence clinique!
Clinique Physiologie Relation entre pression artérielle et débit cardiaque Le système sympathique tend à maintenir la PAM normale quand le débit cardiaque diminue Ceci vise à maintenir la perfusion des organes La PA pulsée baisse avec le débit cardiaque 120 100 60 80 30 80 70 60
Relation entre pression artérielle et débit cardiaque Pas de changement des résistances artérielles 228 patients receiving volume expansion 145 patients with increase of NE Changement des résistances artérielles
Relation entre pression artérielle et débit cardiaque 228 pts receiving volume expansion 145 patients with increase of NE Volume expansion Changes in PP induced by VE (%) 300 Rough correlation between 250 pulse pressure and cardiac index 200 150 100 50 0 r = 0.56 n = 228-50 -50 0 50 100 150 200 250 300 Changes in CI induced by VE (%)
Relation entre pression artérielle et débit cardiaque 228 pts receiving volume expansion 145 patients with increase of NE (mmhg) 90 La PA pulsée suit mieux les changements de débit cardiaque 5 L/min/m 2 que la PA moyenne PA moyenne 60 PA pulsée 4 3 30 Index cardiaque 2 0 Avant remplissage Après remplissage 1
A l'étage de la macro circulation 3 systèmes Système sympathique Systèmes adaptatifs neuro-hormonaux fréquence cardiaque inotropisme tonus veineux Conséquence clinique! tonus artériel
A l'étage de la macro circulation Systèmes adaptatifs neuro-hormonaux NE
A l'étage de la macro circulation Systèmes adaptatifs neuro-hormonaux 16 septic shock patients Decrease in norepinephrine Estimation of the venous return curve norepinephrine Venous return resistance to venous return Psm 0 P sm Right atrial pressure
A l'étage de la macro circulation Systèmes adaptatifs neuro-hormonaux NAD La noradrénaline : le volume sanguin contraint potentialise les effets de l expansion volémique
A l'étage de la macro circulation Systèmes adaptatifs neuro-hormonaux volémie 3 systèmes Système sympathique Système rénine angiotensine tonus veineux tonus artériel
A l'étage de la macro circulation Systèmes adaptatifs neuro-hormonaux 3 systèmes Système sympathique Système rénine angiotensine Système arginine vasopressine tonus veineux tonus artériel
Plan 1 Définition 2 Adaptation à l étage de la macrocirculation 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 Schéma fonctionnel Retour veineux systémique Classification des états de choc Systèmes adaptatifs neuro-hormonaux Particularités lors du choc septique
A l'étage de la macro circulation 2 particularités du choc septique 1 Diminution de la réponse vasculaire aux signaux vasopresseurs monoxyde d azote insuffisance surrénale relative 2 Dysfonction myocardique
Plan 1 Définition 2 Adaptation à l étage de la macrocirculation 3 Adaptation 2.1 à Schéma l étage fonctionnel de la microcirculation 2.2 2.3 2.4 2.5 Retour veineux systémique Classification des états de choc Systèmes adaptatifs neuro-hormonaux Particularités lors du choc septique
Quels sont les déterminants de la SvO 2? Transport en O 2 TaO 2 = DC x CaO 2 SvO 2 = SaO 2 - TaO 2 = DC x 1.34 x Hb x SaO 2 VO 2 DC x Hb x 13.4 SaO 2 Consommation VO 2 en O 2
Quels sont les déterminants de la SvO 2? SvO 2 diminue si VO 2 DC SaO 2 Hb La SvO 2 reflète l adéquation entre besoins et apports en O 2
A l'étage de la microcirculation! But de l adaptation microvasculaire : Transport en O 2 Maintenir VO 2 malgré la baisse de TaO 2 Extraction en O 2 Consommation en O 2
A l'étage de la microcirculation Relation VO 2 /TaO 2 SvO 2 = 40% SvO 2 = 60% SvO 2 = 70% VO 2 EO 2 SvO 2 ~ 40% VO 2 lactate EO 2 TaO 2 critique TaO 2
Relation TaO 2 VO 2 Dogs with progressive bleeding with and without endotoxinic shock saignée progressive? Comment est-ce que l extraction en O 2 augmente?
Physiologie de la microcirculation La microcirculation protège contre l hypoxie tissulaire Recrutement de capillaires fermés
Physiologie de la microcirculation La microcirculation protège contre l hypoxie tissulaire Recrutement de capillaires fermés
Physiologie de la microcirculation La microcirculation protège contre l hypoxie tissulaire Recrutement de capillaires fermés EO 2
Physiologie de la microcirculation Vasodilatation de la microcirculation sous l effet de substances vasodilatatrices produites localement phénomène de «l auto-régulation métabolique» depuis la cellule : Adénosine, prostaglandines depuis l endothélium vasculaire : monoxyde d azote
Débit local de perfusion A l'étage de la microcirculation Relation VO 2 /TaO 2 Q = D P / R zone d auto-régulation métabolique Pression de perfusion
A l'étage de la microcirculation Partition du débit cardiaque Territoires très sensibles à l autorégulation métabolique Territoires peu sensibles à l autorégulation métabolique
A l'étage de la microcirculation Partition du débit cardiaque Débit local de perfusion (% de la valeur physiologique) 100 30 80 120 Pression de perfusion (mmhg)
A l'étage de la microcirculation Partition du débit cardiaque 13 dogs Haemorragic shock
A l étage de la micro circulation L adaptation microvasculaire est responsable Du maintien de la consommation en O 2 alors que le transport est diminué De la partition du débit cardiaque entre les organes lors des chocs "convectifs" mais pas lors de l état de choc septique
Le problème du choc septique SvO 2 = 70% VO 2 SvO 2 = 70% SvO 2 = 70% SvO 2 = 70% lactate? lactate En pratique? lactate TaO 2
Le problème du choc septique Prospective observation in Dutch ICUs 340 pts compared to the Rivers study en dépit d une ScvO 2 normale? Pourquoi ces troubles de l extraction en O 2? Métabolisme anaérobie
Défaillance microcirculatoire du choc septique Patient normal Choc septique
A l étage de la micro circulation Particularités du choc septique de l extraction en O2 lors du choc septique plusieurs mécanismes dysfonction de la microcirculation obstruction des microvaisseaux dysoxie cellulaire
A l étage de la micro circulation Particularités du choc septique Thrombi
A l étage de la micro circulation Particularités du choc septique de l extraction en O2 lors du choc septique plusieurs mécanismes dysfonction de la microcirculation obstruction des microvaisseaux diminution de la déformabilité des hématies augmentation de la fraction des PNN activés activation de l agrégation intercellulaire apparition de microthrombi
A l étage de la micro circulation Particularités du choc septique de l extraction en O2 lors du choc septique plusieurs mécanismes dysfonction de la microcirculation obstruction des microvaisseaux altération de la réactivité des microvaisseaux à l autorégulation Anomalies du système du NO : expression inhomogène de la NO synthase
A l étage de la micro circulation Particularités du choc septique Microvascular dysfunction
A l étage de la micro circulation Particularités du choc septique de l extraction en O2 lors du choc septique plusieurs mécanismes dysfonction de la microcirculation dysoxie cellulaire
A l étage de la micro circulation Particularités du choc septique Dysfonction mitochondriale
Plan 1 2 3 4 Définition Adaptation à l étage de la macrocirculation Adaptation à l étage de la microcirculation Hypoxie et dysoxie cellulaire
A l étage de la cellule Cyt 1 glucose ADP + Pi + H + Métabolisme aérobie pyruvate lactate ATP Mit acetyl Co A NAD 38 ATP CO 2 NADH cytochromes mit x ADP + Pi O 2
A l étage de la cellule Cyt glucose Métabolisme aérobie pyruvate lactate Mit CO 2 acetyl Co A NAD NADH ATP cytochromes mit x ADP + Pi O 2
A l étage de la cellule Cyt glucose NAD + ADP Métabolisme anaérobie pyruvate NADH + ATP Mit
A l étage de la cellule Cyt 1 glucose Métabolisme aérobie pyruvate Mit acetyl Co A Dysfonction mitochondriale 38 ATP NO NO 2 /NO 3 endotoxine radicaux libres oxygénés NAD CO 2 cytochromes mit x NADH ADP + Pi O 2
A l étage de la cellule Particularités du choc septique Epinephrine Striated muscular cell β AMP glycogène Na/K ATPase + camp ATP + G6P Glycolysis ADP pyruvate lactate
6 messages-clefs 1 2 3 4 5 6 Un état de choc entraîne des mécanismes adaptatifs qui visent à maintenir constante la consommation en oxygène par les tissus Les déterminants du retour veineux systémique sont la pression systémique moyenne et les résistances au retour veineux La pression artérielle moyenne tend à rester normale lorsque le débit cardiaque varie Le système sympathique augmente la fréquence cardiaque, l'inotropisme, la pression de perfusion des organes et le retour veineux L adaptation microvasculaire permet le maintien de la consommation en oxygène et la partition du débit cardiaque En cas d anaérobiose, l arrêt de la chaîne respiratoire mitochondriale entraîne une augmentation de la production de lactate