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Syndrome de Syndrome de défaillance défaillance multiviscérale multiviscérale approche physiopathologique approche physiopathologique G Bernardin G Bernardin Réanimation Médicale CHU Réanimation Médicale CHU Nice Nice

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Page 1: Syndrome de défaillance multiviscérale approche physiopathologique G Bernardin Réanimation Médicale CHU Nice

Syndrome deSyndrome dedéfaillance multiviscéraledéfaillance multiviscéraleapproche physiopathologiqueapproche physiopathologique

G BernardinG BernardinRéanimation Médicale CHU NiceRéanimation Médicale CHU Nice

Page 2: Syndrome de défaillance multiviscérale approche physiopathologique G Bernardin Réanimation Médicale CHU Nice

Tilney NL, Bailey GL, Morgan APTilney NL, Bailey GL, Morgan AP: :

Sequential system failure after rupture of Sequential system failure after rupture of

abdominal aortic aneurysms: an unsolved abdominal aortic aneurysms: an unsolved

problem in postoperative care.problem in postoperative care.

Annals of Surgery 178: 117-122, 1973Annals of Surgery 178: 117-122, 1973

Page 3: Syndrome de défaillance multiviscérale approche physiopathologique G Bernardin Réanimation Médicale CHU Nice
Page 4: Syndrome de défaillance multiviscérale approche physiopathologique G Bernardin Réanimation Médicale CHU Nice

SDMV - Concept généralSDMV - Concept général

Infection

TraumaPancréatiteBrulûre

RéponseInflammatoire

Systémique

SDMVMédiateursLésions à distance

Page 5: Syndrome de défaillance multiviscérale approche physiopathologique G Bernardin Réanimation Médicale CHU Nice

SDMV - Hypothèses physiopathologiquesSDMV - Hypothèses physiopathologiques

Infection

Ischémie

Translocationpulmonaire

Immunosuppression

Barrièredigestive

VentilationMécanique

“biotrauma“SDMVSDMV

Faillite énérgétique“cellular hibernation“

?

Page 6: Syndrome de défaillance multiviscérale approche physiopathologique G Bernardin Réanimation Médicale CHU Nice

Altérations microcirculatoires & SDMVAltérations microcirculatoires & SDMV

Insuffisance circulatoire (choc)

hypoperfusion

ischémie

SDMVSDMV

??

??

??

Page 7: Syndrome de défaillance multiviscérale approche physiopathologique G Bernardin Réanimation Médicale CHU Nice

00 44 88 1212 1616 2020 2424 3232 4040 4848 5656 6464 7272

2.52.5

5.05.0

7.57.5

10.010.0

Car

diac

Out

put (

L/m

in)

Car

diac

Out

put (

L/m

in)

**

**

****

**

####

####

##

**

ControlsControls

SurvivorsSurvivors

Non survivorsNon survivors

Spontaneous High Systemic OSpontaneous High Systemic O22 Delivery Increases Survival Rate Delivery Increases Survival Rate

in Awake Sheep during Sustained Endotoxemiain Awake Sheep during Sustained EndotoxemiaPittet et al. Crit Care Med 2000;28:496-503Pittet et al. Crit Care Med 2000;28:496-503

Spontaneous High Systemic OSpontaneous High Systemic O22 Delivery Increases Survival Rate Delivery Increases Survival Rate

in Awake Sheep during Sustained Endotoxemiain Awake Sheep during Sustained EndotoxemiaPittet et al. Crit Care Med 2000;28:496-503Pittet et al. Crit Care Med 2000;28:496-503

Page 8: Syndrome de défaillance multiviscérale approche physiopathologique G Bernardin Réanimation Médicale CHU Nice

Si l’hypoperfusion tissulaire Si l’hypoperfusion tissulaire jouejoue

un rôle physiopathologique…un rôle physiopathologique…

… … sa correction doit prévenir sa correction doit prévenir le SDMV et la mortalité du le SDMV et la mortalité du

sepsis sévèresepsis sévère

Page 9: Syndrome de défaillance multiviscérale approche physiopathologique G Bernardin Réanimation Médicale CHU Nice

Critères de « SIRS » et PAS < 90 mmHgou lactate > 4 mM/L

Traitement standard(n = 133)

PVC > 8-12 mmHgPAM > 65 mmHgDU > 0,5 mL/kg.hr

ScvO2 + EGDT > 6 hr(n = 130)

PVC > 8-12 mmHgPAM > 65 mmHgDU > 0,5 mL/kg.hr

ScvO2 > 70%

Etude prospective randomisée de Mars 1997 à Mars 2000Etude prospective randomisée de Mars 1997 à Mars 2000

““Early Goal-Directed Therapy” (EGDT) etEarly Goal-Directed Therapy” (EGDT) etTraitement du Sepsis Sévère et du Choc SeptiqueTraitement du Sepsis Sévère et du Choc Septique

Rivers et al. N Engl J Med 2001;345:1368-77Rivers et al. N Engl J Med 2001;345:1368-77

Page 10: Syndrome de défaillance multiviscérale approche physiopathologique G Bernardin Réanimation Médicale CHU Nice

REMPLISSAGE (ml) APRES INCLUSIONREMPLISSAGE (ml) APRES INCLUSION

Heures après inclusionHeures après inclusion 0–60–6 7–727–72 0–720–72

Traitement standardTraitement standard 3499 ± 2438 3499 ± 2438 10.602 ± 6.216 10.602 ± 6.216 13.358±7.729 13.358±7.729

EGDTEGDT 4981 ± 29844981 ± 2984 8.625 ± 5.162 8.625 ± 5.162 13.443 ± 6.390 13.443 ± 6.390

Valeur de PValeur de P <0,001<0,001 0,01 0,01 0,730,73

““Early Goal-Directed Therapy” (EGDT) etEarly Goal-Directed Therapy” (EGDT) etTraitement du Sepsis Sévère et du Choc SeptiqueTraitement du Sepsis Sévère et du Choc Septique

Rivers et al. N Engl J Med 2001;345:1368-77Rivers et al. N Engl J Med 2001;345:1368-77

Page 11: Syndrome de défaillance multiviscérale approche physiopathologique G Bernardin Réanimation Médicale CHU Nice

Mortalité hospitalière (%)Mortalité hospitalière (%) Traitement standardTraitement standard EGDTEGDTTous les patientsTous les patients 46,546,5 30,5 (p = 0,009)30,5 (p = 0,009)

Sepsis sévèreSepsis sévère 30,030,0 14,9 (p = 0,06)14,9 (p = 0,06)

Choc septiqueChoc septique 56,856,8 42,3 (p = 0,04)42,3 (p = 0,04)

Sepsis syndromeSepsis syndrome 45,445,4 35,1 (p = 0,07)35,1 (p = 0,07)

Mortalité à J28Mortalité à J28 49,249,2 33,3 (p = 0,01)33,3 (p = 0,01)

Mortalité à J60Mortalité à J60 56,956,9 44,3 (p = 0,03)44,3 (p = 0,03)

““Early Goal-Directed Therapy” (EGDT) etEarly Goal-Directed Therapy” (EGDT) etTraitement du Sepsis Sévère et du Choc SeptiqueTraitement du Sepsis Sévère et du Choc Septique

Rivers et al. N Engl J Med 2001;345:1368-77Rivers et al. N Engl J Med 2001;345:1368-77

Page 12: Syndrome de défaillance multiviscérale approche physiopathologique G Bernardin Réanimation Médicale CHU Nice

Altérations de la coagulation & SDMVAltérations de la coagulation & SDMV

Activation coagulation / CIVD

Occlusion capillaire

ischémie

SDMVSDMV

??

??

??

Page 13: Syndrome de défaillance multiviscérale approche physiopathologique G Bernardin Réanimation Médicale CHU Nice

DESC Clermont-Ferrand juin 2008

Effets du sepsis sur l’hémostase

fibrinolyse

coagulationanticoagulation

anti-fibrinolyse

THROMBINE++ TFPI AT III PCA

tPAPAI-1++

Page 14: Syndrome de défaillance multiviscérale approche physiopathologique G Bernardin Réanimation Médicale CHU Nice

DESC Clermont-Ferrand juin 2008

Effets proinflammatoires del’excès de thrombine

AdhésionICAM1E SelectinELAM

VasodilatationNO

CK OxydationRLO

FT

IIa

PARs

PKC

NFKB

coagulationcoagulation inflammationinflammation

Page 15: Syndrome de défaillance multiviscérale approche physiopathologique G Bernardin Réanimation Médicale CHU Nice

DIC +DIC + DIC -DIC - P valueP value

nn 4444 1616

SAPS IISAPS II 2222 1515 < 0.05< 0.05

MortalityMortality 77%77% 32%32% < 0.001< 0.001

LactateLactate 6.46.4 4.24.2 < 0.05< 0.05

SGPTSGPT 282282 3737 < 0.01< 0.01

Acquired OF after admissionAcquired OF after admission < 0.05< 0.05

Septic Shock, DIC and MOF Fourrier et al. Chest 1992;101:816-23

Page 16: Syndrome de défaillance multiviscérale approche physiopathologique G Bernardin Réanimation Médicale CHU Nice

Si l’activation de la coagulation Si l’activation de la coagulation jouejoue

un rôle physiopathologique…un rôle physiopathologique…

… … sa correction doit prévenir sa correction doit prévenir le SDMV et la mortalité du le SDMV et la mortalité du

sepsis sévèresepsis sévère

Page 17: Syndrome de défaillance multiviscérale approche physiopathologique G Bernardin Réanimation Médicale CHU Nice

00 77 1414 2121 2828

7070

8080

9090

100100

Days from Start of Infusion to DeathDays from Start of Infusion to Death

Per

cen

t S

urv

ivo

rsP

erce

nt

Su

rviv

ors

P=0.006 (stratified log-rank test)P=0.006 (stratified log-rank test)00

PlaceboPlacebo(N=840)(N=840)

drotrecogin alfa (activated)drotrecogin alfa (activated) (N=850)(N=850)

Efficacy and Safety of Recombinant Human Activated Protein C (drotrecogin a) for Severe Sepsis

Bernard et al. N Engl J Med 2001;344:699-709

Efficacy and Safety of Recombinant Human Activated Protein C (drotrecogin a) for Severe Sepsis

Bernard et al. N Engl J Med 2001;344:699-709

Page 18: Syndrome de défaillance multiviscérale approche physiopathologique G Bernardin Réanimation Médicale CHU Nice

PROWESS: Mortality by Overt DIC* StatusPROWESS: Mortality by Overt DIC* Status

DrotrecoginDrotrecogin AlfaAlfa N (activated) PlaceboN (activated) Placebo

OverallOverall

221 30.5% 52.4%221 30.5% 52.4%

1469 23.8% 27.8%1469 23.8% 27.8%

0.50.5 0.60.6 0.70.7 0.80.8 11 1.251.25 1.671.67 220.90.9

Relative Risk of Death (Point Estimate and 95% CI)Relative Risk of Death (Point Estimate and 95% CI)

1690 24.7% 30.8%1690 24.7% 30.8%

Overt DICOvert DIC

No Overt DICNo Overt DIC

*Any 3: Petechiae/Purpura Fulminans, *Any 3: Petechiae/Purpura Fulminans, Plts<80000, D-dimers>8mg/L, PT>21sec, Protein C<40%Plts<80000, D-dimers>8mg/L, PT>21sec, Protein C<40%

Page 19: Syndrome de défaillance multiviscérale approche physiopathologique G Bernardin Réanimation Médicale CHU Nice

Translocation microbienne digestive & SDMV ?Translocation microbienne digestive & SDMV ?

Agression barrière digestive

Hyperperméabilité intestinale

Translocation microbienne

SDMVSDMV

??

??

??

Page 20: Syndrome de défaillance multiviscérale approche physiopathologique G Bernardin Réanimation Médicale CHU Nice

Translocation microbienne & SDMV ?Translocation microbienne & SDMV ?

Agression barrière digestive

Hyperperméabilité intestinaleExpérimentalement démontrée / choc endotoxinique, relevant de divers mécanismes

Cytokines, NO, Hypoperfusion splanchnique+++

Cliniquement démontrée (absorption différentielle de sucres non métabolisables

au cours du sepsis (Ziegler, Arch Surg 1988)

après brûlure (Deitch, Surgery 1990)

après endotoxine / volontaire sain (O’dwyer, Arch Surg 1988)

Page 21: Syndrome de défaillance multiviscérale approche physiopathologique G Bernardin Réanimation Médicale CHU Nice

Translocation microbienne & SDMV ?Translocation microbienne & SDMV ?

Agression barrière digestive

Hyperperméabilité intestinale

Translocation microbienne

The “bacterial factor in traumatic shock“ The “bacterial factor in traumatic shock“ (Fine, 1959)(Fine, 1959)

Gut as “the motor of multiple organ failure“ Gut as “the motor of multiple organ failure“ (Meakins 1989)(Meakins 1989)

Gut as “the largest undrained abscess in the body“Gut as “the largest undrained abscess in the body“

Page 22: Syndrome de défaillance multiviscérale approche physiopathologique G Bernardin Réanimation Médicale CHU Nice

Translocation microbienneTranslocation microbienne

• Passage de bactéries viables de la lumière intestinale vers les ganglions lymphatiques mésentériques, et de là, vers la circulation systémique et les organes « filtres » périphériques

• “translocation physiologique“

• Rôle pathologique: déclenchement/pérennisation de la réponse inflammatoire systémique

Page 23: Syndrome de défaillance multiviscérale approche physiopathologique G Bernardin Réanimation Médicale CHU Nice

Translocation microbienneTranslocation microbienne

• Etudes expérimentalesEtudes expérimentales documentant un passage de bactéries de la documentant un passage de bactéries de la lumière digestive vers les lymphatiques mésentériques et/ou la lumière digestive vers les lymphatiques mésentériques et/ou la circulation portale et/ou systémiquecirculation portale et/ou systémique– Charge orale BGN + stressCharge orale BGN + stress

• Hémorragie (Deitch, Surgery 1988)Hémorragie (Deitch, Surgery 1988)

• Brûlure (Ma, J Trauma 1989)Brûlure (Ma, J Trauma 1989)

• Ischémie-reperfusion (Zhi-Yong, J Trauma 1992)Ischémie-reperfusion (Zhi-Yong, J Trauma 1992)

• Endotoxinémie (Deitch, JCI 1989)Endotoxinémie (Deitch, JCI 1989)

• Etudes cliniquesEtudes cliniques (contradictoires) documentant ou non une altération de (contradictoires) documentant ou non une altération de la barrière digestive chez le polytraumatiséla barrière digestive chez le polytraumatisé– Rush, Ann Surg 1988: 56% hémoc+ si PA≤80mmHgRush, Ann Surg 1988: 56% hémoc+ si PA≤80mmHg– Moore, J Trauma 1991: 1 hemoc+/212, mais culture gg + ds 25%Moore, J Trauma 1991: 1 hemoc+/212, mais culture gg + ds 25%

……mais problème de l’évaluation de la TMmais problème de l’évaluation de la TM

Page 24: Syndrome de défaillance multiviscérale approche physiopathologique G Bernardin Réanimation Médicale CHU Nice

Les voies de la translocation…Les voies de la translocation…

• Détection endotoxine dans sang systémique et/ou portal, Détection endotoxine dans sang systémique et/ou portal, culture de gg lymphatiquesculture de gg lymphatiques

• Olofsson: “endotoxin-transport routes and kinetics in Olofsson: “endotoxin-transport routes and kinetics in intestinal ischemia“. Acta Chir Scan 1985.intestinal ischemia“. Acta Chir Scan 1985.Concentrations élevées d’endotoxine retrouvées dans le canal Concentrations élevées d’endotoxine retrouvées dans le canal

thoracique avant même d’être détectées dans la circulation thoracique avant même d’être détectées dans la circulation portaleportale

• Bactérie et endotoxine rejoignent la circulation Bactérie et endotoxine rejoignent la circulation systémique par voie lymphatique. La systémique par voie lymphatique. La voie portale est voie portale est possible en cas d’atteinte sévère de la barrière digestivepossible en cas d’atteinte sévère de la barrière digestive

Page 25: Syndrome de défaillance multiviscérale approche physiopathologique G Bernardin Réanimation Médicale CHU Nice

Translocation microbienne & SDMV ?Translocation microbienne & SDMV ?

Agression barrière digestive

Hyperperméabilité intestinale

Translocation microbienne

SDMVSDMV?? 30% des patients bactériémiques 30% des patients bactériémiques

décédant d’un SDMV n’ont pas décédant d’un SDMV n’ont pas de foyer infectieux identifiablede foyer infectieux identifiable

Page 26: Syndrome de défaillance multiviscérale approche physiopathologique G Bernardin Réanimation Médicale CHU Nice

……de la translocation à l’infection systémiquede la translocation à l’infection systémique

Bas niveau de translocation

Hyperperméabilité intestinale

Croissance bactérienne++

Immunodépression

clairance microbienne

(phagocytose)Augmentation de la

translocation microbienneDéfaut de clairance

microbienne

Infection systémique

+ et/ou et/ou

Page 27: Syndrome de défaillance multiviscérale approche physiopathologique G Bernardin Réanimation Médicale CHU Nice

Survival benefit in critically ill burned patients receiving Survival benefit in critically ill burned patients receiving selective decontamination of the digestive tractselective decontamination of the digestive tract

de La Cal et al. Ann Surg 2005; 241:424-430de La Cal et al. Ann Surg 2005; 241:424-430

107 patients Brûlure ≥ 20% / DDS vs. PlaceboCéfotaxime IV – polymyxine E, tobramycine, ampho B (oropharynx et intestinal)

L’administration de la DDS est associée à une réduction de mortalité (USI et hôpital)

Page 28: Syndrome de défaillance multiviscérale approche physiopathologique G Bernardin Réanimation Médicale CHU Nice

““It now appears that shock, trauma, or sepsis-It now appears that shock, trauma, or sepsis-

induced gut injury can result in the gut induced gut injury can result in the gut

becoming a cytokine-generating organ“becoming a cytokine-generating organ“

Deitch, Curr Opin Crit care 2001Deitch, Curr Opin Crit care 2001

Page 29: Syndrome de défaillance multiviscérale approche physiopathologique G Bernardin Réanimation Médicale CHU Nice

GALT

Cycle hémolymphatique entéro-entérique

CK

Page 30: Syndrome de défaillance multiviscérale approche physiopathologique G Bernardin Réanimation Médicale CHU Nice

GALT

CK proinflammatoiresCellules lymphoïdes activées

EndotoxinesBactéries-voie lymphatique-voie portale

Page 31: Syndrome de défaillance multiviscérale approche physiopathologique G Bernardin Réanimation Médicale CHU Nice

Gut ischemia-reperfusion affects gut mucosal immunity: a Gut ischemia-reperfusion affects gut mucosal immunity: a possible mechanism for infectious complicationspossible mechanism for infectious complications

after severe surgical insultsafter severe surgical insultsFukatsu et al. Crit Care med 2006; 34: 182-187Fukatsu et al. Crit Care med 2006; 34: 182-187

Modèle murin d’ischémie-reperfusion intestinale (60 mn)Etude des lymphocytes des plaques de Peyer et intraépithéliaux (D1, D2, D4, D7, D10)

Plaque de Peyer – comptage lymphocytaire

Page 32: Syndrome de défaillance multiviscérale approche physiopathologique G Bernardin Réanimation Médicale CHU Nice

Respiration mitochondriale & SDMV ?Respiration mitochondriale & SDMV ?

Stress mitochondrial (CK, RLO...)

Faillite énergétique (déficit ATP)

SDMVSDMV??

Dysf. chaine de phosphorylation oxydative

Page 33: Syndrome de défaillance multiviscérale approche physiopathologique G Bernardin Réanimation Médicale CHU Nice

Faillite énergétique & SDMVFaillite énergétique & SDMV

•Discordance altérations histologiques / anomalies fonctionnelles

•Caractère réversible des altérations fonctionnelles

•“dysfonction mitochondriale“

•Finalité du processus? destruction vs. hibernation

Page 34: Syndrome de défaillance multiviscérale approche physiopathologique G Bernardin Réanimation Médicale CHU Nice

Liposomal NAD+ prevents diminished O2 consumption by immunostimulated Caco-2 cell

Abrar U. Khan, and Mitchell P. Fink. Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol, 2002

Objectif: étudier les mécanismes responsables de l’altération de larespiration cellulaire dans un modèle d’entérocytes incubés dansun cocktail de cytokines proinflammatoires

EntéroCyte + “cytomix“ (TNFEntéroCyte + “cytomix“ (TNF, IL-1, IL-1, IFN, IFN))

NADNAD++/NADH /NADH

VOVO22 ““cytopathic hypoxia“cytopathic hypoxia“

PARPPARP

PARP = poly (ADP-ribose) polymerase (enzyme nucléaire)

Page 35: Syndrome de défaillance multiviscérale approche physiopathologique G Bernardin Réanimation Médicale CHU Nice

Liposomal NAD+ prevents diminished O2 consumption by immunostimulated Caco-2 cell

Abrar U. Khan, and Mitchell P. Fink. Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol, 2002

VO2

NAD+

Caractère réversible desaltérations fonctionnelles

Page 36: Syndrome de défaillance multiviscérale approche physiopathologique G Bernardin Réanimation Médicale CHU Nice

Liposomal NAD+ prevents diminished O2 consumption by immunostimulated Caco-2 cell

Abrar U. Khan, and Mitchell P. Fink. Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol, 2002

La diminution de VO2 induite par le cytomix est atténuée en présence• d’anti-radicaux libres (oxygénés / nitrogénés)• d’inhibiteur de la PARP

Page 37: Syndrome de défaillance multiviscérale approche physiopathologique G Bernardin Réanimation Médicale CHU Nice

Multiorgan failure is an adaptative, endocrine-mediated, Multiorgan failure is an adaptative, endocrine-mediated, metabolic response to overwhelming systemic inflammationmetabolic response to overwhelming systemic inflammation

Mervyn Singer, Lancet 2004Mervyn Singer, Lancet 2004

« We propose that MOF is an attempt by the body to

ensure cell survival in the face of sustained critical

illness, with affected cells entering a dormant state

analogous to hibernation…

…this state of metabolic dormancy is induced via

cytokine-mediated and hormone-mediated effects on

cellular energy production… »

Page 38: Syndrome de défaillance multiviscérale approche physiopathologique G Bernardin Réanimation Médicale CHU Nice

Ventilation mécanique & SDMV ?Ventilation mécanique & SDMV ?

Ventilation mécanique

Lésion / réponse inflammatoire pulmonaire

Réponse inflammatoire systémique

SDMVSDMV

??

??

??

Page 39: Syndrome de défaillance multiviscérale approche physiopathologique G Bernardin Réanimation Médicale CHU Nice

Ventilation mécanique & SDMV ?Ventilation mécanique & SDMV ?

Ventilation mécanique

Lésion / réponse inflammation pulmonaire??

Distension des zones aérées (fractures barrière alvéolo-capillaire)

Forces de cisaillement (ouverture/fermeture unités pulmonaires)

« Atelectrauma » ouverture/fermeture des zones dépendantes

Modification du surfactant

“Mécanotransduction“ (activation cellulaire [M, PNN], cytokines)

Page 40: Syndrome de défaillance multiviscérale approche physiopathologique G Bernardin Réanimation Médicale CHU Nice

Stretch induces cytokine release by alveolar epithelial cells in vitro Vlahakis and Hubmayr Am J Physiol 1999; 277: L167Vlahakis and Hubmayr Am J Physiol 1999; 277: L167

-cellules épithélium alvéolaire in vitro-étirement 20 vs. 30%-20 cycles/mn ““Mécano-transduction“Mécano-transduction“

30%30% 20%20%

Page 41: Syndrome de défaillance multiviscérale approche physiopathologique G Bernardin Réanimation Médicale CHU Nice

Injurious Ventilatory Strategies Increase Cytokines and c-fos m-RNA Expression in an Isolated Rat Lung Model

TremblayTremblay & & Slutsky, JCI 1997Slutsky, JCI 1997

ObjectifObjectif: effet de la stratégie de ventilation mécanique sur la production : effet de la stratégie de ventilation mécanique sur la production de médiateurs inflammatoires pulmonaires en présence ou ende médiateurs inflammatoires pulmonaires en présence ou en

l’absence de LPSl’absence de LPS

Rats (n=55), injection salé 9‰ ou LPS, V spontané (50mn), Excision pulmonaire4 stratégies ventilatoires

control vt=7ml/kg, PEEP=3cm H2O

MVHP vt=15ml/kg, PEEP=10cm H2O

MVZP vt=15ml/kg, ZEEP

HVZP vt=40ml/kg, ZEEP

LBA: TNF, IL-1, IL-6, IL-10, IFN, MIP-2

Page 42: Syndrome de défaillance multiviscérale approche physiopathologique G Bernardin Réanimation Médicale CHU Nice

Injurious Ventilatory Strategies Increase Cytokines and c-fos m-RNA Expression in an Isolated Rat Lung Model

TremblayTremblay & & Slutsky, JCI 1997Slutsky, JCI 1997

Salé 9‰Salé 9‰ LPSLPS

•Absence de PEEP (MVZP, HVZP): compliance CKLBA

•HVZP qui favorise cycles distension/fermeture est la plus pro-inflammatoire

•MVHP qui évite le collapsus alvéolaire est la moins délétère

Page 43: Syndrome de défaillance multiviscérale approche physiopathologique G Bernardin Réanimation Médicale CHU Nice

Ventilation mécanique & SDMV ?Ventilation mécanique & SDMV ?

Ventilation mécanique

Lésion / réponse inflammation pulmonaire

Réponse inflammatoire systémique??

Efflux de médiateurs du compartiment alvéolaire vers la circulation

SDMV: + hautes [CK, lactate] en aval de l’organe le plus atteint

Translocation bactérienne de l’espace alvéolaire vers la circulation

Page 44: Syndrome de défaillance multiviscérale approche physiopathologique G Bernardin Réanimation Médicale CHU Nice

Ischemia and reperfusion increases susceptibility to Ischemia and reperfusion increases susceptibility to ventilator-induced lung injury in rats.ventilator-induced lung injury in rats.

Crimi et al. AJRCCM 2006; 174: 178Crimi et al. AJRCCM 2006; 174: 178

Période de choc hémorragique - reperfusion (1h)Période de Ventilation (4h)

G1:Ht volume (HV-12ml/kg - peep=0)G2:Bas volume (LV - 6ml/kg - peep=5cmH2O)G3: sham + HV

HV

LV

Page 45: Syndrome de défaillance multiviscérale approche physiopathologique G Bernardin Réanimation Médicale CHU Nice

Concentrations de TNF, IL-6 et MIP-2 en fonction des modalités ventilatoires

Parenchyme pulmonaire Plasma

Crimi et al. AJRCCM 2006Crimi et al. AJRCCM 2006HV LV HV LV

Page 46: Syndrome de défaillance multiviscérale approche physiopathologique G Bernardin Réanimation Médicale CHU Nice

Apoptose (TUNEL) del’épithélium intestinal

Crimi et al. AJRCCM 2006Crimi et al. AJRCCM 2006

HV LV

Page 47: Syndrome de défaillance multiviscérale approche physiopathologique G Bernardin Réanimation Médicale CHU Nice

Infectious and inflammatory dissemination are affected by ventilation Infectious and inflammatory dissemination are affected by ventilation strategy in rats with unilateral pneumoniastrategy in rats with unilateral pneumonia

Schortgen et al. Intensive Care Med 2004; 30: 693-701Schortgen et al. Intensive Care Med 2004; 30: 693-701

Modèle murin

J0 Pneumopathie Expérimentale Droite (P. Aeruginosa)

J1 Stratégies ventilatoires (2h)

-VT 6ml/kg PEP=0 / PEP=8 cmH2O / PEP=8 + DLG / PEP=3 + VLP

-VT élevé (P plateau=30 cmH2O)

Ensemencement controlatéralDissémination bactérienne systémiqueTNF plasmatique

DECOMPARTIMENTALISATIONDECOMPARTIMENTALISATIONdes agents infectieux et de la réponse inflammatoiredes agents infectieux et de la réponse inflammatoire

Page 48: Syndrome de défaillance multiviscérale approche physiopathologique G Bernardin Réanimation Médicale CHU Nice

Effet de la stratégie ventilatoire sur la Effet de la stratégie ventilatoire sur la contamination pulmonaire controlatéralecontamination pulmonaire controlatérale

Schortgen et al. Intensive Care Med 2004Schortgen et al. Intensive Care Med 2004

Seul le groupe ventilé à faible volume et PEP à 8cm HSeul le groupe ventilé à faible volume et PEP à 8cm H22OO

ne présente pas de contamination gauchene présente pas de contamination gauche

Page 49: Syndrome de défaillance multiviscérale approche physiopathologique G Bernardin Réanimation Médicale CHU Nice

Schortgen et al. Intensive Care Med 2004Schortgen et al. Intensive Care Med 2004

Dissémination Dissémination bactérienne bactérienne systémiquesystémique

évaluée au niveau évaluée au niveau des organes des organes « filtres »« filtres »

Page 50: Syndrome de défaillance multiviscérale approche physiopathologique G Bernardin Réanimation Médicale CHU Nice

Diffusion systémique de la réponse inflammatoireDiffusion systémique de la réponse inflammatoire

Schortgen et al. Intensive Care Med 2004Schortgen et al. Intensive Care Med 2004

Les taux plasmatiques de TNF augmentent significativementchez les animaux ventilés en absence de PEP

Page 51: Syndrome de défaillance multiviscérale approche physiopathologique G Bernardin Réanimation Médicale CHU Nice

Effet délétère de la ventilation mécanique sur Effet délétère de la ventilation mécanique sur le status immunitairele status immunitaire

MV causes lung inflammation and systemic immune depression: a balance of fire and ice

P SUTER, ICM 2002

Plötz (ICM 2002)

•12 enfants, VM courte durée, VT 10 ml/kg, PEP 4 cmH2O•Élévation TNF et IL6 dans le LBA•Diminution capacité de production IFN par lymphocytes circulants•Réduction de l’activité NK•Rôle de la stimulation ß2 favorisant la production de CK anti-inflam

Page 52: Syndrome de défaillance multiviscérale approche physiopathologique G Bernardin Réanimation Médicale CHU Nice

VILI and MSOFVILI and MSOFa critical review of facts and hypothesisa critical review of facts and hypothesis

Plötz FB, ICM 2004

Page 53: Syndrome de défaillance multiviscérale approche physiopathologique G Bernardin Réanimation Médicale CHU Nice

Ventilation mécanique & SDMV ?Ventilation mécanique & SDMV ?

Ventilation mécanique

Lésion / réponse inflammation pulmonaire

Réponse inflammatoire systémique

SDMVSDMV??

Page 54: Syndrome de défaillance multiviscérale approche physiopathologique G Bernardin Réanimation Médicale CHU Nice

Mechanical ventilation as a mediator of MOSF in ARDSMechanical ventilation as a mediator of MOSF in ARDS

Ranieri M, JAMA, 2000; 284: 43Ranieri M, JAMA, 2000; 284: 43

Page 55: Syndrome de défaillance multiviscérale approche physiopathologique G Bernardin Réanimation Médicale CHU Nice

Ranieri M, JAMA, 2000; 284: 43Ranieri M, JAMA, 2000; 284: 43

Page 56: Syndrome de défaillance multiviscérale approche physiopathologique G Bernardin Réanimation Médicale CHU Nice

Et lui?Et lui?

Page 57: Syndrome de défaillance multiviscérale approche physiopathologique G Bernardin Réanimation Médicale CHU Nice

T SharsharCrit Care 2005

Brain in sepsis

Coupable?ou

Victime?

Page 58: Syndrome de défaillance multiviscérale approche physiopathologique G Bernardin Réanimation Médicale CHU Nice

ALI / ARDS

Brain to lung

Œdème neurogéniqueInf nosocomialeCompl trt neuroprotecteursEffets adverses de VM++Efflux médiateurs inflammSyst cholinergique anti-inflam

Page 59: Syndrome de défaillance multiviscérale approche physiopathologique G Bernardin Réanimation Médicale CHU Nice

ALI / ARDS

Lung to brain

Tr cognitifs c/ survivants SDRAProt S-100B, ENS c/ SDRARôle hypoxémie, glucoseEfflux médiateurs inflammLésions hippocampe++

Page 60: Syndrome de défaillance multiviscérale approche physiopathologique G Bernardin Réanimation Médicale CHU Nice

S-100B protein and neuro-histopathologic S-100B protein and neuro-histopathologic changes in a porcine model of ALIchanges in a porcine model of ALI

Fries, Anesthesiology 2005

ALI

hypoxémie

Page 61: Syndrome de défaillance multiviscérale approche physiopathologique G Bernardin Réanimation Médicale CHU Nice

S-100B protein and neuro-histopathologic S-100B protein and neuro-histopathologic changes in a porcine model of ALIchanges in a porcine model of ALI

Fries, Anesthesiology 2005

Page 62: Syndrome de défaillance multiviscérale approche physiopathologique G Bernardin Réanimation Médicale CHU Nice

Elevated serum levels of S-100ß protein and neuron-Elevated serum levels of S-100ß protein and neuron-specific enolase are associated with brain injury in specific enolase are associated with brain injury in

patients with severe sepsis and septic shockpatients with severe sepsis and septic shockNguyen DN. Crit Care Med 2006Nguyen DN. Crit Care Med 2006

Early death: J0-J4

Page 63: Syndrome de défaillance multiviscérale approche physiopathologique G Bernardin Réanimation Médicale CHU Nice

Elevated serum levels of S-100ß protein and neuron-Elevated serum levels of S-100ß protein and neuron-specific enolase are associated with brain injury in specific enolase are associated with brain injury in

patients with severe sepsis and septic shockpatients with severe sepsis and septic shockNguyen DN. Crit Care Med 2006Nguyen DN. Crit Care Med 2006

Early ICU mortality

Page 64: Syndrome de défaillance multiviscérale approche physiopathologique G Bernardin Réanimation Médicale CHU Nice

Abraham E, Singer M. Crit Care Med 2007

Page 65: Syndrome de défaillance multiviscérale approche physiopathologique G Bernardin Réanimation Médicale CHU Nice

Physiopathologie encore (de + en +) incertainePhysiopathologie encore (de + en +) incertaine

– médiateurs multiples (CK, ROS, NO, HSP…)médiateurs multiples (CK, ROS, NO, HSP…)

– contribution de nombreuses populations cellulairescontribution de nombreuses populations cellulaires

– balance phenotype pro vs. anti-inflamatoire balance phenotype pro vs. anti-inflamatoire

– interrelation cascade inflammation – cascade coagulationinterrelation cascade inflammation – cascade coagulation

– « cross-talk » inter-organe: « décompartimentalisation »« cross-talk » inter-organe: « décompartimentalisation »

– neuro-immunomodulation (interrelation réponse neuro-endocrine au stress - immunité)neuro-immunomodulation (interrelation réponse neuro-endocrine au stress - immunité)

– dysfonction mitochondriale (hibernation)dysfonction mitochondriale (hibernation)

– finalité complexe du processus apoptotiquefinalité complexe du processus apoptotique

– effet « perturbateur » de nos stratégies thérapeutiques effet « perturbateur » de nos stratégies thérapeutiques

Mobilisation des ressourcesMobilisation des ressources

Page 66: Syndrome de défaillance multiviscérale approche physiopathologique G Bernardin Réanimation Médicale CHU Nice

« sepsis should not be viewed simply as an « sepsis should not be viewed simply as an

uncontrolled, chaotic, and damaging process uncontrolled, chaotic, and damaging process

but rather a sophisticated, intricate, and but rather a sophisticated, intricate, and

multisystem condition that incorporates any multisystem condition that incorporates any

protective and damaging pathways »protective and damaging pathways »

Abraham E, Singer M. Crit Care Med 2007

Page 67: Syndrome de défaillance multiviscérale approche physiopathologique G Bernardin Réanimation Médicale CHU Nice

« …many of our current treatments may « …many of our current treatments may

interfere with the body’s attempt to adapt interfere with the body’s attempt to adapt

and that may carry potentially detrimental and that may carry potentially detrimental

consequences »consequences »

Abraham E, Singer M. Crit Care Med 2007

Page 68: Syndrome de défaillance multiviscérale approche physiopathologique G Bernardin Réanimation Médicale CHU Nice

SDMV / approches thérapeutiquesSDMV / approches thérapeutiques

• Optimisation hémodynamique (RV++) Optimisation hémodynamique (RV++) très précocetrès précoce

• Ventilation mécanique “protective“Ventilation mécanique “protective“

• Contrôle de la réponse inflammatoireContrôle de la réponse inflammatoire

• Contrôle glycémique (+/-)Contrôle glycémique (+/-)

• ……modulation de la réponse inflammatoire basée sur des informations modulation de la réponse inflammatoire basée sur des informations génétiques individuelles?génétiques individuelles?