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Oxygénation tissulaireOxygénation tissulaire
J. DuranteauJ. DuranteauUniversité Paris-SudUniversité Paris-Sud
Hôpital de BicêtreHôpital de Bicêtre
ATPATP
Fonction mitochondriale
ConvectionVO2 = IC. (CaO2 - CvO2).10).10
DiffusionVO2 = KO2 (PvO2 - PmitO2)
O2
Index cardiaqueIndex cardiaque HémoglobineHémoglobine MicrocirculationMicrocirculation
ConvectionConvection
5050
100100
150150
Consommation d’oxygèneConsommation d’oxygène (mL/min/m(mL/min/m22))
0 100 200 300 400 500 600 7000 100 200 300 400 500 600 700
Transport en oxygène Transport en oxygène (mL/min/m(mL/min/m22))
00
200200
EO2EO2critiquecritique
LactateLactate
300Oxygen uptake (mL/min/m2)
Oxygen deliveryOxygen delivery (mL/min/m(mL/min/m22))
0
0 200 400 600 800 1000
5050
Saturation d’oxygèneSaturation d’oxygène (%)(%)
0 20 40 60 80 1000 20 40 60 80 100
POPO22 (mmHg) (mmHg)
00
100100
PCOPCO22 HH++ Temp Temp 2,3-DPG 2,3-DPG
Index cardiaqueIndex cardiaque HémoglobineHémoglobine MicrocirculationMicrocirculation
ConvectionConvection
Endothélium
Effet Fahraeus-Lindqvist
Hte micro/Hte macroHte micro/Hte macro
Artériel veineuxArtériel veineux1,01,0
0,80,8
0,60,6
7070 60 50 40 30 20 10 10 20 30 40 50 60 7060 50 40 30 20 10 10 20 30 40 50 60 70
Diamètre du vaisseau Diamètre du vaisseau mm
Lipowsky HH, Microvasc Res 19:297, 1980Lipowsky HH, Microvasc Res 19:297, 1980
Van Der Linden P et al., Anesthesiology. 99:97-104, 2003.Van Der Linden P et al., Anesthesiology. 99:97-104, 2003.
55 volontaires sains au repos
Cathéters artériels radial et pulmonaire
Hémodilution normovolémique : Hb = 5,2 ± 0,5 g/dL (1h)
Détection ischémies myocardiques
3 sujets : sous décalage ST transitoire et réversible sans
Symptomatologie et sans conséquences péjoratives
Modifications apparues Hb 5-7 g/dL
Leung JM et al., Anesthesiology. 93:1004-1010, 2000.Leung JM et al., Anesthesiology. 93:1004-1010, 2000.
MAISMAIS
Réanimation Réanimation = malades avec ATCD cardio-vasculaires= malades avec ATCD cardio-vasculaires
Hypovolémie : baisse de viscosité et bas débitsHypovolémie : baisse de viscosité et bas débits
Sepsis : altération microcirculatoireSepsis : altération microcirculatoire
OO2 2 extraction ratioextraction ratio
0 5 10 15 20 0 5 10 15 20
OO2 2 delivery (mL/kg/min)delivery (mL/kg/min)
1.01.0
0.80.8
0.60.6
0.40.4
0.20.2
0.00.0
Without endothelialWithout endothelialcellscells
With endothelial With endothelial cellscells
Curtis SE et al. J Appl Physiol 79: 1352-1360. 1995.
T
T
TT
T
T
T
T
TT
TT
TT
TT T T
Endothelium
300
200
RBC flux villus tip (mm/s) RBC flux villus capillary (mm/s)
400
0
200
300
100
100
0 60 min
500
Control
Hemorrhage
Low ETX (1.5 mg/kg)
High ETX (1.5 mg/kg)
0 60 min
0
RBC flux villus tip (mm/s)RBC flux villus tip (mm/s)
400400
00
200200
300300
100100
0 60 120 min0 60 120 min
500500
ControlControl
ETXETX
ETX + NE + ArgETX + NE + Arg
ETX + NEETX + NE
ATPATP
Fonction mitochondriale
ConvectionVO2 = IC. (CaO2 - CvO2).10).10
DiffusionVO2 = KO2 (PvO2 - PmitO2)
O2
POPO2 2 extracellulaireextracellulaire
POPO2 2 mitochondrialemitochondriale
OO2 2 fluxflux ∆ ∆ POPO22
ATPATP
Fonction mitochondriale
ConvectionVO2 = IC. (CaO2 - CvO2).10).10
DiffusionVO2 = KO2 (PvO2 - PmitO2)
O2
BesoinsBesoinsmétaboliquesmétaboliquesATPATP
OO22
VEGFVEGF glycolyseglycolyse
GLUT-1GLUT-1
EPOEPO iNOSiNOS HIF1HIF1
00 1010 2020 3030 4040 5050 606000
11
22
33
44 NormoxiaNormoxiaNormoxiaNormoxiaO
xy
gen
up
tak
e (
µm
ol/h
r/m
illio
n c
ells
)O
xy
gen
up
tak
e (
µm
ol/h
r/m
illio
n c
ells
)
Time (hrs)Time (hrs)
Hypoxia or normoxiaHypoxia or normoxia
120 torr 22 or 120 torr 120 torr120 torr 22 or 120 torr 120 torr
NormoxiaNormoxiaHypoxiaHypoxia
P.T. Schumacker et al. Am.J. Physiol.L395-L402, 1993.P.T. Schumacker et al. Am.J. Physiol.L395-L402, 1993.
00 6060 120120 180180 240240 300300 360360 42042000
1010
2020
3030
4040
5050
6060
7070
8080
9090
100100
110110
120120 recoveryrecovery Hypoxia 20 torr Hypoxia 20 torr T
ota
l mo
tio
n (
% o
f c
on
tro
l val
ue
s)T
ota
l mo
tio
n (
% o
f c
on
tro
l val
ue
s)
Times (min)Times (min)
J. Duranteau et al. J. Biol. Chem. 273:11619-11624. 1998.J. Duranteau et al. J. Biol. Chem. 273:11619-11624. 1998.
0 20 40 60 80 1000
5
10
15
20
Ad
en
ine
nu
cle
oti
de
co
nc
en
tra
tio
ns
Ad
en
ine
nu
cle
oti
de
co
nc
en
tra
tio
ns
(nm
ole
s/m
illio
n c
ells
)(n
mo
les/
mill
ion
cel
ls)
Oxygen tension (torr)Oxygen tension (torr)
ATPATPADPADPAMPAMP
GRS Budinger et al.Am. J. Physiol. 270: L44-L53, 1996.GRS Budinger et al.Am. J. Physiol. 270: L44-L53, 1996.
Takehara et al. Arch. Biochem. Biophys.323, 27-32, 1995.
Oxygen (µM)Oxygen (µM)
0 5 10 150 5 10 15 Time (min)Time (min)
200200
100100
00
MtMt
SuccSucc
ADP 350 µMADP 350 µM
NONO
0.4 1.0 2.0 3.0 µM0.4 1.0 2.0 3.0 µM
Takehara et al. Arch. Biochem. Biophys.323, 27-32, 1995.
Oxygen (µM)Oxygen (µM)
0 5 10 150 5 10 15 Time (min)Time (min)
200200
100100
00
MtMt
SuccSucc
ADP 600 µMADP 600 µM
NO (0.8 µM)NO (0.8 µM)
NONO
NONO
NONO
King C et al. Crit Care Med 1999; 27:2518-2524.
OO22 consumption (ng.atom.min consumption (ng.atom.min-1-1.mg.mg-1-1))
ControlControl
1.81.8
1.41.4
11
0.60.6
0.20.2
00
LPSLPS
Unno N. Gastroenterology 1997; 113:1246-1257.
µg MTT-FZ / mg DNA µg MTT-FZ / mg DNA
Control LPS LPS + AGuanidineControl LPS LPS + AGuanidine
100100
8080
6060
4040
2020
00
Mitochondrial oxygen consumptionMitochondrial oxygen consumptionIn permeabilized muscle fibers In permeabilized muscle fibers
(µmol O2/h/mg)(µmol O2/h/mg)
L ’Her E and Sebert P. AJRCCM 164. 1444-1447, 2001.L ’Her E and Sebert P. AJRCCM 164. 1444-1447, 2001.
H0H0
0.13 ± 0.010.13 ± 0.010.09 ± 0.010.09 ± 0.010.12 ± 0.010.12 ± 0.01
H4H4
0.12 ± 0.010.12 ± 0.010.07 ± 0.010.07 ± 0.010.12 ± 0.010.12 ± 0.01
VO2-PMVO2-PMVO2-SucciVO2-SucciVO2-Asc-TMPDVO2-Asc-TMPD
H0H0
0.14 ± 0.010.14 ± 0.010.12 ± 0.010.12 ± 0.010.13 ± 0.010.13 ± 0.01
H4H4
0.11 ± 0.010.11 ± 0.010.11 ± 0.010.11 ± 0.010.12 ± 0.010.12 ± 0.01
Sham (n=5)Sham (n=5) Sepsis (n=5)Sepsis (n=5)
Adrie C et al. AJRCCM
2001; 164:389-395.
% cells with depolarized mitochondria (% ∆% cells with depolarized mitochondria (% ∆m)m)
ControlControl
2525 2020 1515 1010 55 00
7-10 d7-10 d<72 h<72 h dischargeddischarged
SurvivorsSurvivors
3030 2525 2020 1515 1010 55 00
Non-survivorsNon-survivors
Crouser et al. Crit Care Med 2002; 30: 276-284Crouser et al. Crit Care Med 2002; 30: 276-284
Lésions microscopiques et altérationsLésions microscopiques et altérationsde la respiration mitochondrialede la respiration mitochondriale
Crouser et al. Crit Care Med 2002; 30: 276-284Crouser et al. Crit Care Med 2002; 30: 276-284
Lésions microscopiques et altérationsLésions microscopiques et altérationsde la respiration mitochondrialede la respiration mitochondriale
D. Brealy et al. The lancet 360, 20, 2002.D. Brealy et al. The lancet 360, 20, 2002.
D. Brealy et al.D. Brealy et al.The lancet 360,20,2002The lancet 360,20,2002..
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