Poumon et sepsis

Poumon et sepsis

Jean-Christophe RICHARD

Service de réanimation médicale et d'assistance respiratoire

Hôpital de la Croix-Rousse – Lyon

Plan 1. Liens entre sepsis/défaillance respiratoire/

ventilation mécanique sur la base des études épidémiologiques multicentriques

2. Physiopathologie de l'agression pulmonaire au cours du sepsis au cours de la ventilation mécanique

3. Modalités de l'assistance ventilatoire au cours du sepsis

1. Défaillance respiratoire au cours du sepsis

Etudes épidémiologiques multicentriques - Echelle hospitalière

n étude(population)

Pathologie

Population Année d'étude(durée)

Année de publicatio

n(journal)

Rangel-Frausto

1 226(3 708)

Sepsis 1 hôpital(3 réa +3CS)

1992-1993(9 mois)

1995(JAMA)

Sands 1 342(12 759)

Sepsis 8 hôpitaux 1993-1994(1an)

1997(JAMA)

Angus 192 980(6 621 559)

Sepsis sévère

Base de données

hospitalière

1995(1 an)

2001(CCM)

Martin 10 319 418(750 000 000)

Sepsis Base de données

hospitalière

1979-2000 2003(NEJM)

Sundararajan 33 741(3 122 515)

Sepsis Base de données

hospitalière

1999-2003 2005(CCM)

Etudes épidémiologiques multicentriques - Echelle hospitalière

Rangel-Frausto : SDRA (PaO2/FiO2<175)Sands : SDRAMartin : IRA, SDRA, AR, VMSundararajan : IRA, SDRA, AR, VM

8% 10% NR 18% 17%

0%

5%

10%

15%

20%

Dé

faill

an

ce r

esp

ira

toir

e

Rangel-Frausto (1992-1993)

Sands (1993-1994)

Angus (1995)

Martin (1979-2000)

Sundararajan(1999-2003)

Sepsis

Sepsis sévère

Etudes épidémiologiques multicentriques - Réanimation

n étude(populatio

n)

Pathologie

Population

Année d'étude(durée)

Année de publication

(journal)

Brun-Buisson

1 064(11 828)

Sepsis sévère

Réanimation

170 centres

1993(2 mois)

1995(JAMA)

Alberti 3 608(14 364)

Infection Réanimation

28 centres

1997-1998

2003(AJRCCM)

AdrieOUTCOMEREA

713(1 698)

Sepsis sévère

Réanimation

6 centres

1997-2000

2005(J Crit Care)

Finfer 691(3 543)

Sepsis sévère

Réanimation

23 centres

1999(3 mois)

2004 (ICM)

Padkin 15 362(56 673)

Sepsis sévère

Réanimation

91 centres

1995-2000

2003(CCM)

Brun-BuissonEPISEPSIS

546(3 738)

Sepsis sévère

Réanimation

206 centres

2001(15 jours)

2004 (ICM)

VincentSOAP

1 177(3 147)

Sepsis Réanimation

198 centres

2002(15 jours)

2006(CCM)


Brun buisson (1) : PaO2 < 75 ou PaO2/FiO2 < 250Alberti : VMAdrie : PaO2 < 70 mm ou VM ou < PaO2/FiO2 < 250 (200 si PNP)Padkin : PaO2/FiO2 < 250 (200 si PNP)Brun buisson (2) : PaO2/FiO2 < 400 (SOFA>0)Vincent : PaO2/FiO2 < 200 et VM (SOFA>2)

47% 76% 38% NR 81% 93% 50%

0%

20%

40%

60%

80%

100%

Déf

ailla

nce

resp

irato

ire

Brun-Buisson(1993)

Alberti(1997-1998)

Adrie(1997-2000)

Finfer(1999)

Padkin(1995-2000)

Brun-Buisson(2001)

Vincent(2002)

Sepsis

Sepsis sévère

Infection

La majorité des patients avec sepsis en réanimation présentent une défaillance respiratoire

2. Ventilation mécanique au cours du sepsis


Sepsis

Sepsis sévère

Infection

46% 76% 38% 57% 80%

0%

20%

40%

60%

80%

Ve

ntil

atio

n m

éca

niq

ue

Angus(1995)

Alberti(1997-1998)

Adrie(1997-2000)

Brun-Buisson(2001)

Vincent(2002)

La majorité des patients avec sepsis en réanimation sont exposés à la ventilation mécanique

Les patients avec sepsis sont-ils plus souvent ventilés ?

64%

55%

80%

0%

20%

40%

60%

80%

Mec

hani

cal v

entil

atio

n

All patients

No sepsis

Sepsis

Vincent 2006 CCMp<0.05N=1177 patients avec sepsisTotal : 3147 patients

Metnitz 2009 ICM

13322 patients299 réanimations35 pays

3. ALI/SDRA et sepsis

Fréquence du SDRA au cours du sepsis Etudes épidémiologiques multicentriques

8% 10%

33%

17%

0%

20%

40%

60%

SD

RA

(%

)

Rangel-Frausto(1992-1993)

Sands(1993-1994)

Vincent(2002)

Autres défaillancesrespiratoires

SDRA

Sepsis à l'hôpital

Sepsis en réanimation

Le SDRA est la principale cause de défaillance respiratoire au cours du sepsis en réanimation

Fréquence du sepsis au cours du SDRA

48%

22%

0%

10%

20%

30%

40%

50%

Sep

sis

at IC

U a

dmis

sion

(%

)

ALI/ARDS (n=393)

No ALI/ARDS (n=2754)

p<0.001

Sakr 2005 Chest

40%46%

23%

16% 18%

11% 11%

25%

10%

5%

0%

10%

20%

30%

40%

50%

(%)

Pneumonia Inhalation Lung Contusion

Severe sepsisShock

Multiple blood transfusion

ALI (n=62)

ARDS (n=401)

Etiologies du SDRAPrédominance du sepsis

Brun-Buisson 2004 ICM

Etude multicentrique prospective78 réa dans 10 pays européens1er février 31 mars 1999

Pronostic du SDRA d'origine septique Sheu 2010 Chest

Etude bicentrique 586 SDRA

La surmortalité des SDRA d'origine septique est liée- à la gravité de la maladie- aux comorbidités

Traitement du sepsis et SDRA

Iscimen 2008 CCM

Etude monocentrique en réanimation médicaleRéalisée entre 2004 et 2007160 patients en choc septique sans ALI/SDRA 44% évolueront secondairement vers l'ALI/SDRA

>3h>6h

4. Le poumon cible du sepsis

Physiopathologie de la défaillance respiratoire du sepsis – Drive respiratoire

Vagal afferences

A. Arach. K+

osmolality lactates

Ventilator muscle failureAdapted from

Magder 2009 Crit Care

Sympathetic nervous system

HRVasoconstriction

Physiopathologie de la défaillance respiratoire du sepsis – Altération de la pompe ventilatoire

Hussain 1985 JAPModèle de choc endotoxinique non réanimé chez le chien

Les animaux meurent de défaillance respiratoire en l'absence de support ventilatoireCette défaillance précède la défaillance circulatoire


Hussain 1986 JAP Boczkowski 1988 ARRD

Modèle de PNP à Streptocoque chez le rat

Day 3Day 0

Perte de l'endurance diaphragmatique

PDi

Altération de la pompe

ventilatoire

Besoins énergétiques des muscles respiratoires

R

C

PEPi



ventilatoire


Apports énergétiques aux

muscles respiratoires

R

C

PEPi


Magder 2009 Crit Care

Physiopathologie de la défaillance respiratoire du sepsis – Apports énergétiques aux M respiratoires


ventilatoire


Apports énergétiques aux

muscles respiratoires

Performance musculaire intrinsèque

des muscles respiratoires

R

C

PEPi


Substrats (glycogène, P…) stade tardif

Stress oxydatif

Altérations mitochondriales

Masse musculaire (< 48h)Effet délétère du TNF sur la performance contractile

VIDD

Sepsis pulmonaire

Sepsis extra-pulmonaire

TLR

LPS Peptidoglycanne

NF-B

TNF-, IL-1, IL-10

Expressionmolécules d'adhésion IL-8

ProteasesOxydantsPG, LT

Oedemealvéolaire

Oedemeinterstitiel

Inactivation SF

ARDSp ARDSexp

ARDSp

ARDSexp

86%64%

0%

20%

40%

60%

80%

100%

Pa

tie

nt

wit

h s

ep

sis

(%

)

ARDSp ARDSexp

LobarLobar

DiffuseDiffuse

PatchyPatchy

NS

5. Le poumon cible de la ventilation mécaniqueVentilator associated lung Ventilator associated lung injuryinjury

VALIVALI

Agression pulmonaire liée à la ventilation mécanique

BAROTRAUMABAROTRAUMA VOLOTRAUMAVOLOTRAUMA

ATELECTRAUMAATELECTRAUMA

BIOTRAUMABIOTRAUMA

Agression pulmonaire non liée à la VM (sepsis)

Mécanosensation MécanotransductionActivation

transcription

1. CoagulationTF, PAI1, PA….!!

2. inflammation:IL-1, IL-6, IL-13,

IL-1RA, MIF, COX II

3. Chimiotactisme/Mob CMLCK, C5R1,C3, CCR2

4. DiversPBEF, Aquaporin1, HSP-70, VEGF, CCL-2, thrombospondin 1, EDG-1, GBP2, anexin…

Schreiber 2006 Anesthesiology

Rat ETX ou contrôle

Randomisation après 24 h

VT 8 ml/kg

VT 24 ml/kg

VT 27 ml/kg



Un VT très élevé est responsable d'une agression pulmonaire supplémentaire sur des poumons pré-agressés par l'endotoxine

Bregeon 2005 Anesthesiology

Lapins randomisés en 3 groupes expérimentaux

ETX IVVS

SSIVM -> VT 10 ml/kg

ETX IVVM -> VT 10 ml/kg

Bregeon 2005 Anesthesiology

Un VT "standard" peut être responsable d'une agression pulmonaire supplémentaire sur des poumons pré-agressés par l'endotoxine

6. Ventilation protectrice et sepsis

Ventilation protectrice au cours du sepsisVentilation protectrice au cours du sepsis

Sepsis + ALI/ARDS

1. Limitation VT (6 ml/kg pds théorique)

2. Limitation Pplat < 30cm H2O

Sepsis sans ALI/ARDS

0.5s

3. Hypercapnie permissive

4. Utilisation d'une PEP

5. Utilisation de la FiO2 la plus basse

All mechanically ventilated patients (n = 382)

Diffuse alveolar damage (DAD)Patients with risk factor for ARDS but without clinical criteria according to the American-European conference consensus (n= 157, sepsis = 76%)

Esteban 2004 Ann Intern Med

Patients décédés en réanimation entre 1991 et 2002 (n=1399)Autopsie acceptées par 382 familles

Dans le sous-groupe de patient à risque de SDRA (sepsis+++), la définition actuelle du SDRA est prise en défaut chez environ 20% des patients Une ventilation protectrice n'est pas appliquée

All mechanically ventilated patients (n =138)

48%

52%

Mention of ARDS/ ALI in charts

No mention of ARDS/ ALI

in charts

Sous groupe de l'étude précédenteExclusion :• des séjours < 12 h• des décès survenant plus de 15 jours après l'intubation• des dossiers incomplets

Ferguson 2005 CCM

50% des patients avec DAD à l'autopsie ne sont pas diagnostiqués comme SDRA Une ventilation protectrice n'est pas appliquée chez ces patients

83%ALI/ARDS

criteria

17%No ALI/ARDS criteria

Gajic 2004 CCM

n = 66

n = 160

n = 100

Gajic 2004 CCM

International ventilation study database412 réanimations3261 patients sous VMI > 48 heuresSans critère d'ALI/ARDS à l'intubation

Gajic 2005 ICM

Ces données sont en faveur de l'application du concept de ventilation "protectrice" chez tous les patients

Determann, 2010. Crit CarePatients sans ALI à l'initiation de la VMRandomisés en VT 10ml/kg PPT vs 6 ml/kg PPT

Determann, 2010. Crit CarePatients sans ALI à l'initiation de la VMRandomisés en VT 10ml/kg PPT vs 6 ml/kg PPT

VT 6

VT 10

• Arrêt prématuré après 150 patients non prévu a priori

7. Modalités de la ventilation mécanique au cours du sepsis

Volume courant PEP Manœuvres de recrutement VNI

Volume courantALI/SDRA

861 patients

(4-8)

ARDS network, 2000. NEJM

Volume courantALI/SDRA

Low tidal volume

Traditional tidal volume

ARDS network, 2000. NEJM

Volume courant ALI/SDRA + sepsis

Eisner, 2001. AJRCCM


Effect of mechanical ventilation strategy on dissemination of intratracheally instilled Escherichia coli in dogs

Groupe I:Groupe I: VT QSP PTP 15 cm H2O

PEP 3 cm H2On=6

Groupe II:Groupe II: VT QSP PTP=35 cm H2O

PEP 3 cm H2On=6

Groupe III:Groupe III: VT QSP PTP = 35 cm H2O

PEP 10 cm H2On=6

Modèle de pneumopathie à E. Coli chez 18 chienssuivis pendant 6 h dans 3 conditions expérimentales

PEPNahum, 1997. CCM

ARDSpARDSp n=49 : 73% de sepsis pulmonaire

ARDSepARDSepn=20 : 5% de sepsis abdominal : 85% de sepsis extra-abdominal

148225

0

100

200

300

400

500

Primary ARDS (n=49) Secondary ARDS (n=20)

Alv

eola

r re

crui

tmen

t (m

l)

p > 0.05

PEP=10 cm H2O

Puybasset, 2000. ICM

68 patientsALI/ARDS

Gattinoni, 2006. NEJM

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

Pat

ien

t

Pneumonia Sepsis Aspiration trauma Other

Patients with lower percentage ofpotentially recruitable lung (n=34)

Patients with higher percentage ofpotentially recruitable lung (n=34)


p=0.01 p=0.02



> 2 criteria

PEPSDRA

Briel, 2010. JAMA

PEPSDRA

Briel, 2010. JAMA

PEP - Résumé

ALI/ARDS + sepsis pulmonaire PEP > 10-15

ALI/ARDS + sepsis extra-pulmonaire PEP 5-10

Prédiction de la recrutabilité présence de 2 critères sur les 3 suivants PaO2/FiO2 < 150 à PEP 5 VD/VT entre PEP 5 et PEP 10 compliance système respiratoire entre PEP 5 et PEP 10

ARDS PEP > 10-15


Groupe I: VM à basse pressionGroupe I: VM à basse pression VT QSP Pmax = 14 cm H2O

PEP 0 cm H2On=6

Groupe II:VM à haute pression Groupe II:VM à haute pression VT QSP Pmax = 45 cm H2O

PEP 0 cm H2On=6

Groupe III: VM à basse pression + Groupe III: VM à basse pression + manœuvres de recrutement (MR)manœuvres de recrutement (MR)

VT QSP Pmax = 14 cm H2OPEP 0 cm H2O

MR = CPAP 45 cm H20/30s/15minn=6

Modèle de pneumopathie à P. Aeruginosa chez le ratSuivi pendant 6 h dans 3 conditions expérimentales

Manœuvres de recrutement

Cakar, 2002 CCM

Manœuvres de recrutement

Halbertsma, 2009 J Crit Care

7 nourrissons avec ALI (0.5-45 mois)• méningococcémie (n = 2)• bronchiolite à VRS (n = 2)• grippe (n = 1)• sepsis respiratoire viral avec choc(n = 1)• pneumonie (n = 1)

15 cm H2O 5-10s

Halbertsma, 2009 J Crit Care

Etude ancillaire d’ALVEOLI96 patients ALI randomisés dans le bras PEEP haute (13.8 3.0 cm H2O)MR=CPAP 35-40 cm H2O pdt 30s

Etude crossover:

Fausse MR à J2 & J4

MR à J1 & J3

Fausse MR à J2 & J4

MR à J1 & J3

Brower, 2004 CCM

Constantin, 2010 CCM19 patients (79% sepsis)47% SDRA focaux, 53% de SDRA non focaux

Manœuvres de recrutement - Résumé

Utilisation systématique non recommandée au cours du SDRA

Effet délétère potentiel majoré au cours du sepsis

Recommandations formalisées d'expert SRLF - 2005


Confalonieri, 1999 AJRCCM

VNI et pneumopathies

Confalonieri, 1999 AJRCCM

VNI et pneumopathies

p=0.02

VNI et IRA hypoxémiqueAntonelli, 2000 JAMA

Critères d'inclusion:FièvreInfiltrat pulmonairePaO2/FiO2<200Immunodépression – 50% de pneumopathies

Hilbert, 2001 NEJM

0%

20%

40%

60%

80%

NIV Control

46%77%

Intu

ba

tion

(%

)

0%

20%

40%

60%

80%

100%

NIV Control

50%

81%

Ho

spita

l mo

rta

lity

(%)

p = 0.03 p = 0.02

123 patientsIRAPaO2/FiO2<300Œdème pulm bilatéral

Delclaux, 2000 JAMA

Antonelli, 2001 ICM

CONCLUSION 1. La défaillance respiratoire est très fréquente au cours du sepsis

en réanimation, et impose souvent le recours à l'assistance ventilatoire mécanique.

2. La VM génère très probablement une agression pulmonaire supplémentaire, justifiant l'utilisation de réglages ventilatoires appropriés en cas d'ALI/SDRA

3. Le SDRA est largement sous diagnostiqué, et la recherche quotidienne des critères AECC est requise pour adapter la ventilation mécanique

4. En l'absence de lésion pulmonaire identifiable, les mêmes précautions ventilatoires sont probablement requises.

Documents

Poumon et sepsis