- Désordres acido-basiques - Le lactate en réanimation

1. - Désordres acido-basiques - Le lactate en réanimation Dr Thomas Rimmelé thomas.rimmele@chu-lyon.fr Département d’Anesthésie-Réanimation Pavillon P Réanimation Hôpital Edouard Herriot, Lyon Janvier 2007

2. Plan • Désordres acido-basiques • Acidose métabolique • Acidose respiratoire • Alcalose métabolique • Alcalose respiratoire • Troubles mixtes • Le lactate en réanimation • Métabolisme du lactate • Dosage du lactate • Hyperlactatémie : facteur pronostique ? • Hyperlactatémie : marqueur d’hypoxie et de métabolisme anaérobie ? • Classification des hyperlactatémies • Hyperlactatémie : facteur de protection ? • Traitement des acidoses lactiques

3. Introduction - Désordres acido-basiques très fréquents en réanimation - Nombreuses erreurs d’interprétation ! - Lactatémie prescrite tous les jours en réanimation - Nombreuses « idées reçues » sur le lactate - LE lactate !

4. Désordres acido-basiques

5. Prélèvement : la gazométrie artérielle • Pas de bulle d’air pour éviter la perte de CO2 par dissipation • Seringue héparinisée • Glace jusqu’au laboratoire • Pas plus d’une heure de conservation avant analyse

6. Définitions • Trouble de l’équilibre acido-basique : trouble affectant la charge acide, • c’est à dire la quantité d’ions H+ présents dans les liquides de • l’organisme • Acidose : augmentation de la charge en ions H+ de l’organisme • Acidémie : diminution du pH sanguin exprimant une • augmentation de la concentration H+ dans le sang • Alcalose: diminution de la charge en ions H+ de l’organisme • Alcalémie : augmentation du pH sanguin exprimant une • diminution de la concentration H+ dans le sang

7. Conséquences de l’acidose • Cardiovasculaires : • Baisse de la contractilité et de la réponse aux amines • Vasodilatation artérielle, veinoconstriction, HTAP • Baisse du DC, de la PA, des flux sanguins rénal et hépatique • Arythmies • Respiratoires(variable selon étiologie métabolique ou respiratoire) : • Hyperventilation, dyspnée • Fatigue musculaire • Métaboliques • - Augmentation des besoins métaboliques, insulinorésistance • - Inhibition de la glycolyse anaérobie • - Diminution de la synthèse d’ATP • - Hyperkaliémie • Catabolisme protéique • Cérébrales • - Inhibition du métabolisme, coma NEJM 1998

8. Conséquences de l’alcalose • Cardiovasculaires : • Vasoconstriction artérielle • Baisse de la perfusion coronaire • Arythmies • Respiratoires(variable selon étiologie métabolique ou respiratoire) : • Hypoventilation, hypercapnie • Hypoxémie • Métaboliques : • Stimulation de la glycolyse anaérobie • Hypokaliémie, hypomagnésémie, hypophosphorémie • Baisse du calcium ionisé • Cérébrales : • Baisse du flux sanguin cérébral • Convulsions, délire NEJM 1998

9. Le pH = Potentiel Hydrogène • [ ] sanguine en ions H+ très faible : 40 nmol/L  pH = - log [H+] • 7,38 à 7,42 • 6,60 à 7,70 • Limites de la normale étroites : • Limites compatibles avec la vie : • [H+] stable indispensable au bon fonctionnement cellulaire • et enzymatique • Production de H+ par l’organisme : 50 à 100 mmol / jour !!! •  Tendance à l’accumulation d’ions H+

10. Les systèmes tampons • Neutralisation de l’excès de H+ par 2 systèmes de défense : • L’un immédiat, physicochimique : les sytèmes tampons • L’autre, plus lent, constitué par 2 organes excréteurs de H+ : le rein • et le poumon • les systèmes tampons : • Système des bicarbonates (tampon extracellulaire le + important) • Hémoglobine • Protéines cellulaires et plasmatiques • Phosphates inorganiques • L’ammonium

11. Tamponnement par les bicarbonates : H+ + HCO3- H2CO3  H2O + CO2 • pH = 6,1 + log [HCO3-] / [H2CO3] • pH = 6,1 + log [HCO3-] / 0,03 . PaCO2 • Bicarbonates régulés par le rein • Ac. carbonique régulé par poumon via la PaCO2 • Pour maintenir pH normal, variation du numérateur et dénominateur dans le même sens.

12. Les variations de H+ (et donc du pH) sont induites par des altérations de la PaCO2 ou de la [ ] plasmatique de HCO3-. • Les anomalies primitives de la PaCO2 sont responsables d’acidose ou d’alcalose dites « respiratoires ». • Les anomalies primitives de HCO3- sont responsables d’acidose ou d’alcalose dites « métaboliques ».

13. Dans chacun de ces désordres acido-basiques, des réponses compensatoires rénales ou respiratoires sont mises en jeu afin de minimiser les variations de pH en minimisant les variations du rapport HCO3- / PaCO2. • Les réponses compensatrices vont toujours dans le même sens que l’anomalie primitive.

14. Acidose métabolique Défaut primitif - Baisse des bicarbonates Compensation - Hyperventilation pour  PaCO2 Etiologies - Acidose lactique, acidocétose du diabétique, insuffisance rénale, intoxications (aspirine, éthylène glycol). - Fuites digestives de bicarbonates (diarrhée, fistule digestive), acidoses tubulaires rénales, remplissage vasculaire. TTT - étiologique, hyperventilation, très rarement bicarbonates, parfois EER.

15. Acidose métabolique Profil pH < 7.38 Bicar < 23 mmol/L PaCO2 < 5 kPa Remarque KPa  mm Hg (× 7.5)

16. Acidose métabolique Le trou anionique Principe: plasma = électroneutralité = correspondance des charges électriques portées par les anions(-) et par les cations(+) 2 anions sont dosés couramment dans le plasma (HCO3- et Cl-) = 85% des anions. 15% restants = anions indosés = protéines plasmatiques (albumine), phosphates, sulfates, acides organiques…

17. Acidose métabolique Valeur normale du TA : (Na+ + K+) – (Cl- + HCO3-) = 16 ± 2 2 situations : 1) Si perte rénale ou digestive de HCO3-, la baisse de HCO3- est compensée par une augmentation proportionnelle de Cl-. Le TA ne change pas et cette forme d’acidose métabolique = acidose métabolique hyperchlorémique (TA normal)

18. Donc TA = utile pour le diagnostic différentiel d’une acidose métabolique ! Acidose métabolique 2) Inversement, lorsque l’acidose est produite par l’addition d’un acide autre que HCl, l’acidose s’accompagne d’un TA excessif parce que HCO3- est abaissé et remplacé par un anion indosé.

19. Acidoses métaboliques hyperchlorémiques à TA normal Le TA urinaire : Na+ + K+ - Cl- = 0 à -20 Si TA u > 0 Acidose tubulaire rénale Si TA u < -20 Pertes digestives de bicarbonates

20. Acidose métabolique hyperchlorémique et remplissage vasculaire Pas seulement avec certains cristalloïdes ! 2 hypothèses physiopathologiques : • Acidose de dilution : Approche traditionnelle d’Henderson Hasselbach • Apport de [ ] élevées en Cl- : approche de Stewart

21. Acidose de dilution : • Henderson-Hasselbach • Diminution des bicarbonates plasmatiques secondaire à l’expansion volémique Garella et al. Am J Physiol 1973. Effect of isotonic volume expansion on extracellular bicarbonate stores in normal dogs.

22. Modèle de Stewart (1978) : Respect de 3 principes physico-chimiques fondamentaux : • Equilibre de dissociation électrochimique • Conservation de masse • Electroneutralité Stewart PA. Resp Physiol 1978. Independant and dependent variables of acid-base control.

23. pH et HCO3- sont dépendants de 3 variables distinctes : • Le Strong ion difference (SID) = différence entre cations et anions fortement dissociés: (Na+ + K+) – (Cl- + lactate) • PaCO2 • Acides faibles (albumine, phosphore inorganique)

25. L’ hypoalbuminémie entraîne une alcalose métabolique. Quelques réf sur acidose hyperchlorémique : Scheingraber S et al. Anesthesiology 1999. Rapid saline infusion produces hyperchloremic acidosis in patients undergoing gynecologic surgery. Blanloeil Y et al. Ann Fr Anesth Réanim 2002. Acidose hyperchlorémique lors du remplissage vasculaire. Waters JH et al. Crit Care Med 1999. Cause of metabolic acidosis in prolonged surgery.

26. Place des bicarbonates dans le traitement d’une acidose métabolique Effets néfastes des bicarbonates : 1) Augmentation de la production de CO2 HCO3- + H+ H20 + CO2 Nécessité d’augmenter le travail ventilatoire pour épurer le CO2. Peut même aboutir à des acidoses respiratoires ! 2) Acidose intracellulaire paradoxale par diffusion dans la cellule du CO2 (acidose gazeuse intracellulaire). Ritter et al. Lancet 1990 Effet inotrope négatif si acidification des cellules cardiaques !

27. 3) Acidification du LCR 4) Alcalose métabolique secondaire Rappel : alcalose + grave que acidose ! 5) Hypokaliémie 6) Hypernatrémie et hyperosmolarité

28. Les indications des bicarbonates : Persistantes : Acidose métabolique par fuite digestive ou urinaire de bicarbonates = acidose métabolique hyperchlorémique à TA normal Discutées : Acidose métabolique très sévère (pH < 6,90) Action des amines ?? Abandonnées : - Acidose métabolique par gain d’acide = acidose métabolique normochlorémique à TA augmenté. - Réanimation de l’arrêt cardiocirculatoire Correction de l’acidose métabolique en réanimation. Conférence consensus Juin 1999

29. Remarque sur l’acidose au cours d’un arrêt cardiocirculatoire : Acidose mixte avec grosse part « respiratoire » par défaut d’épuration du CO2 donc prescription de bicarbonates illogique. Risque d’aggravation de l’acidose tissulaire si bicarbonates

30. Précautions d’utilisation si administration de bicarbonates : • Administration lente et régulière (< 2 mmol/kg/H) • diminue l’acidose intracellulaire et LCR • diminue la production de CO2 • Utiliser solutés hypoosmolaires (1,4 %) • Augmenter ventilation minute si ventilation mécanique • Prévenir l’hypokaliémie • Limiter les quantités

31. Acidose respiratoire Défaut primitif Augmentation de la PaCO2 = Hypercapnie Compensation Réabsorption rénale des bicarbonates augmentée Etiologies Toutes les causes d’ hypoventilation alvéolaire = paralysies respiratoires neurologiques ou musculaires (Guillain-Barré,myopathies), comas, effets secondaires des morphiniques, BPCO décompensée…

32. Acidose respiratoire TTT Etiologique, augmenter la ventilation alvéolaire Profil pH < 7.38 Bicar > 26 mmol/L PaCO2 > 5.6 KPa

33. Alcalose métabolique Défaut primitif - Elévation des bicarbonates Compensation - Hypoventilation alvéolaire Etiologies • Hypovolémie, diurétiques (contraction du volume extra-cellulaire réabsorption proximale de bicarbonates) = alcalose de contraction • Pertes de H+ : Vomissements • perfusions excessives de bicarbonates

34. Alcalose métabolique TTT - Normalisation de la volémie, ttt étiologique, parfois acétazolamide (favorise excrétion rénale des bicar) Profil pH > 7,42 Bicar > 26 mmol/L PaCO2 > 5,6 KPa

35. Alcalose respiratoire Défaut primitif - Baisse de la PaCO2 Compensation - Baisse des bicarbonates (réduction de la réabsorption rénale) Etiologies Hyperventilation alvéolaire par hyperpnée • centrale (psychiatrie, AVC, tumeurs cérébrales) • réflexe à une hypoxie (EP, pneumothorax, anémie) • respirateur de réa mal réglé

36. Alcalose respiratoire TTT - étiologique, O2 si besoin, diminuer la ventilation Profil : alcalose respiratoire avec alcalémie pH > 7,42 Bicar < 23 mmol/L PaCO2 < 5 KPa

37. Remarque : • On peut avoir uneacidose métabolique sans acidémie (= compensée) - Bicar diminués (trouble primitif) - PaCO2 diminuée - pH normal • Mais attention : même profil que alcalose respiratoire sans alcalémie !! • Acidose respiratoire sans acidémie ou compensée : cas fréquent au • cours des insuffisances respiratoires chroniques

38. BILAN

39. Quelques précisions… • Nous venons de voir les troubles acido-basiquessimples ! • Il existe (fréquemment en réanimation) des troubles acido-basiquescomplexes ou mixtes… • Ces derniers surviennent quand la compensation rénale ou respiratoire ne peut pas s’effectuer correctement. Ex : administration massive de bicarbonates à un malade soumis à une ventilation mécanique avec ventilation minute trop élevée  • Alcalose mixte !

40. BILAN des troubles mixtes

41. Quelques précisions… • Enfin, de manière générale, pour éviter les erreurs, ne jamais interpréter une gazométrie artérielle de façon isolée. • Il faut systématiquement s’aider de : • l’anamnèse • L’examen clinique • La biologie (ionogramme, ac. lactique…)

42. Conclusion • L’analyse d’un trouble acido-basique n’est pas compliquée si • Rigueur de raisonnement (identifier défaut primitif…) • Prise en compte des paramètres anamnestiques, cliniques et • biologiques associés

43. Le lactate en réanimation

44. Métabolisme du lactate Lactatémie = concentration qui résulte à la fois du flux de production et du flux d’élimination du lactate Le lactate est formé dans le cytosol à partir du pyruvate qui est réduit grâce à une enzyme, la lacticodeshydrogénase (LDH) : Pyruvate + NADH + H+ Lactate + NAD LDH • Donc la concentration cellulaire de lactate dépend de : • Concentration en pyruvate • Rapport NADH/NAD • Concentration en ion H+

45. Concentration cellulaire en pyruvate : Le lactate augmente quand la production de pyruvate dans le cytosol excède son utilisation Le pyruvate est issu essentiellement de la glycolyse

46. Glycolyse glucose Fructose-6P - Acidose Phosphofructokinase (PFK) Fructose-1,6 biP + Alcalose Phosphoénolpyruvate Pyruvate kinase Pyruvate Hyperlactatémie en situation d’alcalose par stimulation de la glycolyse aboutissant à augmentation pyruvate

47. Le pyruvate 4 voies métaboliques : 2 intramitochondriales 2 cytosoliques 1) Oxydation aérobique intramitochondriale via le cycle de Krebs catalysée par la pyruvate deshydrogénase (PDH) 36 ATP 2) Transformation en oxaloacétate 3) Donner du glucose par la néoglucogénèse 4) Donner alanine par transamination

48. METABOLISME DU LACTATE glucose L NADH = k . < 12 fructose 6P P NAD PFK fructose 1,6P ADP NAD NADH ATP n = 2 lactate pyruvate alanine PDH Oxydation phosphorylante Oxalo acétate CO2 + H2O AcétylCoA NADH + O2 NAD + H2O ATP n = 36 ADP Krebs

49. Le potentiel Redox (NADH/NAD) • Contrôle étroitement la [] cellulaire en pyruvate en régulant : • La glycolyse et l’oxydation du pyruvate en acétylcoA via la PDH • PDH • Pyruvate + CoA AcétylCoA + CO2 • NAD NADH + H+ • La réduction du pyruvate en lactate via la LDH Pyruvate + NADH + H+ Lactate + NAD LDH

50. Les variations de la [H+] ou pH L’acidose favorise la transformation du pyruvate en lactate. L’acidose diminue la production de pyruvate en inhibant l’activité de la PFK.