La NIRS : une approche régionale de l’oxygénation tissulaire
Déterminants de loxygénation tissulaire J. Duranteau Université Paris-Sud Hôpital de Bicêtre.
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Déterminants de Déterminants de l’oxygénation tissulairel’oxygénation tissulaire
J. DuranteauJ. DuranteauUniversité Paris-SudUniversité Paris-Sud
Hôpital de BicêtreHôpital de Bicêtre
ATP
Fonction mitochondriale
ConvectionVO2 = IC. (CaO2 - CvO2).10
DiffusionVO2 = KO2 (PvO2 - PmitO2)
O2
Index cardiaqueIndex cardiaque HémoglobineHémoglobine MicrocirculationMicrocirculation
ConvectionConvectionVOVO22 = IC. (CaO = IC. (CaO22 - CvO - CvO22).10).10
Index cardiaqueIndex cardiaque HémoglobineHémoglobine MicrocirculationMicrocirculation
ConvectionConvectionVOVO22 = IC. (CaO = IC. (CaO22 - CvO - CvO22).10).10
5050
100100
150150
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
Consommation d’oxygèneConsommation d’oxygène (mL/min/m(mL/min/m22))
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
EOEO22
critiquecritique
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
EOEO22
critiquecritique
Extraction tissulaire d’OExtraction tissulaire d’O22
Recrutement capillaireRecrutement capillaire Homogénéisation des débits et des HtesHomogénéisation des débits et des Htes Diminution de l’affinité de l’ODiminution de l’affinité de l’O22 pour Hb pour Hb
5050
100100
150150
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
EOEO22
critiquecritique
LactateLactate
Consommation d’oxygèneConsommation d’oxygène (mL/min/m(mL/min/m22))
300Oxygen uptake (mL/min/m2)
Oxygen deliveryOxygen delivery (mL/min/m(mL/min/m22))
0
0 200 400 600 800 1000
Index cardiaqueIndex cardiaque HémoglobineHémoglobine MicrocirculationMicrocirculation
ConvectionConvectionVOVO22 = IC. (CaO = IC. (CaO22 - CvO - CvO22).10).10
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
ConvectionConvectionVOVO22 = IC. (CaO = IC. (CaO22 - CvO - CvO22).10).10
Endothélium
Innervation artériolaire
Intaglietta, M., et al., Cardiovasc Res, 1996. 32 632-43.
Innervation relativeInnervation relative (longueur/surface (longueur/surface m/ m/ mm22))
0.80.8
00
0.60.6
0.40.4
0.20.2
1.01.0
1.21.2
A1A1A2A2
A3A3
A4A4
CapCap
Hématocrite capillaire
Hte micro/Hte macroHte micro/Hte macro
ArtérielArtériel veineuxveineux1,01,0
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
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
T T
TT
TT T T
Recrutement capillaireRecrutement capillaire Homogénéisation des débits et des Homogénéisation des débits et des HtesHtes
Diminution de l’affinité de l’ODiminution de l’affinité de l’O22 pour Hb pour Hb
Extraction tissulaireExtraction tissulaireen oxygèneen oxygène
Van Der Linden P et al., Van Der Linden P et al.,
Anesthesiology. 99:97-104, 2003.Anesthesiology. 99:97-104, 2003.
Van Der Linden P et al., Van Der Linden P et al.,
Anesthesiology. 99:97-104, 2003.Anesthesiology. 99:97-104, 2003.
1 MAC Halothane1 MAC Halothane
2.3 +/- 0.5 g/dl2.3 +/- 0.5 g/dl
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 cardiovasculaires= malades avec ATCD cardiovasculaires
HypovolémieHypovolémiebaisse de viscosité et bas débitsbaisse de viscosité et bas débits
SepsisSepsisaltérations microcirculatoiresaltérations microcirculatoires
ATP
Fonction mitochondriale
ConvectionVO2 = IC. (CaO2 - CvO2).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.
Endothélium
Endothélium
ERO
Endothélium
300300
200200
RBC flux villus tip (mm/s) RBC flux villus capillary (mm/s)
400400
00
200200
300300
100100
100100
0 60 min
500500
Control
HemorrhageLow ETX (1.5 mg/kg)
High ETX (10 mg/kg)
0 60 min00
Nakajima Y et al. AJRCCM 2001Nakajima Y et al. AJRCCM 2001
1.1. Augmentation des résistances à écoulementAugmentation des résistances à écoulementDes globules rougesDes globules rouges
œdème interstitiels et œdème interstitiels et cellulairescellulaires
viscositéviscosité adhésion leucocytaireadhésion leucocytaire
2.2. Interaction avec la réponse cellulaire pro-Interaction avec la réponse cellulaire pro-inflammatoireinflammatoire
3.3. Etat procoagulantEtat procoagulant4.4. Diminution EODiminution EO22
Microcirculation - choc septique Microcirculation - choc septique
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.D. Brealy et al.The lancet 360,20,2002The lancet 360,20,2002..