IRCO : mécanismes et physiopathologie en situation chronique et aiguë MODULE 2 : BPCO / SOH / SOMMEIL Dr LAVENEZIANA Pierantonio MCU-PH de Physiologie, Pneumologue [email protected]Service dExplorations Fonctionnelles de la Respiration, de l'Exercice et de la Dyspnée (EFRED) Département "R3S" (Respiration, Réanimation, Réhabilitation, Sommeil) Groupe Hospitalier Pitié-Salpêtrière Charles Foix Assistance Publique-Hôpitaux de Paris Sorbonne Université, INSERM, UMRS 1158 Neurophysiologie Respiratoire Expérimentale et Clinique R 3 S
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IRCO : mécanismes et physiopathologie ensituation chronique et aiguë
Service d�Explorations Fonctionnelles de la Respiration, de l'Exercice et de la Dyspnée (EFRED)Département "R3S" (Respiration, Réanimation, Réhabilitation, Sommeil)
Groupe Hospitalier Pitié-Salpêtrière Charles FoixAssistance Publique-Hôpitaux de Paris
Sorbonne Université, INSERM, UMRS 1158Neurophysiologie Respiratoire Expérimentale et Clinique
R3S
Définition de l’IRC
• Incapacité de l’appareil respiratoire à assurer l’hématose • Oxygénation normale du sang artériel
(m PaO2 < 70 mmHg en air ambiant, à 2 reprises à ≥ 3 semaines d’intervalle)• ± Epuration du CO2 du sang veineux (k PaCO2)
• On parle d’IRC grave lorsqu’il existe un indication à une oxygénothérapie de longue durée et/ou ventilation au domicile
Définition / épidémio Prise en chargeEx. complémentairesEtiologiesConséquences
Hypoxémie
HYPOVENTILATION ALVÉOLAIRE TROUBLE DE LA DIFFUSION
ANOMALIES VA/Q SHUNT VRAI
- Âge ? (limite inférieure PaO2 [mmHg] = 103 - 0,4 x âge)- Altitude ? (diminution de la PiO2, DAaO2 normale)
Exemple :Patient de 57 ans, BPCO.PaO2 = 53 mmHg ; PaCO2 = 52 mmHg ; pH = 7,36 ; HCO3
- = 33 mmol/l
Pour un patient sans oxygénothérapie, on peut calculer en 1ère approximation la somme PaO2+ PaCO2
< 120 mmHg : hypoVA hétérogène
( hypoVA + effet-shunt)
≥ 120-130 mmHg :hypoVA homogène
(hypoVA pure)
Tableau fonctionnel et gazométrique
Le diagnostic d'insuffisance respiratoire chronique repose sur la documentation, par la mesure des gaz du sang artériel,d'une hypoxémie persistante, qu'il y a lieu de contrôler après 3 à 4 semaines, à distance de toute exacerbation aiguë
L'hypoxémie est considérée comme sévère lorsque la PaO2 est < 55 mmHg
L'hypercapnie (PaCO2 > 45 mmHg) n'est pas obligatoire.ü Elle est la règle dans certaines étiologies : insuffisance respiratoire d'origine neuromusculaire, liée à une
cyphoscoliose, etcü Elle est fréquente dans la BPCO évoluéeü Elle est par contre rare dans la pathologie interstitielle (fibroses pulmonaires)
Définition de l’IRC
Au repos cet homme a une PaO2 à 72 mmHg et une PaCO2 à 47 mmHg. Ce n’est donc pas un insuffisant respiratoire?
Plusieurs critères à prendre en compte en réalité :§ Gazométriques (gaz du sang)§ Fonctionnels (EFR)§ Clinique - Handicap
Définition / épidémio Prise en chargeEx. complémentairesEtiologiesConséquences
Epidémiologie de l’IRC en France
• 300 000 patients avec une IRC grave en France, d’âge moyen = 60 ans
• Comorbidités fréquentes (pathologies cardio-vasculaires, cancer, apnées du sommeil…)
• Coût de santé publique• Soins et hospitalisations • Arrêts de travail• Reclassement professionnel, retraite anticipée…• Handicap, perte d’autonomie
Définition / épidémio Prise en chargeEx. complémentairesEtiologiesConséquences
Conséquences de l’IRC
• Le maître-symptôme est la dyspnée
• Perception anormale et désagréable de la respiration (= plainte subjective du patient)
Prise en chargeEx. complémentairesEtiologiesDéfinition / épidémio Conséquences
Evaluation de la dyspnée
¡ Echelle visuelle analogique (EVA)Le patient évalue son essoufflement en plaçant le curseur au niveau souhaitéLa lecture s’effectue au dos de la réglette
Prise en chargeEx. complémentairesEtiologiesDéfinition / épidémio Conséquences
Evaluation de la dyspnée
Nombre d’étages, périmètre de marche, activités …échelle de dyspnée de la New-York Heart Association (NYHA)
Prise en chargeEx. complémentairesEtiologiesDéfinition / épidémio Conséquences
Conséquences de l’IRC
• IRC = tournant dans l’évolution d’une maladie respiratoire (aggrave son pronostic)
• Polyglobulie
• Hypertension pulmonaire secondaire
• Rétention hydrosodée (œdèmes)
• « Stress oxydant »
• Risque de détresse respiratoire aiguë
Prise en chargeEx. complémentairesEtiologiesDéfinition / épidémio Conséquences
PolyglobuliePrise en chargeEx. complémentairesEtiologiesDéfinition / épidémio Conséquences
HYPOXEMIEm PaO2
EPO
k synthèse d’hématies
rein moelle osseuse
k [Hb]k contenu en O2
mais :hyperviscosité sanguine
(facteur de risque d’accident thrombotique)
Polyglobulie
• C’est l’augmentation du nombre de globules rouges en réponse à l’hypoxémiem PaO2 Ü synthèse d’EPO par le rein
• Finalité : augmenter la concentration d’hémoglobine [Hb] pour maintenir le transport sanguin d’O2
• Mais : hyperviscosité sanguine avec risque de thrombose
Prise en chargeEx. complémentairesEtiologiesDéfinition / épidémio Conséquences
Hypertension pulmonaire secondaire
• L’hypoxie alvéolaire entraîne une vasoconstriction des vaisseaux artériels pulmonaires (réversible en administrant de l’O2)
• A plus long terme, remaniements de la paroi vasculaire Ühypertension pulmonaire constituée (cœur pulmonaire chronique)
• Conséquence : insuffisance cardiaque droite
Prise en chargeEx. complémentairesEtiologiesDéfinition / épidémio Conséquences
Détresse respiratoire aiguë (1)
Prise en chargeEx. complémentairesEtiologiesDéfinition / épidémio Conséquences
§ Urgence vitale, nécessite une prise en charge rapide
§ Choc : pâleur, froideur des extrémités, augmentation du temps de recoloration cutanée, marbrures, tachycardie (FC > 120/min), hypotension (PAS < 90 mmHg ou m 50 mmHg / PAS habituelle), oligo-anurie
Détresse respiratoire aiguëPrise en chargeEx. complémentairesEtiologiesDéfinition / épidémio Conséquences
cyanose
marbrures
Détresse respiratoire aiguëPrise en chargeEx. complémentairesEtiologiesDéfinition / épidémio Conséquences
§ Facteur de décompensation à rechercher une fois que la menace vitale immédiate est écartée
§ Les plus fréquents :§ Infection respiratoire (bronchite, pneumonie), ou autre§ Dysfonction cardiaque gauche, trouble du rythme§ Embolie pulmonaire
§ Mais également :§ Prise de traitements sédatifs (benzodiazépines, barbituriques ou autres hypnotiques,
• IRC = progression d’une maladie respiratoire sous-jacente
• Cause la plus fréquente (plus de 1/2 IRC) = broncho-pneumopathie chronique obstructive (BPCO) liée au tabac
• Autres causes• IRC obstructives autres que la BPCO• IRC restrictives• IRC vasculaires
Prise en chargeEx. complémentairesConséquencesDéfinition / épidémio Etiologies
Mécanismes intriquésPrise en chargeEx. complémentairesConséquencesDéfinition / épidémio Etiologies
O2 CO2
VENTILATION
Maladie l’échangeur pulmonaire :Ü atteinte des voies respiratoires (BPCO, asthme, mucovicidose…)Ü atteinte de la membrane alvéolo-capillaire avec altération des échanges gazeux (fibrose pulmonaire, emphysème -qui retentit également sur les voies aériennes- …)
Mécanismes intriqués
Prise en chargeEx. complémentairesConséquencesDéfinition / épidémio Etiologies
O2 CO2
Maladie du « soufflet thoracique » (pompe respiratoire) :Ü ventilation insuffisante par atteinte
• de la paroi thoracique• des muscles respiratoires• de la commande centrale
Maladie l’échangeur pulmonaire :Ü atteinte des voies respiratoires (BPCO, asthme, mucovicidose…)Ü atteinte de la membrane alvéolo-capillaire avec altération des échanges gazeux (fibrose pulmonaire, emphysème -qui retentit également sur les voies
aériennes- …)
VENTILATION
Mécanismes intriqués
Prise en chargeEx. complémentairesConséquencesDéfinition / épidémio Etiologies
O2 CO2
Maladie du « soufflet thoracique » (pompe respiratoire) :Ü ventilation insuffisante par atteinte
• de la paroi thoracique• des muscles respiratoires• de la commande centrale
Maladie l’échangeur pulmonaire :Ü atteinte des voies respiratoires (BPCO, asthme, mucovicidose…)Ü atteinte de la membrane alvéolo-capillaire avec altération des échanges gazeux (fibrose pulmonaire, emphysème -qui retentit également sur les voies
aériennes- …)
Maladie des vaisseaux pulmonaire :Ü diminution de la vascularisation pulmonaire ( = diminution des capacités d’échanges gazeux)
VENTILATION
IRC obstructives
• Altération de la fonction respiratoire résultant d’une diminution du calibre des voies aériennes
• EFR : Trouble Ventilatoire Obstructif (TVO)
• 2 mécanismes principaux :• Atteinte des voies respiratoires• Atteinte des structures autour des voies respiratoires
Prise en chargeEx. complémentairesConséquencesDéfinition / épidémio Etiologies
IRC obstructives
• 1/ Anomalies intrinsèques des voies aériennes• Accumulation de sécrétions intra-bronchiques• + Epaississement de la paroi bronchique (inflammation muqueuse et/ou
hypertrophie des muscles lisses)• ± Bronchospasme
Prise en chargeEx. complémentairesConséquencesDéfinition / épidémio Etiologies
IRC obstructives
• 1/ Anomalies intrinsèques des voies aériennes• Accumulation de sécrétions intra-bronchiques• + Epaississement de la paroi bronchique (inflammation muqueuse et/ou
Prise en chargeEx. complémentairesConséquencesDéfinition / épidémio Etiologies
IRC obstructives
• 1/ Anomalies intrinsèques des voies aériennes• Accumulation de sécrétions intra-bronchiques• + Epaississement de la paroi bronchique (inflammation muqueuse et/ou
Prise en chargeEx. complémentairesConséquencesDéfinition / épidémio Etiologies
IRC obstructives
• 1/ Anomalies intrinsèques des voies aériennes• Accumulation de sécrétions intra-bronchiques• + Epaississement de la paroi bronchique (inflammation muqueuse et/ou
Prise en chargeEx. complémentairesConséquencesDéfinition / épidémio Etiologies
IRC obstructives
• 1/ Anomalies intrinsèques des voies aériennes
• Trachéo-bronchomalacie (rare)= perte de rigidité des voies aériennes(collapsus à l’expiration)
INSPI
EXPI
Prise en chargeEx. complémentairesConséquencesDéfinition / épidémio Etiologies
IRC obstructives
• 1/ Anomalies intrinsèques des voies aériennes
• Sténoses bronchiques multiples (très rare)
Prise en chargeEx. complémentairesConséquencesDéfinition / épidémio Etiologies
IRC obstructives
• 1/ Anomalies intrinsèques des voies aériennes• Accumulation de sécrétions intra-bronchiques• + Epaississement de la paroi bronchique (inflammation muqueuse et/ou
Prise en chargeEx. complémentairesConséquencesDéfinition / épidémio Etiologies
IRC obstructives
• 2/ Anomalies extrinsèques des voies aériennes
• Compression bronchique bilatérale (rare)par des ganglions, une tumeur, une fibrose médiastinale …
Prise en chargeEx. complémentairesConséquencesDéfinition / épidémio Etiologies
IRC obstructives
• 2/ Anomalies extrinsèques des voies aériennes
• Perte de la traction radiale exercée normalement par le parenchyme
pulmonaire sur la paroi des bronches
• Emphysème
• Maladies kystiques pulmonaires (très rare)
• Compression bronchique bilatérale (rare)
par des ganglions, une tumeur, une fibrose médiastinale…
Prise en chargeEx. complémentairesConséquencesDéfinition / épidémio Etiologies
BPCO et emphysèmePrise en chargeEx. complémentairesConséquencesDéfinition / épidémio Etiologies
Définition de la BPCO
• Broncho-pneumopathie chronique obstructive• obstruction permanente et progressive des voies aériennes, non ou
incomplètement réversible• présence d’un trouble ventilatoire obstructif (TVO)• cause la plus fréquente = tabagisme
• A l’exception de :• asthme• dilatation des bronches (DDB) / mucoviscidose
Définition de la BPCO
• Risques évolutifs :• déclin accéléré de la fonction respiratoire
• notamment débits expiratoires : VEMS• exacerbations aiguës (pronostic vital)• handicap• destruction du parenchyme pulmonaire (emphysème)• insuffisance respiratoire chronique (hypoxémie)
• Comorbidités fréquemment associées
Ampleur du problème• Morbi-mortalité
• 3ème cause de mortalité en 2020• 4.700.000 décès / an dans le monde en 2020
(contre 3.000.000 / an en 2005)
• 5ème place des maladies handicapantes en 2020
• prévalence : 210.000.000 patients dans le monde
• 3.500.000 patients en France (environ 6% de la population)• 1.000.000 sont symptomatiques• 100.000 nécessite une oxygénothérapie au domicile (OLD)• 34.000 décès / an en France en 2020 (Vs 16.000 / an en 1990)
Ampleur du problème•Coût
• 1er poste de dépense pour les maladies respiratoires
• 3.500.000.000 € / an• 6.000 € / an / malade (10.000 € si O2)
• 1ère cause d’arrêt de travail pour maladie respiratoire• 100.000 hospitalisations / an en France
•Causes et physiopathologie
Causes de BPCO•Tabac (80-90%)• Particules inhalées (5-15%)
• Polluants domestiques (fumées de combustion intérieure)
• Anomalies du développement pulmonaire• embryonnaires (tabagisme maternel, retard de croissance utérin…)• dans l’enfance (tabagisme passif, infections…)
• Prédisposition génétique• déficit en a-1-antitrypsine (1%)• polymorphisme des métalloprotéases (?)
• Synergie entre les différents facteurs de risque +++
Physiopathologie• Inflammation bronchique • secondaire à la fumée de tabac (irritant)• augmentée en cas d’infections à répétition• puis peut évoluer pour son propre compte• infiltrat inflammatoire différent de celui de l’asthme
• Destruction des espaces alvéolaires (emphysème)• prédominant au niveau des sommets• rôle des métalloprotéases (stimulées par la fumée de tabac)• rôle protecteur de a-1-antitrypsine (déficit k emphysème)
Physiopathologie
Fibroblastes
Cellules épithéliales
Globules blancs(inflammation)
Fumée de cigarette (et autres irritants)
Perte des structures élastiques (emphysème)
Protéases
.Hypersécrétion muqueuse
Épaisseur bronchique et du tonus musculaire lisse
Physiopathologie : TVO• Diminution du calibre des bronchioles
• inflammation et/ou remodelage de la paroi
• Accumulation de sécrétions• k nombre cellules mucosécrétantes
• (± bronchospasme)
• Perte de la traction radiale exercée sur les bronches par le parenchyme
• par destruction des alvéoles (emphysème)
Trouble ventilatoire obstructif (TVO)
• Définition du TVO: réduction des débits par rapport aux volumes:• VEMS/CV maximale (CVL ou CVF): ATS/ERS 2005• Prédites ERS 1993: VEMS/CV sans précision
• LIN chez l’homme = VEMS/CV pred – 11,8 %• LIN chez la femme = VEMS/CV pred - 10,7 %
• Prédites GLI: VEMS/CVF• plus adaptées aux populations actuelles• Adoption prochaine probable
• DEP: • ne permet pas le diagnostic d’obstruction• Importantes discordances avec le VEMS
FAUX !!!!!
Wilson et al., Am Rev Respir Dis 1989
Classical phenotypes in patients with COPD
Underweight
Severe disease
Emphysema
Poor exercise
Overweight
Less obstruction
Few emphysema
Preserved exercise
Pink puffer Blue bloater
Chez le sujet BPCO:
1. Perte élasticitéàPTP diminue (gradient de pression qui diminue) + augmentation volumes pulmonaires2. Obstruction bronchique, épaississement paroi, production mucus, et pression thoracique sur la bronche qui va avoir
tendance à plus se collaberàAugmentation de la résistance des bronches et limitation du débit expiratoire
CPT : Capacité Pulmonaire Totale CI : Capacité Inspiratoire CV : Capacité VitaleVT : Volume courant VRE : Volume de Réserve ExpiratoireCRF : Capacité Résiduelle FocntionnelleVR : Volume Résiduel
CPT CPT
CI↓CI
CV↓CV
VT
VRE
VRE
VT
CRF
↑CRF
VR
↑VR
BPCO et emphysème
• Homme ou femme• Souvent > 40 ans• Profil varié à fonction respiratoire comparable
Prise en chargeEx. complémentairesConséquencesDéfinition / épidémio Etiologies
Healthy Sarcopenic (obesity) phenotype
Cachecticphenotype
Obesephenotype
Schols et al., Eur Respir J 2014
Metabolic phenotypes in COPD
Airflow limitation
Low muscle mass
Osteoporosis
Fat distribution
Abnormal weight
Muscle dysfunction & exercise intolerance
Cardiovascular risk
Emotions & coping
Lifestyle & environment
COPD as a heterogenous and multi-component disease
Definition:Sarcopenia is defined as low muscle mass in combination with low muscle strength and/or low physical performance
Definition of low muscle mass:Lean appendicular mass corrected for height squared of more than 2 standard deviations below that of healthy persons between 20 and 30 years of age of the same ethnic group
Cut-offs:Men: 7.26 kg/m2
Women: 5.50 kg/m2
Cruz-Jentoft et al., Age and Ageing 2010; Baumgartner et al., Am J Epidemiol 1998
International consensus on definition and diagnosis of sarcopenia
Metabolic phenotype
Bronchial wall thickening
Atherosclerosis
High fat mass
ERS Taskforce ‘Nutrition in COPD’, Eur Respir J 2014
Cachectic phenotype
Emphysema
Low muscle mass
Osteoporosis
Low fat mass
Underweight
Fibre type shift I > II
Classical COPD phenotypes revisited
Overweight
BPCO et emphysème
L�inflammation de la BPCO est différente de celle de l�asthme
ASTHMEAllergène
BPCOAérocontaminant
Lymphocytes T CD4+Eosinophiles
Lymphocytes T CD8+MacrophagesNeutrophiles
Limitation des débits Complètement
réversibleNon complètement
réversible
Prise en chargeEx. complémentairesConséquencesDéfinition / épidémio Etiologies