LESIONS ALVEOLAIRES INDUITES PAR LA VENTILATION

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LESIONS ALVEOLAIRES INDUITES PAR LA VENTILATION
Enseignement Post-Universitaire Anesthésie-Réanimation 2006

LESIONS ALVEOLAIRES INDUITES PAR LA VENTILATION
         Ventilator-Induced Lung Injury (VILI)

                            Eric Kipnis

                Service de Réanimation Chirurgicale,
Clinique d’Anesthésie-Réanimation, Hôpital Claude Huriez, CHRU Lille
LESIONS ALVEOLAIRES INDUITES PAR LA VENTILATION
LÉSIONS
LESIONS ALVEOLAIRES INDUITES PAR LA VENTILATION
Barotrauma

             Oinhu Lancet 2003
LESIONS ALVEOLAIRES INDUITES PAR LA VENTILATION
Barotrauma

             Oinhu Lancet 2003
LESIONS ALVEOLAIRES INDUITES PAR LA VENTILATION
ARDS: 5.34-5.66 [2.56-12.63]     p
LESIONS ALVEOLAIRES INDUITES PAR LA VENTILATION
Lésions induites par la VM

     14 cm H2O      30 cm H2O        45 cm H2O

Mais…Vt?         Barotrauma ? / Volotrauma ?
                     Webb HH, Tierney DF Am Rev Respir Dis 1974
LESIONS ALVEOLAIRES INDUITES PAR LA VENTILATION
Lésions induites par la VM

Dès 5 min!
               Dreyfuss D, Am Rev Respir Dis 1985
LESIONS ALVEOLAIRES INDUITES PAR LA VENTILATION
Dès 5 min / 45 cmH2O
                       décollement endothélial

oedème interstitiel

                           Dreyfuss D, Am Rev Respir Dis 1985
LESIONS ALVEOLAIRES INDUITES PAR LA VENTILATION
destruction epithelium

Membranes hyalines
                        Dreyfuss D, Am Rev Respir Dis 1985
LESIONS ALVEOLAIRES INDUITES PAR LA VENTILATION
Diffuse Alveolar Damage

               Rich, PB, Journal of Trauma 2000
VOLOTRAUMA
Volotrauma

• Brebis en VS
• Injection intra V4 de salicylate de Na: hyperventilation
• Témoins: idem mais paralysés/ventilés

              Hyperventilation en VS!
      entraîne des lésions histologiques d’ALI

           Mais effets non individualisés de Vt par rapport a FR…

                                Mascheroni, Intensive Care Med. 1988
Volotrauma

       Dreyfuss, D, Am Rev Respir Dis 1988
STRESS FAILURE
Stress circonferentiel (PTM)

Tension linéaire

                                             West JB, AJP Lung, 2003.
Stress failure

             West JB, J Appl Physiol 1991
Mechanismes de stress failure

• Pcap élévées

• Matrice extracellulaire anormale (Ex: Sd de Goodpasture)

• Hyperinflation pulmonaire / VILI
STRESS FAILURE DU VILI
          =
    VOLOTRAUMA
Stress failure / VILI

Vt-dépendant, quelle que soit la Ptm
                             West JB, AJP - Lung, 2003.
West JB, AJP - Lung, 2003.
PERMEABILITE
Egan, JAP 1982
Frank AJRCCM 2002
Frank AJRCCM 2002
ATELECTRAUMA
Zone de surdistension

                        Zone de contrainte

 Zone d’atelectasie

                                Oinhu Lancet 2003
Interdependance alveolaire

       Ptm > 140 cmH2O

                         Mead J, J Appl Physiol 1970
Forces de cisaillement / shear stress

                     Bilek, A. M. et al. J Appl Physiol 2002
Repetitive Alveolar Collapse And Expansion

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                                           Di Rocco Intensive Care Med. 2006
Repetitive Alveolar Collapse And Expansion

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                                        Halter, Am J Respir Crit Care Med. 2003
Repetitive Alveolar Collapse And Expansion

                    Steinberg Am J Respir Crit Care Med. 2004
BIOTRAUMA
Inflammation

        Tremblay, L. et al. J. Clin. Invest. 1997
Inflammation
TNFα (ng/ml)
  0,3

 0,25

  0,2
                                                         NPV low
                                                         NPV high
 0,15                                                    PPV low
                                                         PPV high
  0,1

 0,05

                     t                                  t (min)
    0
        -60    -30       0   30   60   90   120   150

                                            Nepomuk et al, AJRCCM 1998
Coagulation intrapulmonaire

                Dahlem et al, Intens Care Med 1998
Coagulation intrapulmonaire

Coagulation
 markers

                                                                      time

                Fibrin-formation         Fibrin deposit persistence
              (TAT complexes)                    (histology)

                    Fibrinolysis   Fibrinolysis inhibition
                    (tPA, uPA)            (PAI1)

                                                   Kipnis et al, Shcok 2004
Mechanotransduction

              Gattinoni et al. Eur Resp J 2004
Mechanotransduction

           Parker, J. C. et al. J Appl Physiol 1998
Mechanotransduction

               Vlahakis et al. AJRCCM 2005
Ventilator Induced Lung Injury

Ventilator Induced Extrapulmonary Injury
Lésions Extrapulmonaires

                           Imai JAMA 2003
Lésions Extrapulmonaires

                           Imai JAMA 2003
n patients developping organ failure at 72h of admission
      40
                                            *
      35
      30
      25            *                               10-12 ml/kg
      20
                                                    6-8 ml/kg
      15
      10
        5
        0

                                            l
          ue

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                   ˇm

                   N

                                                Grasso ATS 2003
                  H
GENOMIQUE
• Vt bas vs. Vt élevé 30’ poursuivie 90’

• Expression génomique a 30’

  – Alors que les lésions histo n’apparaissent qu’a 90’
  – à 30’:
     • Upregulation de 10 genes
        – Facteurs de transcription
        – Proteines de stress
        – Médiateurs inflammatoires
     • Suppression de 12 genes
        – Genes de régulation du métabolisme

                                      Copland et al, AJRCCM 2003
PROTEOMIQUE
Kipnis et al, communication ATS 2004
VILI sur poumon lésé (ALI / ARDS)
      “adding insult to injury”
Niall Curr Op Crit Care 2005
Brun-Buisson Intens Care Med 2004
Kipnis Med Mal Inf 2005
Frank AJRCCM 2002
Frank AJRCCM 2002
Conclusions
LE VILI =
• Barotrauma
• Volotrauma / Stress-failure
• Shear-stress
• Atelectrauma / RACE
• Biotrauma / Méchanotransduction
   -Troubles de la perméabilité alvéolocapillaire
   -Troubles de la fonction épithéliale
   -Inflammation / coagulation
   -Apoptose

 TOUS INTRIQUES A DIVERS DEGRES
Conclusions

Beaucoup de preuves expérimentales du VILI

Et évidence de l’aggravation de lésions par VM

                   Mais….

      EXISTE-T-IL UN VILI CLINIQUE?
VILI Clinique

          Gajic, Critical Care Medicine. 2004
VILI Clinique

          Gajic, Critical Care Medicine. 2004
Conclusions

Aucun traitement des lésions de ALI/ARDS/VILI n’existe

Traiter les étiologies des pathologies aggravées par le VILI

Prévenir le VILI = ventilation protectrice
ARDSNet NEJM 2004
Tschumperlin, D. J. et al. Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol 275: L1173-L1183

                                                 Tschumperlin, AJRCCM 2000
Copyright ©1998 American Physiological Society
Débit Inspiratoire

Maeda, Y, 2004. Anesthesiology 101(3):722-8
Berg Am J Respir Crit Care Med. 1998
REPETITIVE ALVEOLAR COLLAPSE AND EXPANSION

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                                                  Schiller Crit Care Med. 2001
Steinberg Crit Care Med. 2002
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                  Steinberg Crit Care Med. 2002
Tween

                        VILI

                        OA

Di Rocco Intensive Care Med. 2006
Jammes Y, Auran Y, Gouvernet J, Delpierrre S, and Grimaud C.
The ventilatory pattern of conscious man according to age and morphology.
Bull Eur Physiopath Respir 15: 527–540, 1979
Tremblay JCI 1997
Tremblay, L. et al. J. Clin. Invest. 1997;99:944-952

Copyright ©1997 American Society for Clinical Investigation
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                                  Halter, Am J Respir Crit Care Med. 2003
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