Comment améliorer la tolérance et l'efficacité de l'épuration extra-rénale en réanimation?

JOURNEE DU 2004/05/12

Comment améliorer la tolérance et l'efficacité de l'épuration extra-rénale en réanimation?

par le Docteur Frédérique Schortgen (Hopital Bichat, Paris)

Comment améliorer la tolérance et l’efficacité des séances d’épuration extra-rénale ?
par le Docteur Frédérique Schortgen, Hôpital Bichat Claude Bernard.

Il ne semble pas exister à l’heure actuelle de différence de mortalité induite par la technique d’épuration extra-rénale utilisée en réanimation.
En effet sur des données non encore publiées de l’étude Hémodiafe, la mortalité des 176 patients randomisés dans le groupe hémofiltration veino-veineuse continue est de 67.6 % alors que la mortalité des 184 patients randomisés dans le groupe hémodialyse intermittente (HDI) est de 67.9 %.
Il n’y a donc pas de bénéfice évident d’une technique par rapport à l’autre.
Finalement c’est la façon dont on utilise ces deux types de technique qui fait la différence, plutôt que la technique utilisée.

I) Mode d’action de l’hémodialyse et de l’hémofiltration :
L’hémodialyse fonctionne grâce à des mouvements diffusifs au travers d’une membrane semi-perméable. Ces mouvements varient en fonction de la concentration des différentes molécules dans le dialysat et le gradient de concentration est permanent.
Au contraire dans l’hémofiltration les échanges d’eau et de molécules se font par des variations de pression hydrostatique qui aboutissent à des mouvements convectifs, les solutés passant avec l’eau. Elle nécessite donc l’utilisation de membrane hautement perméable, et d’une pression plus élevée dans le compartiment sanguin que dans le compartiment situé de l’autre côté de la membrane. Afin de pouvoir évaluer la clairance des molécules en hémofiltration nous avons besoin de certaines définitions. La clairance des molécules dépend d’une part du coefficient de tamisage qui est égal à 1 lorsque les molécules passent librement au travers de la membrane (c’et le cas de l’urée) et qui augmente pour les molécules de plus gros calibre, les protéines en particulier. La clairance instantanée d’une molécule est égale au coefficient de tamisage que multiplie le débit d’ultra-filtration.
Le débit de filtration dépend du débit trans-membranaire et de la pression trans-membranaire jusqu’à un certain niveau. En effet au-delà d’un certain niveau de débit et de pression l’obstruction des pores à travers la membrane limite le débit de filtration.
Donc afin d’augmenter la clairance en ultra-filtration on dispose de deux possibilités, soit une augmentation du débit sanguin, soit une augmentation de la surface de la membrane.

II) Quand débuter l’épuration extra-rénale chez les malades de réanimation ?
Cette question ne trouve à l’heure actuelle pas de réponse claire.
Dans l’étude de Bouman et coll (Crit Care Med 2002 ; 30 : 2205) cette question était posée. Chez des patients ventilés mécaniquement sous drogues inotropes positives le diagnostic d’insuffisance rénale aiguë était retenu si la diurèse était inférieure à 30 ml/h pendant plus de 6 h où si la clairance de la créatinine était inférieure à 20 ml/min. L’hémofiltration précoce dans les 12 premières heures était comparée à une hémofiltration plus tardive quand l’urée était supérieure à 40 mmol, ou la kaliémie supérieure à 6.5 mmol ou le patient en œdème aigu pulmonaire.
Dans cette étude il n’y avait pas de différence de mortalité entre les deux groupes (précoce 32 % versus tardive 25 %, ns).
En pratique il paraît logique de débuter l’épuration extra-rénale avant que ne surviennent les complications.

III) Comment améliorer la tolérance de l’épuration extra-rénale ?
3 possibilités nous sont offertes :
- l’optimisation hémodynamique
- l’optimisation de la dose de dialyse
- et l’amélioration de la bio-compatibilité.
A) Bio-compatibilité :
De nombreux travaux ont comparé les membranes synthétiques aux membranes cellulosiques modifiées et aux membranes en cuprophane. Elles sont résumées dans la méta-analyse de Subramanian et coll (Kidney International 2002). Cette méta-analyse montre qu’il n’existe pas de différence entre les membranes synthétiques et les membranes en cellulose modifiée. Par contre il existe une différence de tolérance entre les membranes synthétiques et les membranes en cuprophane.
En hémodialyse où les 3 membranes sont disponibles il faut donc préférer soit des membranes en cellulose modifiée soit des membranes en cuprophane. Pour l’hémofiltration, jusqu’à récemment nous ne disposions que de membranes synthétiques mais des membranes en cellulose modifiée sont disponibles depuis peu.
B) Optimisation hémodynamique :
Afin d’améliorer la tolérance de la dialyse en réanimation il faut préserver le volume plasmatique, préserver la contractilité myocardique et préserver la réactivité vasculaire.
Enfin avec les techniques d’hémofiltration continue il est peut être possible d’épurer certaines substances toxiques.
1) Préserver le volume plasmatique :
Dans les situations de stress des malades de réanimation il est bien évident qu’il ne faut pas prescrire la perte de poids en fonction du poids sec du patient mais plutôt en fonction de sa volémie efficace. Si on prescrit une ultra-filtration il faut se poser la question du bénéfice potentiel pour le patient de cette ultra-filtration. Elle est à proscrire à la phase aiguë d’un choc non associé à une hypervolémie.
Un argument indirect en faveur de cette stratégie est donné par l’étude de Schiffl et coll (New Eng J Med 2002 ; 346 : 305). Dans cette étude où l’on compare une dialyse tous les deux jours versus une dialyse tous les jours dans l’insuffisance rénale aiguë le nombre d’hypotension est de 25 % lorsqu’on effectue une dialyse tous les 2 jours avec une perte de poids horaire de 1 l et de 5 % lorsqu’on effectue une dialyse tous les jours avec une perte de poids de 0.4 l/h.
Pour conserver un volume plasmatique élevé il faut donc préserver l’osmolarité plasmatique. En hémodialyse intermittente le plus simple est d’utiliser une concentration de sodium élevée dans le dialysat (145 à 150 mmol/l) qui permet une augmentation du sodium plasmatique, d’où une augmentation du sodium interstitiel et un passage d’eau du secteur intra-cellulaire vers le secteur extra-cellulaire.
En hémofiltration il est probable qu’il sera intéressant d’utiliser des concentrations élevées de sodium dans les poches de réinjection bien qu’aucune étude n’ait été réalisée.
2) Contractilité myocardique :
- En hémodialyse intermittente il existe des variations du calcium ionisé. Si les bains sont pauvres en calcium (1.25 mmol/l) il existe une diminution du calcium ionisé pouvant conduire à une mauvaise tolérance hémodynamique ; un bain à 1.75 mmol/l est donc à préférer.
- Concernant le choix du soluté tampon en hémodialyse intermittente il a été prouvé que les bains à l’acétate étaient inotropes négatifs et donc à proscrire. En hémofiltration il semblerait que les bicarbonates soient mieux tolérés que les lactates qui eux-mêmes sont largement mieux tolérés que l’acétate qui entraîne une diminution importante du débit cardiaque. Les données comparant bicarbonate et lactate sont contradictoires. On peut raisonnablement penser cependant que s’il existe une acidose lactique il est préférable d’utiliser des bicarbonates.
3) Réactivité vasculaire :
L ‘hémodialyse intermittente provoque une accumulation de chaleur et une vasodilatation. La baisse de la température du dialysat permet de prévenir cette augmentation. Il n’existe pas de données publiées en réanimation pour tester cette hypothèse. Cependant la tolérance hémodynamique de l’épuration extra-rénale de réanimation est meilleure si la différence de température entre le dialysat et le patient est plus élevée (Lautrette et Schortgen communication personnelle, SRLF 2003).
En hémofiltration l’utilisation de réchauffeur baisse aussi la pression artérielle moyenne et les résistances vasculaires systémiques. Il semble donc qu’une hypothermie modérée soit peut être préférable.
L’ensemble de ces mesures
- utilisation de membranes en acétate de cellulose
- branchement iso-volumique
- tampon de bicarbonate
- utilisation du calcium dans le bain de dialyse 1.75
- utilisation d’un sodium dans le bain de dialyse supérieur ou égal à 145 mmol/l
- ultra-filtration adaptée à la volémie
- température du dialysat à 35° (voir 2 degré au dessous de la température du malade au branchement) permet une amélioration de la tolérance des séances de dialyse intermittente en réanimation (Schortgen et coll AJRCCM 2000 ; 162 : 197).
4) Epuration des substances vaso-actives dans le sepsis
L’hémodialyse intermittente n’utilise pas des membranes permettant de laisser passer les grosses molécules et donc incapable d’épurer les cytokines.
L’hémofiltration à volume standard est aussi totalement inefficace sur les cytokines (Cole ; Crit Care Med 2002 ; 30 : 100). Pour épurer des médiateurs il faut une hémofiltration à haut volume. Les molécules que nous souhaitons épurer ont un poids moléculaire et donc un coefficient de tamisage élevé (de plus de 4). Il faut donc un débit d’UF minimum de 100 ml/min soit 6 l/h chez un homme de 60 kg.
Dans ces circonstances on peut observer une amélioration importante des paramètres hémodynamiques (pression artérielle moyenne et index cardiaque) chez certains malades atteints de choc septique réfractaire (Honoré Crit Care Med 2000). L’hémofiltration à haut volume permet effectivement une diminution des doses de Noradrénaline plus rapide (Cole Intensive Care Med 2001 ; 27 : 978). Cependant une étude comparant une hémofiltration à haut volume modéré (48 ml/kg/h) n’a pas retrouvé de bénéfice interne de survie (Bouman Crit Care Med 2002 ; 30 : 2205).
C) Optimisation de la dose de dialyse
La clairance instantanée de l’urée est de l’ordre de 200 à 300 ml/min en HDI, de 20 à 30 ml/min en HF standard et de 100 à 130 ml/min en HF à haut volume.
5 h d’hémodialyse sont donc équivalent à 50 h d’hémofiltration à bas volume et à 10 h d’hémofiltration à haut volume.
On peut admettre que l’objectif d’une séance d’épuration extra-rénale est d’obtenir une réduction des taux d’urée de 60 % comme chez le dialysé chronique.
Il faut savoir qu’un certain nombre de paramètre peuvent influencer sur l’épuration de l’urée.
En HDI il s’agit essentiellement des débits de sang et des débits de dialysat, en HF il s’agit essentiellement de débit de filtration.
Il est important de noter qu’un certain nombre de phénomènes de recirculation sont liés à la voie d’abord vasculaire. En particulier une inversion des lignes entraîne 25 % de phénomène de recirculation. L’utilisation de cathéters de dialyse par voie veineuse fémorale de longueur inférieure à 24 cm entraîne 10 % de recirculation.
Les autres paramètres influençant la clairance de l’urée sont bien entendus
- la surface de la membrane qui sous-entend une bonne anti-coagulation et
- la durée de la séance.
En réanimation en fonction des territoires il existe des variations importantes des concentrations d’urée si on veut obtenir une bonne épuration de l’urée le plus simple consiste à allonger le temps de séance à 5 ou 6 h/jour ou tous les deux jours.
Pour obtenir un effet bénéfique de l’hémofiltration veino-veineuse continue il faut un débit d’hémofiltration d’au moins 35 ml/kg/h (Ronco 2000 ; 356 : 26).
Pour obtenir ce type de débit il faut un débit de pompe à 100, supérieur à 180 ml/min ce que ne font pas toutes les machines. Cet argument important est à prendre à compte si l’on veut utiliser ce type de technique.
Anti-coagulant :
en cas d’absence de risque hémorragique il est conseillé d’utiliser des héparines de bas poids moléculaire en HDI, à raison de 2000 unités + 2000 unités en bolus si la séance dure plus de 4 h. En cas de risque hémorragique élevé on peut utiliser des héparines de bas poids dans la purge avec des rinçages avec du sérum physiologique toutes les heures, ou une anti-coagulation régionale.
En hémofiltration continue en l’absence de risque hémorragique le traitement standard repose sur l’héparine 5 à 10 unités/kg/h pour maintenir un TCA à 2 x le témoin. Le problème est plus délicat en cas de risque hémorragique important, auquel cas la seule solution est l’utilisation d’anti-coagulation régionale par le citrate trisodique. Le citrate est un chélateur du calcium et expose les patients à des risques importants d’hypocalcémie et d’autres troubles métaboliques. L’utilisation de ce type d’anti-coagulation régionale est très efficace (Monchi et coll Intensive Care Med 2004 ; 30 : 260) mais nécessite des protocoles très précis d’utilisation.
A ce prix l’utilisation des citrates améliore la durée de vie des membranes de dialyse en comparaison à l’héparine.