Interactions cœur-poumon-ventilation
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Interactions cœur-poumon: de l’aigu au chronique Marianne Devroey Kinésithérapeute, Hôpital Académique Erasme, Bruxelles Plan • Rappels anatomiques et physiologiques • Physiologie de l’interaction cœur-poumon – – – – Précharge du cœur droit et retour veineux Postcharge du ventricule droit Précharge du ventricule gauche Postcharge du ventricule gauche • Cas cliniques – Insuffisance cardiaque gauche (OAP) – Décompensation aiguë de BPCO – Kinésithérapie respiratoire Interactions coeur poumon SKR 28 5 2016 2 Rappels anatomiques et physiologiques Interactions coeur poumon SKR 28 5 2016 3 Cœur et poumon = couple Interactions coeur poumon SKR 28 5 2016 4 Organisation du système circulatoire Circuit en parallèle Circuit en série Interactions coeur poumon SKR 28 5 2016 5 Organisation du système circulatoire • Un système à basse pression (circulation pulmonaire) • Un système à haute pression (circulation systémique) Interactions coeur poumon SKR 28 5 2016 6 Vascularisation pulmonaire • Distribution des vaisseaux pulmonaires (artère et veine) selon les unités fonctionnelles du poumon: lobes, bronches, bronchioles, alvéoles. Interactions coeur poumon SKR 28 5 2016 7 Echange gazeux dans une unité alvéole-capillaire normale Interactions coeur poumon SKR 28 5 2016 8 Une augmentation du volume intra-pulmonaire entraine une compression des capillaires alvéolaires et dilate les capillaires extra-alvéolaires. Interactions coeur poumon SKR 28 5 2016 9 Clichés thoraciques Normal Trame vasculaire surchargée Trame vasculaire raréfiée Normal Interactions coeur poumon SKR 28 5 2016 10 Physiologie de l’interaction cœur-poumon Précharge du cœur droit et retour veineux Interactions coeur poumon SKR 28 5 2016 11 Loi de Poiseuille Interactions coeur poumon SKR 28 5 2016 12 Variations des pressions intra-thoraciques en ventilation spontanée Interactions coeur poumon SKR 28 5 2016 13 Lors de l’inspiration en ventilation spontanée D’après A. Caillard Interactions coeur poumon SKR 28 5 2016 14 Lors de l’expiration en ventilation spontanée D’après A. Caillard Interactions coeur poumon SKR 28 5 2016 15 Lors de l’insufflation en ventilation mécanique D’après A. Caillard Interactions coeur poumon SKR 28 5 2016 16 • C’est la compliance pulmonaire (= capacité du poumon à se distendre à l'inspiration et à reprendre son volume initial à l'expiration) qui va définir l’importance du retentissement de la pression pleurale sur la POD. • Une compliance pulmonaire normale va transmettre les variations de pression pleurale aux cavités cardiaques. • La compliance pulmonaire diminuée (par exemple en cas de BPCO, SDRA) amortit les effets de la pression positive sur les cavités cardiaques. Interactions coeur poumon SKR 28 5 2016 17 La veine cave inférieure (VCI): • Représente 2/3 du RV • A un trajet intra-thoracique très court et est donc peu soumise à la pression intra-thoracique mais principalement à la pression intra-abdominale. Interactions coeur poumon SKR 28 5 2016 18 Physiologie de l’interaction cœur-poumon Postcharge du ventricule droit Interactions coeur poumon SKR 28 5 2016 19 Conséquence de l’augmentation de volume pulmonaire • Le cœur droit fonctionne dans un système dit à basse pression. • Il est extrêmement sensible aux variations de pressions intrathoraciques. • La ventilation en pression positive va induire une augmentation du volume pulmonaire télé-inspiratoire et provoquer une compression directe des cavités cardiaques droites ainsi que des modifications du rapport ventilation-perfusion. • Deux points importants vont déterminer les conséquences hémodynamiques des variations du volume pulmonaire. Interactions coeur poumon SKR 28 5 2016 20 Pressions intra-thoraciques et Résistances vasculaires pulmonaires (RVP) • RVP minimum: CRF • De la CRF au VR: ↑RVP par compression des vx extraalvéolaires (poumon affaissé) • De la CRF à la CPT: ↑ RVP par compression des vx intraalvéolaires par les alvéoles distendues d’après de Wittenberger 1960 → ↑ postcharge VD Interactions coeur poumon SKR 28 5 2016 21 Modèle de ventilation-perfusion des zones de West • Zone 1: PA > Pa: pas de perfusion, pas d’échange gazeux • Zone 2: PA ≤ Pa : échange gazeux change selon les conditions • Zone 3: Pa et PV > PA: capillaires larges avec bonne perfusion et bon échange gazeux Interactions coeur poumon SKR 28 5 2016 22 Conséquences de l’augmentation du volume pulmonaire sur la répartition des zones de West D’après A. Caillard Interactions coeur poumon SKR 28 5 2016 23 Physiologie de l’interaction cœur-poumon Précharge du ventricule gauche Interactions coeur poumon SKR 28 5 2016 24 ↓ Précharge VD Insufflation mécanique ↓ Ejection VD À l’inspiration Transit pulmonaire ↓ Précharge VG 2 à 3 cycles cardiaques plus tard ↓ Ejection VG À l’expiration Interactions coeur poumon SKR 28 5 2016 25 Physiologie de l’interaction cœur-poumon Postcharge du ventricule gauche Interactions coeur poumon SKR 28 5 2016 26 Postcharge sur le cœur gauche Ventilation mécanique PTM = 100 – 20 = 80 Bronicki Ped CCM 2009 Interactions coeur poumon SKR 28 5 2016 27 Pression positive et fonction cardiaque • • • • ↓ précharge droite ↑ postcharge droite ↓ précharge gauche ↓ postcharge gauche • Effet + sur le VG • Effet – sur le VD • Effet PEP +++ Interactions coeur poumon SKR 28 5 2016 28 Les interactions cœur poumon en pratique clinique Interactions coeur poumon SKR 28 5 2016 29 Cas clinique I: OAP • Homme de 82 ans • Antécédents: HTA, CMI • Examen clinique: – Polypnée, tachycardie, cyanose, respiration abdominale paradoxale – Expectoration rose mousseuse, râles crépitants dans les 2 champs pulmonaires, prédominant aux zones pulmonaires déclives. – Poussée hypertensive • Echo cardiaque: IVG • RX thorax: infiltrat bilatéral Interactions coeur poumon SKR 28 5 2016 30 Cas clinique I: OAP Interactions coeur poumon SKR 28 5 2016 31 Défaillance aiguë du VG • • • • Baisse de la compliance pulmonaire ↑ du travail musculaire respiratoire Hypoxie / Hypercapnie Dyspnée CRF • Cercle vicieux Effort inspiratoire Pression négative intrathoracique Compliance Résistance Œdème pulmonaire Interactions coeur poumon SKR 28 5 2016 ↑Précharge ↑Postcharge Dysfonction VG 32 Effets de la ventilation positive en cas d’insuffisance cardiaque gauche Interactions coeur poumon SKR 28 5 2016 33 Effets de la ventilation positive en cas d’insuffisance cardiaque gauche • Chez les patients en OAP, la pression positive intra-thoracique réduit le recours à l’intubation et diminue la morbi-mortalité. Masip et al, JAMA 2005 Nava et al, AJRCCM 2003 • Effets bénéfiques à la fois respiratoire (baisse du travail respiratoire) et hémodynamique (augmentation du VES) Interactions coeur poumon SKR 28 5 2016 34 Cas clinique II: décompensation aiguë de la BPCO • Homme de 68 ans • Antécédents: BPCO tabagique, HTA, artéritique sévère • Examen clinique: – Dyspnée et toux s’aggravant depuis 2-3 jours – Cyanose importante – Épuisement, respiration abdominale paradoxale – Expectoration purulente (bactério: H. Influenzae) – Râles bronchiques dans les 2 champs pulmonaires – Gazométrie artérielle avec LN 5L O2: pH = 7,18 PCO2 = 95 PO2 = 45 SpO2 = 81% Interactions coeur poumon SKR 28 5 2016 35 En ventilation spontanée, à l’inspiration • Distension pulmonaire dynamique résulte des anomalies des parois élastiques du tissu bronchique favorisant: Normal BPCO – Collapsus télé-expiratoire – Auto-PEP – ↑ du volume pulmonaire • Négativation excessive de la pression intrathoracique secondaire à – ↑ Résistance voies aériennes – Auto-PEP • ↑ concomitante de la pression abdominale par abaissement du diaphragme Interactions coeur poumon SKR 28 5 2016 36 Retentissement sur le cœur droit • ↑ RV systémique au cœur D (par ↑ gradient Pms – Pod) o ↑ Pression intra-abdominale favorisant la chasse du sang > OD o Vasoconstriction réactionnelle du territoire veineux splanchnique (activation ortho sympathique < décompensation respiratoire) favorise elle aussi ce phénomène de chasse sanguine vers le cœur droit • ↑ Postcharge VD 1. 2. Aggravation de l’HTAP < vasoconstriction pulmonaire hypoxique Compression des vaisseaux pulmonaires par la distension pulmonaire – ↑ RVP < hyperinflation dynamique (compression directe des vaisseaux intra-alvéolaires par les alvéoles distendues) – Dé recrutement vasculaire pulmonaire (↑ proportion des zones I et II de West aux dépens de la zone III dont la pression intra vasculaire est > à la pression intra alvéolaire) 3. Négativation de la pression intra-thoracique (↑volume télé-diastolique du VD) Interactions coeur poumon SKR 28 5 2016 37 Retentissement sur le cœur gauche La ventilation spontanée induit une diminution du débit cardiaque à l’inspiration qui résulte de: • ↓ de la compliance du VG (< interdépendance VD-VG) par déplacement du septum interventriculaire vers la G (VD dilaté) • ↓ de la contractilité du VG secondaire à une possible ischémie myocardique – ↓ des apports en O2 – ↑ des besoins énergétiques du myocarde en O2 par ↑ W cardiaque secondaire à ↑ W des muscles respiratoires et la tachycardie qui accompagnent la décompensation aiguë de BPCO • ↑ de la postcharge du VG • Les effets hémodynamiques survenant lors de l’inspiration sont plus ou moins inversés lors de l’expiration suivante. Interactions coeur poumon SKR 28 5 2016 38 Et la kinésithérapie respiratoire… • La ventilation spontanée favorise le retour veineux vers l’OD… • Les manœuvres inspiratoires et expiratoires vont entrainer des contraintes sur le VD. • La toux: Effet négatif ++ • Amélioration de l’oxygénation et de la ventilation → Diminution des RVP (effet vasodilatateur + diminution de l’effet shunt) • Augmentation de l’oxygénation myocardique Interactions coeur poumon SKR 28 5 2016 39 Pression positive intra-thoracique Interactions coeur poumon SKR 28 5 2016 40 Pression négative intra-thoracique Interactions coeur poumon SKR 28 5 2016 41 Points essentiels • Toute variation de pression thoracique a des conséquences sur la physiologie cardiaque en raison des liens anatomiques et fonctionnels entre le cœur et les poumons. • L’augmentation de la pression intra-thoracique (et donc la ventilation en pression positive) freine le retour veineux, diminue la précharge du VD et la précharge du VG (concept de précharge dépendance). • Les interactions cœur-poumon ont des conséquences directes sur la prise en charge de certaines pathologies (insuffisance cardiaque, BPCO, SDRA,…) Interactions coeur poumon SKR 28 5 2016 42 Je vous remercie pour votre attention Interactions coeur poumon SKR 28 5 2016 43
