Presentation-DV et NO

Décubitus ventral
et monoxyde d’azote
dans l’insuffisance
respiratoire aiguë
Dr Aziz BERROUBA
Mercredi 26 octobre 2011

Air ambiant

Gaz
Teneur
Oxygène
20,95 %
Dioxyde de carbone 0,03 %
Azote
78,08 %
Argon
0,93 %
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Pression partielle
159,22 mmHg
0,228 mmHg
593,41 mmHg
7,07 mmHg
Pression partielle = % x pression atmosphérique
(760 mmHg)

Poumon normal :
◦ 300 millions d'alvéoles, 3 litres de gaz alvéolaire, existence
d'un volume résiduel en permanence grâce au surfactant
◦ barrière gaz-sang entre 50 et 100 m2, 70 ml de sang
capillaire pulmonaire
◦ organe humide en permanence (500 ml d'eau)
◦ capillaires -> espaces extravasculaires du poumon
 réabsorption locale
 drainage pour la circulation lymphatique vers VCS
 excrétion dans espace pleural et drainage lymphatique

(le poumon peut se gorger encore plus d'eau pour
OAP !!)
Les volumes respiratoires
 Volume Courant ( Vt ) = 0,5L au repos
 Ventilation minute : VE = Vt x Fréquence respiratoire
 Volume de Réserve Inspiratoire = VRI
Plus grand volume que l'on peut inspirer à la suite d'une
inspiration normale = 2,5L
 Volume de Réserve Expiratoire = VRE
volume que l'on peut expirer de façon forcée à la suite
d’une expiration normale =1,5L
Les volumes respiratoires
Capacité Vitale = CV = Vt + VRE + VRI = 4,5L
 Volume Résiduel = VR
volume qui reste dans les poumons après une
expiration forcée
 Capacité Pulmonaire Totale = CPT = CV + VR

•O2: 21%
(160mmHg)
CO2: 0% (0)
•N2: 79% (600
mmHg)
•H20: 0% (0)
Echanges gazeux
•PVPO2: 100mmHg
•PVPCO2: 40 mmHg
•O2: 13% (100
mmHg)
•CO2: 5% (40
mmHg)
•N2: 76% (573
mmHg)
•H20: 6%
(47mmHg))

Liaison de l’oxygène à l’hémoglobine
• Combinaison réversible ++++
Hb + O2
HbO2
– PO2 élevée (capillaires pulm) fixation O2 à l’Hb
– PO2 basse (capillaires tissulaires) libération d’O2
P50 = PO2 pour laquelle SO2 = 50% = 26 mmHg
PRESSIONS DANS LE SYSTEME RESPIRATOIRE
RESISTANCES
COMPLIANCE
Historique
• Paolo Bagellardo (1500) : la première recommandation
pour la réanimation du nouveau-né « en soufflant dans la
bouche ou à la rigueur dans l’anus et à la condition que
l’enfant soit encore chaud et pas trop noir »

• Vésale 1515-1564 : Le modèle était porcin et
l’insufflation s’effectuait « au travers d’un roseau
introduit dans le canal respiratoire jusqu’à ce que les
poumons se déplissent en prenant garde à gonfler le
poumon par intervalles fournissant ainsi à l’animal l’air qu’il
lui faut pour vivre »
Poumons
normaux
Pins = 45 cmH2O
5 min.
20 min.
Barotraumatismes
Porc 30 Kg
Paw = 5 cmH2O
Paw = 25 cmH2O
Paw = 40 cmH2O
Anomalie alvéolaire réduction importante et
hétérogène du volume gazeux pulmonaire liée au
comblement alvéolaire par exsudats (cellules et
produits de l'inflammation) et perte du volume
gazeux résiduel par altération du surfactant.
Coexistence d'alvéoles denses non ventilées,
d'alvéoles mal ventilées et d'alvéoles normales.
 Anomalie capillaire trouble perméabilité, thrombose,
anomalie vasoréactivité
 Conséquences des deux anomalies lésionnelles
réparties de façon très hétérogène

Effet shunt
(inégalité des rapports ventilation / perfusion)
Il résulte des zones dont la ventilation est faible ou
absente par rapport à la perfusion. Dans ces zones,
les rapports ventilation/perfusion (VA/Q) sont
inférieurs à 1, parfois proches de 0. Les atélectasies,
les pneumopathies, l’œdème pulmonaire sont les
causes principales de l’effet shunt. Il est responsable
d’une hypoxémie qui n’est pas, ou incomplètement,
corrigible par l’administration d’oxygène.
Troubles de la diffusion
Il est réalisé chaque fois que la capacité de diffusion de
l’oxygène à travers l’interstitium est altérée. Les
causes principales des troubles de diffusion sont
l’œdème interstitiel, les pneumonies infectieuses
interstitielles, les fibroses et les carcinomatoses
pulmonaires. Un troubles de la diffusion est
habituellement responsable d’une hypoxémie sans
hypercapnie, toujours corrigible par l’administration
d’O2 à haute concentration.

Effet espace mort est lui réalisé, à l’inverse de l’effet
shunt, quand un certain nombre de zones sont
normalement ventilées mais pas ou peu perfusées.
Dans l’effet espace mort, les rapports VA/Q sont
supérieurs à 1, parfois infinis. L’hypovolémie,
l’insuffisance cardiaque, les troubles de la circulation
pulmonaire, la tachypnée sont les causes principales
de l’EEM.
L’EEM est responsable d’une hypercapnie, qui peut
être masquée par une hyperventilation réactionnelle
à l’hypoxémie.
L’OXYGENE
CARACTÉRISTIQUES
• Formule chimique: O2
• Gaz comprimé, incolore, inodore et sans saveur
• Il se liquéfie à – 183°C
• Utilisé pour l’oxygénothérapie et le caisson
hyperbare
 • Couleur conventionnelle de la bouteille: blanche
 • Entretien la combustion (comburant)
 • Soluble dans l’eau
 • Toxique à haute concentration et à durée prolongée
(fibrose pulmonaire chez l’adulte et cécité chez le
nouveau-né)
• Réaction violente avec les matières
combustibles (corps gras: flamme spontanée)
 • Plus lourd que l’air, il peut donc s’accumuler
dans les endroits confinés, en particulier au niveau du sol

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L’AZOTE
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CARACTÉRISTIQUES
• Formule chimique: N2
• Gaz inerte: incolore, inodore et sans saveur
• Il se liquéfie à – 196°C
• Ininflammable
• Couleur conventionnelle de la bouteille: noire
• Plus léger que l’air
• Il alimente certains outils chirurgicaux et sert de
liquide de
congélation.
• Risque d’asphyxie lié à une baisse de la teneur
en oxygène dans l’air.
 MANIPULATIONS ET STOCKAGE
• Entreposer dans un endroit bien ventilé, à
température inférieure à 50° C
• Ne pas respirer ce gaz pur
• Se protéger des projections et des risques de
gelures lors des manipulations de l’azote liquide
L’AIR MEDICAL
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CARACTÉRISTIQUES
• Formule chimique: N2+O2 (79%-21%)
• Gaz incolore, inodore et sans saveur
• Gaz comprimé (préparation)
• Il se liquéfie entre –182 et –192°C
• Couleur conventionnelle de la bouteille: noire
avec une bande blanche
• Gaz non toxique
• Entretien la combustion
• Ininflammable
Monoxyde d’azote
Mécanisme d’action
En 1986, identification du facteur relaxant synthétisé
par les cellules endothéliales comme étant le NO,
responsable de l’activation d’une protéine Kinase à
l’origine de la baisse du calcium intracellulaire, qui
provoque la relaxation du muscle lisse vasculaire.
1988, première utilisation clinique.
1992, NO élu molécule de l’année.
1998, prix Nobel de physiologie et de médecine remis
à Robert Furchgott pour la découverte de l’action
biologique du NO.
2002, AMM obtenue en France
NO, vasodilatation pulmonaire et
oxygénation.
Le NO inhalé permet la levée de la vasoconstriction
pulmonaire hypoxique, c’est un vasodilatateur artériel
et veineux. Il ne dilate que les vaisseaux pulmonaires
contractés des territoires ventilés et reste sans effet
sur la circulation pulmonaire normale. Le NOi est
absorbé à 80 % dans la microcirculation pulmonaire, à
travers la barrière alvéolo-capillaire. Sa durée de vie
est de 6 à 10 sec. Il est rapidement inactivé par l’Hb
circulante.La redistribution du débit sanguin des zones
non ventilées vers les zones ventilées est suivie d’une
baisse du shunt et d’une augmentation de la PaO2 .
Action antiagrégante

L’agrégation plaquettaire est inhibée par diminution
de la liaison du fibrinogène avec la glycoproteine GP
IIb/IIIa. Cette inhibition ainsi qu’un allongement du
temps de saignement sont mis en évidence chez des
patients atteints de SDRA et inhalant 10 ppm de NO.
NO et tonus bronchique
Le NO inhalé administré à la concentration de 80
ppm, exerce un effet bronchodiltateur modéré, très
inférieur à celui des ß2 agonistes.
NO et perméabilité alvéolocapillaire

Au cours d’atteintes pulmonaires lésionnelles, une
inhalation de 40 ppm de NO, a entrainé une
diminution des résistances vasculaires pulmonaires
principalement post-capillaires associée à une
réduction de la pression capillaire pulmonaire
effective. L’inhalation de NO pourrait ainsi diminuer
l’œdème alvéolaire.
Modalités d’administration

L’administration du NO en ventilation artificielle
peut se faire dans la branche inspiratoire du circuit
ou en amont du ventilateur
Administration en amont du ventilateur
•
L’administration du NO se fait au niveau de l’arrivée
de l’air et de l’O2, elle est réalisée par des
débimètres de grande précision donc onéreux
(respirateur Siemens Servo 900C). La concentration
de NO délivrée dans la branche inspiratoire est
mesurée en continu. Ce mode d’administration
assure une grande stabilité des concentrations
inspiratoires de NO qui ne dépendent ni du mode
ventilatoire ni des réglages utilisés.
Le principal incovénient est l’allongement du temps
de contact entre NO et O2 avec pour conséquence la
formation de NO2.
 Différents systèmes d’absorption du NO2 ont été
placés sur le circuit inspiratoire ; bac à chaux sodée,
des filtres efficaces mais qui peuvent augmenter les
efforts inspiratoires du patient et son travail
respiratoire.

Administration en aval du ventilateur
•
•
Afin de connecter la bouteille réservoir à la partie initiale du
circuit du ventilateur, il est recommandé d’utiliser une
tubulure en téflon (ou viton, ou polyéthylène, ou Kel-F).
Certains plastiques peuvent en effet absorber le NO. Vérifier
la pression du ballonnet.
Avant chaque nouvelle utilisation, il faut purger le
manomètre détenteur-débimètre par le mélange NO-azote(
N2). L’administration en aval du ventilateur doit se faire au
niveau de la branche inspiratoire. La délivrance intratrachéale
directe doit être proscrite du fait du risque de lésions focales
au contact de la muqueuse. L’administration peut se faire soit
à débit continu, soit à débit discontinu.
Administration continue
•
Elle se fait durant tout le cycle respiratoire grâce à un
débitmètre à azote gradué de 0,2 à 1,5 l/min. Les
bouteilles de NO correspondent à des
concentrations de 225 ou 450 parties par million
(ppm). Le NO est dilué dans de l’azote pur et son
administration induit une réduction de la FiO2 du
volume délivré à chaque insufflation comparée à la
FiO2 affichée par le respirateur. Dès que le rapport
des débits de NO et de la ventilation dépasse 1litre
pour 10 l/min (10%), la diminution de la FiO2 devient
supérieure à 10 %.
La formule suivante est habituellement utilisée afin
de calculer la concentration inspiratoire de NO :
[NOinsp] = D NO x [NObout] / V

D NO = débit de NO
 [NObout] = concentration de NO dans la bouteille
 V = ventilation minute

Toutefois avec ce mode d’administration, les
concentrations mesurées dans le circuit inspiratoire
sont différentes des concentrations calculées.
• Pendant l’expiration, le débit provenant du
respirateur cesse dans la branche inspiratoire alors
que le débit du NO persiste, il en résulte une
accumulation de NO dans la partie initiale du tuyau
inspiratoire, propulsé au volume courant suivant
sans pouvoir se mélanger de manière homogène, il
en résulte des concentrations élevées de NO2, Ces
fluctuations de la concentration de NO ne peuvent
être détectées que par des appareils de mesure à
réponse rapide.
•
Administration séquentielle
L’administration de NO peut être couplée au temps
inspiratoire après détection de l’insufflation. Pour
obtenir des concentrations de NO stables et
reproductibles dans le circuit inspiratoire, il faut que
les débits gazeux provenant du ventilateur et de la
bouteille de NO aient une forme identique pendant
l’inspiration, permettant un mélange homogène du
NO.
• L’opti-NO (Taema) est un appareil conçu pour
l’administration séquentielle en aval du respirateur. Il
comporte un circuit de détection de l’insufflation et
circuit d’administration du NO.
•
Le débit de NO est constant tout le long de la phase
inspiratoire et cesse à l’arrêt de celle-ci. Si on change
les paramètres ventilatoires (ventilation minute et
I/E) les réglages de l’Opti-NO doivent êtres modifiés
afin de conserver la même concentration inspirée de
NO.
• D’autres systèmes d’administration séquentielle,
permettant d’adapter automatiquement le débit de
NO au débit inspiré quel que soit le mode
ventilatoire existent (Nodomo chez Dräger..).
Certains de ces systèmes peuvent être utilisés lors de
l’administration du NO chez les patients en
ventilation spontanée.
Monitorage
L’administration de NO doit répondre à deux
exigences :maintenir constante la concentration de
NO administré, et minimiser le risque d’oxydation du
NO dans la branche inspiratoire.
• Il est recommandé de réaliser au moins une mesure
des concentrations moyennes inspiratoires de NO et
des dérivés formés.
•
Toxicité directe du NO et formation
de méthémoglobine
•
•
Le NO inhalé franchit la barrière alvéolocapillaire et se lie
à l’hémoglobine pour laquelle il a une affinité 1 000 fois
supérieure à celle du CO. En présence de NO,
l’oxyhémoglobine se transforme en méthémoglobine et
nitrates.
L'ion ferrique est incapable de transporter l'O2, qui ne
peut de fait être distribué aux tissus. A la différence de
l'ion ferreux qui crée une liaison réversible avec la
molécule de dioxygène, permettant ainsi la libération de
l'O2 et l'oxygénation des tissus.

On définit sa proportion par rapport à la quantité
totale d'hémoglobine. Son taux normal chez un sujet
sain est de 1 à 2 %. Toute augmentation de son taux
indique que le patient reçoit une concentration de
NO supérieure à 10 ppm. Des concentrations de
méthémoglobine inférieures à 5 % sont
habituellement acceptées et ne nécessite pas de
traitement spécifique.

Les nitrates sont éliminés par voie urinaire et la
méthémoglobine en hémoglobine par des
mécanismes de détoxication endogène.

En cas de méthémoglobine supérieure à 5 % outre
l’arrêt du NO, le traitement est l’injection de bleu de
méthylène ou d’acide ascorbique.
Toxicité du dioxyde d’azote
•
La vitesse de réaction entre le NO et O2 dépend du temps de
contact entre les deux gaz et de la concentration en oxygène,
elle aboutit à la formation de dioxyde d’azote (NO2) composé
oxydant et nitrosant. Le NO2 augmente la perméabilité de la
membrane alvéolocapillaire, la réactivité bronchique et la
susceptibilité aux infections virales. Il est admis que des
niveaux de NO2 supérieurs à 2 ppm obligent à diminuer ou
arrêter l’administration du NO. Pour limiter cette réaction, il
est recommandé d’utiliser le débit le plus faible de NO et de
réduire le temps de contact avec l’O2.
Critères de réponse au NO
Deux paramètres permettent d’évaluer la réponse au
NO inhalé :
• L’oxygénation artérielle et les variation de la
pression artérielle pulmonaire. Les valeurs retenues
sont habituellement une augmentation du rapport
PaO2/ FiO2 supérieure ou égale à 20% ou une
diminution de la PA pulmonaire moyenne
supérieure à 10 % ou la combinaison des deux itèms.
•
La réponse peut être appréciée rapidement dès les
premières minutes. Plusieurs études montrent que
l’amélioration de l’oxygénation artérielle ne persiste que
durant les 48-72e premières heures. Toutefois avant de
conclure qu’un patient est non répondeur au NO, il est
important de prendre en compte l’ensemble des
conditions pouvant influencer cette réponse.
•
Au cours du SDRA, une équipe a établi que l’amélioration
la plus importante des échanges gazeux est obtenue en
associant l’inhalation de NO et décubitus ventral. Le
recrutement alvéolaire qui résulte de l’application d’une
PEEP potentialise l’effet du NO sur l’oxygénation
artérielle