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Réponse inflammatoire en chirurgie cardiaque : concepts et évolution des pratiques en circulation extracorporelle


Sang Thrombose Vaisseaux. Volume 13, Numéro 8-9, 468-75, Numéro double 8 / 9, Octobre - Novembre 2001, Mini-revues


Résumé   Summary  

Auteur(s) : Christophe Baufreton, service de chirurgie thoracique et cardiovasculaire (Pr Jean-Louis de Brux), centre hospitalier universitaire, 4, rue Larrey, 49033 Angers cedex 01.

Résumé : La réponse inflammatoire en chirurgie cardiaque est intimement reliée aux troubles de l'hémostase et est responsable d'une morbi-mortalité significative initialement mise sur le compte de la circulation extracorporelle (CEC). Il apparaît aujourd'hui clairement opportun de distinguer les facteurs dépendant des matériaux de ceux qui en sont indépendants. À cet égard, la chirurgie sans CEC a permis de mieux cerner la responsabilité individuelle de chaque élément susceptible de participer à la réponse inflammatoire observée en chirurgie cardiaque. De multiples cascades d'activation cellulaires et plasmatiques sont initiées, impliquant le système du complément, les plaquettes, les neutrophiles et les monocytes. La voie tissulaire de la coagulation, par le biais du facteur tissulaire, est prépondérante et doit être prise en considération par des adaptations de la technique chirurgicale afin de diminuer le syndrome post-CEC. La qualité de la perfusion extracorporelle par son retentissement sur la microcirculation, en particulier au niveau du tube digestif, participe également à l'ensemble de ces processus physiopathologiques. Au-delà des progrès technologiques proposés par l'industrie de la CEC, la qualité de la prise en charge chirurgicale est fondamentale dans l'importance de cette réponse inflammatoire et ne doit plus être sous-estimée actuellement.

Mots-clés : réponse inflammatoire, chirurgie cardiaque.

ARTICLE

La réponse inflammatoire en circulation extracorporelle (CEC) est une réalité dont la prise de conscience date d'environ une vingtaine d'années. En association avec les troubles de l'hémostase observés en postopératoire, la réponse inflammatoire est responsable d'une morbi-mortalité significative en chirurgie cardiaque. Ces processus physiopathologiques sont d'ailleurs très intimement reliés entre eux, de sorte qu'il est possible de définir un syndrome « post-CEC » lié à la « bio-incompatibilité » de la CEC, et que les Anglo-Saxons faute d'y trouver un terme précis et synthétique, ont dénommé blood activation. En réalité cette expression utilisée en chirurgie cardiaque ne veut strictement rien dire, en particulier aux yeux des biologistes, probablement parce qu'elle veut en dire trop. Cette « activation sanguine », regroupe l'activation de nombreuses et différentes cascades physiopathologiques humorales et cellulaires (fibrinolyse, coagulation, complément, leucocytes, plaquettes, etc.). Il n'est plus possible conceptuellement aujourd'hui de séparer l'inflammation des troubles de l'hémostase dans l'apparition des perturbations biologiques ou cliniques observées après CEC. Assez paradoxalement cette entité clinico-biologique est de mieux en mieux cernée depuis que la chirurgie cardiaque sans CEC, c'est-à-dire la chirurgie coronaire à cœur battant, a pris une importance significative pour certaines équipes. L'information majeure qui peut être retenue de cette expérience très actuelle est que la réponse inflammatoire en chirurgie cardiaque n'est pas abolie par l'absence de surface artificielle, et qu'il conviendrait mieux de parler du retentissement de la chirurgie cardiaque en général, plutôt que du retentissement de la CEC, dans la mesure où les causes de l'activation du sang sont multifactorielles. La répartition entre réponse inflammatoire dépendante des matériaux et réponse inflammatoire indépendante des matériaux apparaît donc aujourd'hui plus que pertinente.

Bio-incompatibilité dépendante des matériaux

Elle est sous la dépendance de phénomènes liés au contact du sang avec toute surface artificielle synthétique d'une part et avec les caractéristiques spécifique du circuit de CEC d'autre part.

Le contact sang-matériaux

Le processus de l'activation cellulaire et plasmatique dépendante des matériaux débute avec l'immobilisation de protéines tels l'albumine, le fibrinogène et l'antithrombine III sur les surfaces artificielles des circuits de CEC [1-3]. Simultanément, le facteur XII du système contact (facteur Hageman) et le fragment C3 du système du complément sont activés après leur déposition à la surface du circuit. Par la suite, les plaquettes changent de forme, adhèrent au fibrinogène adsorbé à la surface du circuit de CEC, et finalement s'agrègent en quelques minutes [1, 2]. L'adhésion plaquettaire est capable de déclencher l'adhésion des polynucléaires neutrophiles. La fixation initiale puis l'activation du facteur XII et du fragment C3 du complément à la surface du circuit de CEC apparaissent d'importance majeure pour initier l'activation cellulaire et plasmatique dépendante des matériaux.

Le système du complément est un mécanisme précoce dans le déclenchement et l'amplification de la réponse inflammatoire à une agression subite et comporte plus de 20 protéines. Ce système est soigneusement contrôlé par des protéines régulatrices et discerne entre le « soi » et le « non-soi ». Le système du complément est activé par deux voies majeures : la voie classique est initiée par les complexes antigènes-anticorps et aussi par les complexes héparine-protamine après la CEC, pendant que la voie alterne est déclenchée par le contact du sang sur les surfaces chargées négativement [1, 3]. Ces deux voies stimulent la voie commune ou terminale qui conduit à la formation de complexes d'attaque membranaire C5b-9. Ces deux voies mènent aussi à la production d'anaphylatoxines C3a et C5a, qui ont été associées aux défaillances postopératoires cardiaques, pulmonaires et rénales [1].

Le complément peut stimuler la production de cytokines par les monocytes. Ces médiateurs plasmatiques sont nombreux et les plus connus sont le TNFalpha, les interleukines 1beta, 6 et 8. Ils possèdent des propriétés pro-inflammatoires puissantes et sont sécrétés de façon prolongée et variable dans le temps avec des pics de concentrations circulantes observés entre la 4e et la 6e heure après l'initiation de la CEC [4, 5]. Il existe donc une phase précoce et une phase retardée de la réponse inflammatoire [3]. La réaction précoce fait intervenir l'anaphylatoxine C5a. Il s'agit d'un puissant agoniste de la P-sélectine, molécule d'adhésion stockée dans les vacuoles cytoplasmiques, aisément et rapidement disponible. L'expression de P-sélectine à la surface endothéliale permet le recrutement des neutrophiles au contact de l'endothélium [3]. Dans un second temps, l'attachement des neutrophiles aux cellules endothéliales s'effectue par le biais de molécules d'adhésion (E-sélectine, ICAM, VCAM), processus largement entretenu et amplifié dans le temps par les cytokines pro-inflammatoires [3].

Les cytokines pro-inflammatoires peuvent altérer considérablement la circulation périphérique en réduisant le tonus vasculaire, diminuant ainsi les résistances vasculaires systémiques. En outre, le TNFalpha et l'interleukine 6 sont connus pour avoir une activité inotrope négative en postopératoire [6, 7], d'autant plus que le myocarde lui-même est susceptible de produire in situ cette synthèse [8].

En marge de l'activation du complément, les protéines du système contact sont également activées, débouchant ainsi sur la production de facteur XII activé et de kallicréine [9]. Le facteur XIIa active directement le facteur XI de la voie intrinsèque de la coagulation, qui finalement conduit à la formation de thrombine. On sait cependant désormais que l'activation de cette voie intrinsèque, bien que réelle, est quantitativement marginale dans la production de thrombine en comparaison avec celle provenant de l'activation de la voie tissulaire de la coagulation [2, 9]. Le facteur tissulaire est largement impliqué dans cette production de thrombine et issu en partie de l'activation monocytaire [2]. Le système contact est auto-amplifié par la production croissante de facteur XIIa et de kallicréine [9]. L'importance clinique du système contact peut être reliée aux activités de la kallicréine. La kallicréine clive les kininogènes de haut poids moléculaire pour libérer de la bradykinine, un nonapeptide ayant des propriétés vasodilatatrices notoires. Elle active aussi le système fibrinolytique conduisant à la génération de plasmine, et tout comme les produits dérivés de l'activation du complément, la kallicréine peut activer les polynucléaires neutrophiles.

La nature des matériaux influence l'intensité de la réponse inflammatoire. De tous les matériaux destinés à être en contact avec le sang au cours de la CEC, le polychlorure de vinyl (PVC) est le plus fréquemment utilisé. Les agents plastifiants qui lui sont associés dans la formulation du polymère ont une influence considérable sur la réactivité sanguine en fonction de leur nature chimique, de leur taux d'extraction dans le sang et sur la flexibilité qu'ils confèrent au PVC [10]. Pour préparer des polymères biospécifiques, capables d'interactions biologiques spécifiques avec un système biologique vivant, deux voies sont possibles. La première méthode consiste à modifier la formulation même du polymère par fonctionnalisation statistique de chaînes macromoléculaires pré-existantes par des groupements chimiques apropriés. Cette méthode, actuellement encore du domaine de la recherche, permet d'obtenir des polymères capables de mimer l'ADN (DNA-like), les phospholipides (phospholipids-like) ou l'héparine (heparin-like). La seconde consiste à modifier les polymères par un traitement de surface améliorant la compatibilité du biomatériau en préservant ses propriétés fondamentales. Cette approche de la biocompatibilité est proposée par l'industrie et mise en application clinique depuis maintenant une dizaine d'années environ [11]. Les traitements de surface ont été initialement conçus pour mimer la biocompatibilité de l'endothélium vasculaire en greffant de l'héparine soit par liaisons ioniques, soit par liaisons covalentes à la surface du circuit. Les premières expériences cliniques avec ces circuits ont été réalisées sur des assistances circulatoires ou des CEC partielles au cours desquelles la recherche d'une anticoagulation réduite était une préoccupation majeure des chirurgiens. La généralisation de ces technologies à la chirurgie à cœur ouvert a été plus chaotique en l'absence d'une compréhension parfaite de la physiopathologie des troubles de l'hémostase en chirurgie cardiaque au début des années 1990, entraînant de fait une relative désaffection pour ces biomatériaux [12]. Néanmoins, dès la publication des premiers essais cliniques randomisés, il a été possible de mettre en évidence un bénéfice de ces circuits sur la réduction de l'inflammation humorale, permettant de diminuer de 30 à 50 % l'activation des voies alterne et classique du complément [13, 14]. Les bénéfices cliniques qui peuvent être associé à la réduction de l'inflammation humorale ont été plus difficiles à mettre en évidence car les essais thérapeutiques étaient le plus souvent menés sur des effectifs réduits de patients à faible risque opératoire [15]. Cependant, les patients à haut risque opératoire (les diabétiques, les insuffisants respiratoires ou rénaux) semblent nettement tirer bénéfice de l'utilisation de circuits préhéparinés [16]. De façon intéressante, les troubles du rythme supra-ventriculaires observés fréquemment 3 à 5 j après chirurgie cardiaque et dont il a été prouvé qu'ils sont entre autre corrélés à l'importance de l'activation de la voie classique du complément [17], surviennent moins fréquemment lorsque des circuits préhéparinés ont été utilisés pour la CEC [18]. La thromborésistance des surfaces artificielles enduites d'héparine est désormais acquise [19] et la biocompatibilité de ces circuits préhéparinés est attestée par la réduction de l'activation de contact et de la spoliation plaquettaire lors de leur utilisation [9, 12]. Ceci permet d'envisager d'aller plus loin dans la démarche d'une CEC biocompatible afin de diminuer la réponse inflammatoire et les troubles de l'hémostase, notamment en réduisant l'héparinisation systémique.

L'architecture et le design du circuit de circulation extracorporelle

Les contraintes mécaniques et en particulier les contraintes de cisaillement sur les éléments figurés du sang ont des effets délétères sur ceux-ci, au moins autant que le contact du sang avec les surfaces artificielles [20]. Les leucocytes sont activés dès lors que les contraintes de cisaillement dans le circuit de CEC dépassent 75 dynes/cm2 et les plaquettes pour des valeurs supérieures à 100 dynes/cm2. En revanche, les érythrocytes peuvent supporter des contraintes de cisaillement plus importantes (jusqu'à 2 000 dynes/cm2) au-delà desquelles ils sont hémolysés. Ces contraintes de cisaillement sont fonction de l'architecture du circuit (géométrie, dimensions) et également des conditions de flux imposées par les pompes artérielles. De nombreuses particules peuvent être ainsi générées dans la circulation en association avec d'autres particules extrêmement diverses telles que des fragments tissulaires et graisseux, des particules synthétiques provenant des différents éléments du circuit de CEC (usure des corps de pompes par exemple) et autres agents démoussants.

À cet égard les pompes artérielles ont été supposées avoir un impact potentiel sur les embolies systémiques de particules hémolytiques et donc sur la qualité de la perfusion régionale à l'échelon de la microcirculation des différents organes. En particulier, les pompes à effet centrifuge permettent en théorie de diminuer les phénomènes d'embolies gazeuses de par leur géométrie et ont été rapportées être moins hémolysante que les pompes à galets, bien que cette dernière notion soit aujourd'hui contestée [21]. Paradoxalement il a été démontré que la réponse inflammatoire (activation du complément et des neutrophiles) est plus importante avec les pompes centrifuges qu'avec les pompes à galets [5]. Ces résultats inattendus ne reçoivent pas encore d'explication claire mais il est possible qu'ils soient en rapport avec les différences de pulsatilité des flux que peuvent fournir ces pompes.

Bio-incompatibilité indépendante des matériaux ou facteurs dépendants de l'intervention chirurgicale

Le contact air-sang et l'utilisation de circuits clos

Le contact du sang avec l'air ambiant dans le contexte de la chirurgie n'est absolument pas physiologique et déclenche de nombreuses cascades d'activation cellulaires et plasmatiques. Dans un circuit de CEC, il existe des compartiments en nombre variable dans lesquels le sang est au contact de l'air ambiant (réservoirs de cardiotomie par exemple) et constamment réintroduit dans le circuit de perfusion. Les oxygénateurs dits « à bulles » qui permettaient autrefois d'assurer l'hématose par contact direct entre le sang et l'oxygène administré, ont maintenant quasiment disparu au profit des membranes d'oxygénation. Néanmoins, l'utilisation d'un circuit totalement clos est d'un usage plus astreignant, notamment en cas de nécessité de compensation volumique, et reste encore marginale pour la chirurgie de routine. Dans le cas où les cavités cardiaques sont ouvertes (en chirurgie valvulaire par exemple), il est impossible d'obtenir un circuit totalement clos par définition. En revanche, pour la chirurgie coronaire, des adaptations techniques sur le système de perfusion extracorporelle et en particulier sur les aspirations, permettent de réaliser l'intervention en supprimant cette interface air-sang. Schonberger et al. [22] ont montré en 1995 que cette technique comportait de nombreux avantages tant sur le plan de l'hémostase que de l'inflammation [22]. L'activation du complément et de la fibrinolyse est significativement réduite. De même, au niveau cellulaire, l'activation des polynucléaires neutrophiles et des plaquettes est diminuée. Le bénéfice clinique observé a été une réduction du saignement postopératoire. Enfin, les auteurs ont mis en évidence une réduction de l'activité hémolytique avec pour bénéfice potentiel une augmentation de la clairance hépatique par les cellules de Kupffer de l'endotoxine circulante, molécule considérée comme puissant agoniste inflammatoire. L'utilisation de systèmes clos apparaît donc essentielle dans la recherche de la biocompatibilité de la CEC.

L'activation tissulaire et la gestion des aspirations

Il a longtemps été admis que la formation de thrombine en chirurgie cardiaque était la conséquence de l'activation de contact et de la voie intrinsèque de la coagulation avec pour effet direct le risque de coagulation dans le circuit de CEC. De larges doses d'héparine sont donc utilisées pour éviter la thrombose du circuit. Même si l'héparine ne bloque pas la formation de thrombine, elle reste cependant l'anticoagulant de référence dont l'utilisation est pratique dans la mesure où on lui connaît un antagoniste (protamine).

Depuis 1993, la formation de thrombine est considérée comme étant majoritairement la conséquence de l'activation de la voie extrinsèque ou tissulaire de la coagulation [23]. Ceci souligne l'importance du traumatisme chirurgical, c'est-à-dire le contact du sang avec les tissus graisseux, péricardiques, pleuraux [24] ou plus simplement avec l'air ambiant [22], dans l'activation des multiples cascades de la coagulation, de la fibrinolyse et même de l'hémolyse [21]. Plus récemment la chirurgie sans CEC a confirmé ces notions, non seulement à propos des perturbations de l'hémostase [25], mais également dans la mise en route des processus inflammatoires observés après chirurgie cardiaque, tels la production de cytokines [26]. L'utilisation des récupérateurs de CEC permettant de réinjecter le sang du champ opératoire, afin de limiter les pertes sanguines et de maintenir la volémie, a donc pour conséquence directe la retransfusion d'une grande quantité de ces protéines activées et autres médiateurs inflammatoires. Dès 1995, des travaux cliniques ont permis de montrer qu'il est important de ne pas transfuser le sang épanché dans le champ opératoire afin de limiter l'augmentation des concentrations circulantes de thrombine, d'hémoglobine libre et autres produits de dégradation fibrinolytique [27].

Historiquement, l'évaluation de la réduction de l'anticoagulation systémique peropératoire sous couvert de circuits préhéparinés, a permis de mieux cerner l'importance du contrôle des facteurs indépendants des matériaux dans le déclenchement des perturbations biologiques en CEC. Ces circuits sont connus pour leur thromborésistance et leur biocompatibilité, en ce sens qu'ils réduisent biologiquement l'activation de contact. Ils n'ont cependant pas d'effet conséquent sur la réduction potentielle de la production de thrombine confirmant ainsi la source extrinsèque de l'activation de la coagulation [9]. Même sous couvert de circuits préhéparinés, la réduction de l'héparinisation générale sans contrôle des aspirations de CEC conduit à observer une augmentation significative de la production de thrombine avec le risque thrombo-embolique que cela comporte [28]. Au contraire, une gestion parfaite des aspirations chirurgicales, grâce à l'utilisation exclusive de cell-saver, garantit le maintien des concentrations circulantes de thrombine aux valeurs usuelles [29]. Ces dispositifs d'autotransfusion permettent de transfuser après lavage les érythrocytes sans y associer les autres éléments figurés sanguins (polynucléaires et plaquettes) ni les facteurs de coagulation activés. Il a été récemment montré [30] que l'utilisation de cell-saver permet de diminuer les concentrations circulantes d'hémoglobine libre (dont la nocivité hépatique et rénale est bien connue), de cytokines (puissants agonistes inflammatoires), et de protéine S100beta (marqueur de souffrance cellulaire cérébrale) [31].

La gestion des aspirations chirurgicales est donc fondamentale, et l'intérêt des cell-savers n'est plus seulement de récupérer, en complément des aspirations de la CEC, les quelques érythrocytes présents dans le champ opératoire, mais bien évidemment d'agir comme un dispositif médical permettant de contrôler les conséquences de la réponse inflammatoire et des troubles de l'hémostase indépendants des matériaux. Ces stratégies opératoires appliquées initialement à la chirurgie coronaire trouvent assez facilement, dès lors que l'hémostase chirurgicale est constamment maîtrisée, leur extension à la chirurgie à cœur ouvert, au cours de laquelle les processus physiopathologiques préalablement cités sont largement exacerbés. Il est en effet très facile d'opérer la grande majorité des patients sans utiliser les récupérateurs de CEC mais il est en revanche important de ne pas outrepasser les « limites » d'un tel système, ce qui conduirait à une déperdition protéique et cellulaire significative dommageable pour le patient.

L'héparine et la protamine

L'utilisation de circuits clos et la gestion des aspirations permettent, au-delà des bénéfices préalablement évoqués, d'accéder en toute sécurité à la pratique de la CEC avec réduction de l'anticoagulation peropératoire. Le premier intérêt de la réduction de l'anticoagulation systémique est à l'évidence de pouvoir diminuer les pertes sanguines. Certaines équipes ont pu ainsi diminuer le taux d'administration de produits sanguins homologues [29] mais sans pouvoir toutefois réduire significativement les pertes sanguines postopératoires. Il ne faut cependant pas négliger l'intérêt de cette méthode dans l'obtention d'une hémostase chirurgicale rapidement satisfaisante avant la fermeture du thorax, ce qui est certes difficilement quantifiable, mais qui procure un grand confort chirurgical. Ainsi, plus que le volume sanguin perdu en postopératoire, dont l'estimation varie d'un centre à l'autre, la chute de l'hématocrite reflète avec précision le retentissement général d'une opération cardiaque.

La réduction de l'héparinisation générale et donc de sa neutralisation par la protamine a un effet significatif sur la réponse inflammatoire. Nakajima et al. [32] ont constaté que la réduction des doses d'héparine à 200 UI/kg au lieu de 300 UI/kg réduit significativement les phénomènes d'adhésion cellulaire sur les filtres artériels au sein du circuit de CEC. La majorité de ces cellules adhérentes sur les filtres étant des neutrophiles activés tend à confirmer que l'héparine en phase fluide activerait l'inflammation cellulaire [33].

En outre, la protamine, indépendamment de l'héparinisation préalable, est capable de provoquer des interactions cellulaires entre les leucocytes et les cellules endothéliales dans la circulation, que son site d'administration soit artériel ou veineux [34]. Il y a donc un intérêt synergique à réduire l'héparine et la protamine, d'autant plus que leur association sous forme de complexe est connue pour activer la voie classique du complément [1, 3, 14].

Ischémie-reperfusion et filtration leucocytaire

Les séquences d'ischémie-reperfusion myocardique sont fréquentes dans l'exercice de la chirurgie cardiaque, qu'une CEC soit utilisée ou non. À des degrés divers, bon nombre d'organes peuvent subir au minimum une hypoperfusion durant la procédure chirurgicale, en particulier les poumons et le tube digestif. Mais plus généralement, la microcirculation générale est perturbée par les phénomènes d'adhésion leucocytaire [3]. Les polynucléaires neutrophiles sont des cellules massivement engagées dans la réponse inflammatoire, que ce soit ou non la conséquence de l'interaction du sang avec les matériaux de la CEC. Ils libèrent dans le voisinage de l'endothélium vasculaire après y avoir adhéré des enzymes protéolytiques telle l'élastase ou la myéloperoxydase leucocytaire dont le rôle délétère sur les structures parenchymateuses, en particulier du poumon, est bien connu [1]. Les neutrophiles collaborent également à la génération de radicaux libres oxygénés. Ces lésions oxydatives sur les membranes cellulaires, se propagent par de véritables réactions en chaîne. Les lésions tissulaires importantes qui en découlent ont été bien étudiées sur le myocarde. Néanmoins, c'est aux équipes de chirurgie cardiaque pédiatrique que revient le mérite d'avoir montré chez des enfants atteints de cardiopathie congénitale cyanogène que les phénomènes de peroxydation lipidique membranaire survenaient dès l'initiation de la CEC, avant même l'ischémie induite par le clampage aortique, prouvant de fait la toxicité de l'apport massif en oxygène pour les tissus [35]. De même, il est maintenant acquis que le niveau d'oxygénation durant la CEC en chirurgie coronarienne de routine peut avoir un impact tout à fait significatif sur l'élévation des concentrations circulantes en élastase leucocytaire et en enzymes myocardiques (CPK) dans le sinus coronaire. Les valeurs de ces marqueurs en CEC hyperoxique (400 mmHg de pO2) atteignent quasiment le double de celles observées en CEC normoxique (< 150 mmHg de pO2) [36]. Il s'agit là d'un paramètre physiopathologique très important d'un point de vue pratique et dont il n'est pratiquement jamais fait mention lors des études comparant la chirurgie sous CEC avec la chirurgie à cœur battant qui serait censée provoquer moins de dommage tissulaire myocardique. Il est pourtant évident que les conditions de ventilation diffèrent entre ces deux alternatives thérapeutiques, ne serait-ce que par le maintien de la ventilation mécanique assurant un lavage vasculaire pulmonaire permanent. Une étude récente a en effet montré l'intérêt du maintien de la ventilation pulmonaire durant la CEC, permettant ainsi de limiter grâce à un effet de lavage permanent la leuco-séquestration pulmonaire et donc de diminuer l'impact tissulaire local de la réponse inflammatoire [37]. Les polynucléaires neutrophiles étant au centre de ces réactions en chaîne, il a été envisagé de les retirer de la circulation par des techniques de filtrations leucocytaires. Les résultats actuels ne font pas encore l'objet d'un consensus mais semblent indiquer que la filtration leucocytaire pourrait diminuer les dysfonctions myocardiques [38], rénales et pulmonaires postopératoires [39].

Endotoxine, perfusion digestive et pulsatilité

Le tube digestif est un organe très sensible aux variations de perfusion systémique et en particulier, l'ischémie ou l'hypoperfusion splanchnique peuvent générer des phénomènes de translocations bactériennes (passages de fragments bactériens ou endotoxine) de la lumière digestive vers la circulation portale. Les cellules du système réticulo-endothélial hépatique (cellules de Kupffer) ont pour rôle d'assurer la clairance de cette endotoxine. Lorsque cette clairance hépatique est dépassée, et ce peut être d'ailleurs le cas en présence d'activité hémolytique importante, l'endotoxine passe dans la circulation systémique au sein de laquelle elle stimule l'activation du complément et la production de cytokines par les monocytes. Certains auteurs ont mis en évidence que la perfusion splanchnique est significativement diminuée au cours de la CEC, avec augmentation de la perméabilité intestinale pour conséquence [40]. Les concentrations d'endotoxine dans la circulation systémique sont corrélées à cette augmentation de perméabilité intestinale durant le déroulement de la CEC [41]. Plus précisément, Watarida a corrélé l'importance de l'endotoxinémie à la durée du clampage aortique et à la perte de pulsatilité de la perfusion [42]. Jansen a confirmé le rôle délétère de la durée du clampage aortique dans l'élévation de l'endotoxine circulante, plus que la durée de la CEC elle-même [43]. Cette prédominance de la durée de clampage sur la durée de CEC souligne peut-être l'influence de la pulsatilité. En effet, l'énergie pulsatile ne représente qu'une part minime mais néanmoins significative de l'énergie hydraulique [44]. Cette énergie pulsatile persiste tant que le cœur garde une activité rythmique mais disparaît dès lors que le chirurgien clampe l'aorte et débute la cardioplégie. La pulsatilité résiduelle est donc celle générée par la pompe artérielle. Certaines de ces hypothèses sont encore du domaine de la spéculation, mais il est vrai que la réponse inflammatoire peut être modulée par le type de pompe artérielle utilisée [5] ce qui n'est sans doute pas sans rapport avec leur régime de pulsatilité intrinsèque.

Il a également été montré que l'hypovolémie, l'usage des vasoconstricteurs et les phénomènes d'hémodilution sont corrélés à la concentration circulante d'endotoxine. L'hémodilution provoque une fuite liquidienne vers les espaces interstitiels ce qui accroît l'hypovolémie et l'œdème tissulaire et donc diminue l'apport local en oxygène [41, 43]. À ce titre, la réduction du volume d'amorçage de la CEC pour limiter l'hémodilution contribue à la diminution de l'endotoxinémie [45]. Récemment, Picone et al. [46] ont montré expérimentalement que la CEC amorce la réaction inflammatoire causant ainsi la séquestration pulmonaire des neutrophiles sans dysfonction pulmonaire. L'exposition à une dose d'endotoxine, bénigne dans d'autres circonstances, provoque alors l'activation des neutrophiles séquestrés et par voie de conséquence le syndrome post-CEC, reflété par une diminution de la PaO2 et une augmentation du shunt pulmonaire. Les interactions entre les différentes cascades de l'inflammation sont donc complexes et encore incomplètement élucidées.

CONCLUSION

La réponse inflammatoire en chirurgie cardiaque est un problème complexe et multifactoriel. Elle nécessite par conséquent une approche thérapeutique multifactorielle et les comparaisons actuelles entre la chirurgie cardiaque avec ou sans CEC vont conceptuellement dans ce sens, en dépit de leurs fréquentes insuffisances méthodologiques. Cette évolution récente de la chirurgie cardiaque sans CEC a au moins eu le mérite de bien mettre en évidence la part dépendante des matériaux et de la perfusion extracorporelle dans la réponse inflammatoire et les troubles de l'hémostase, en la différenciant des autres facteurs liés au geste chirurgical et à la prise en charge du malade. Nul doute que la chirurgie à cœur battant a permis ces dernières années à la CEC de progresser. Il faudra bien évidemment associer dans cette réflexion la prise en charge anesthésique et sûrement, mais c'est moins connu, la prise en charge cardiologique avec sa pharmacopée évolutive. L'importance de la CEC sur le coût total d'une hospitalisation est marginale, de l'ordre de 5 à 10 %, mais il est aisément concevable que son impact clinique est plus que significatif sur les 90 % restants.

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