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EFFETS VENTILATO1RES DE DEBITS CROISSANTS D'ALFATESINE CHEZ LE CHIEN JEAN-HENRI GAUDY*, CLAUDE DAUTHIER, JEAN-FRANCOIS BOITIER, ET FRANCOISFERRACCI RI~SUMf~ Les auteurs dtudient chez 10 chiens les effets de debits croissants d'alfatEsine sur la ventilation (VE, fr~quence, VT, gaz du sang), sur le regime ventilatoire (T~, TE, T1/Ttot), sur la neurog~n~se ventilatoire (VT/TI, pression d'occlusion a 0.5 secondes) et sur le rEflexe de Breuer-Hering (durEe de l'apnEe apr~s occlusion des voies aEriennes en fin d'inspira- tion). Les rEsultats ont Et~ compares aux valeurs nonnales relev~es dans la littErature. Une correlation a ~t~ recherchEe entre le debit d'alfatEsine et les diffErents param~tres mesurEs ou calculEs. Pour de faibles d~bits d'alfatEsine la ventilation est stimulEe, stimulation traduite essentiellement par une tachypnt% sans modification de VT. L'approfondissement de l'anesthEsie s'accompagne d'une d~pression respiratoire progressivement croissante (diminution de VE, de la frEquence, de VT/TI, de P 0.5, augmentation de la Paco~et de la durEe d'apnEe). Les mEcanismes de la stimulation ventilatoire initiale et de la depression respiratoire sont discutEs. Les auteurs concluent que l'action r de l'alfatEsine est une stimulation du systeme nerveux central en cas d'anesthEsie legate, puis une depression croissante en fonction de la profondeur dc l'anesthEsie. MOTS CLEFS: ANESTHI~S1E,intraveineuse, alfatEsine; COMPLICATIONS,alfatEsine, depression respiratoire. LES EFFETS ventilatoires des agents anesthEsi- ques administrEs par inhalation ou par voie intra-veineuse ont 6t6 tr~s EtudiEs; les signes respiratoires constituent mEme un ElEment fon- damental pour appr~cier la profondeur de l'anes- thEsie darts le eas de la ventilation spontanEe. 1,2 Les effets ventilatoires de l'alfatEsine ont essentiellement ~tE EtudiEs lors de l'injection de doses uniques ou rEpEtEes, 3'9 alors que les effets de la perfusion continue de cet agent ont fait l'objet de tr~s peu de travaux. La pharmaco- cinEtique de l'alfatEsine permet d'obtenir, par perfusion, des concentrations plasmatiques sta- blest~ provoquant des anesthEsies plus ou moins profondes. Le present travail se propose d'Etudier chez le chien les effets de la perfusion de debits croissants d'alfatEsine sur la ventilation, sur le r~gime ventilatoire, sur la neurogEn~se ventila- toire, et de rechercher une correlation possible entre le debit d'alfatEsine et les variations venti- latoires observEes. *J.H. Gaudy, Laboratoire d'anesth6siologie, H~3pi- tal Rothschild 33, bd de Piepus 75012 PARIS. DEpartement d'anesthEsie H6pital Saint-Antoine (Pr. C. Guilmet). MATI~RIEL ET METHODES (Figure 1) L'Etude a Et6 rEalisEe chez 10 chiens, males, de race beagle (poids 16 • 3 kg) ~ j elm depuis 12 heures et non prEmEdiquEs. Une veine du mem- bre antErieur a 6t6 canulEe (calibre 21) et l'anesthEsie a EtE induite puis conduite avec de l'alfatEsine diluEe dans une solution isotonique de chlorure de sodium, administrEe ~t l'aide d'une pompe 61ectrique (Rh6ne Poulenc RPO4). AprEs induction de l'anesth6sie, un tube tracheal ballonnet (Portex N ~ 8.5) a 6tE mis en place et la ballonnet a EtE gonflE de mani~re h assurer une EtanchEitE parfaite. Les animaux respirant spon- tanEment de l'air ambiant ont EtE places sur un matelas chanffant thermostatE, le temperature rectale Etant maintenue ~ 37 ~ C. Une autre veine a 6t~ cathEtErisEe afin d'administrer 6ventuelle- ment un solute de remplissage vasculaire (Rin- ger Lactate). Un catheter a 6tE introduit par voie per cutan6e dans une artEre f6morale afin d'enre- gistrer la pression artErielle (capteur Statham P23 IA) et de recueillir des Echantillons de sang pour la mesure de Pao2, de Paco: et de pHa; les mesures ont 6t6 effectuEes dans les einq minutes qui suivaient le prElEvement (Instrument Labo- ratories Modele 313). La concentration fraction- 600 Can. Anaesth. Soc. J., vol. 29, no. 6, November 1982

Effets ventilatoires de debits croissants d’alfatesine

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Page 1: Effets ventilatoires de debits croissants d’alfatesine

EFFETS VENTILATO1RES DE DEBITS CROISSANTS D'ALFATESINE CHEZ LE CHIEN

JEAN-HENRI GAUDY*, CLAUDE DAUTHIER, JEAN-FRANCOIS BOITIER, ET FRANCOIS FERRACCI

RI~SUMf~

Les auteurs dtudient chez 10 chiens les effets de debits croissants d'alfatEsine sur la ventilation (VE, fr~quence, VT, gaz du sang), sur le regime ventilatoire (T~, TE, T1/Ttot), sur la neurog~n~se ventilatoire (VT/TI, pression d'occlusion a 0.5 secondes) et sur le rEflexe de Breuer-Hering (durEe de l'apnEe apr~s occlusion des voies aEriennes en fin d'inspira- tion). Les rEsultats ont Et~ compares aux valeurs nonnales relev~es dans la littErature. Une correlation a ~t~ recherchEe entre le debit d'alfatEsine et les diffErents param~tres mesurEs ou calculEs. Pour de faibles d~bits d'alfatEsine la ventilation est stimulEe, stimulation traduite essentiellement par une tachypnt% sans modification de VT. L'approfondissement de l'anesthEsie s'accompagne d'une d~pression respiratoire progressivement croissante (diminution de VE, de la frEquence, de VT/TI, de P 0.5, augmentation de la Paco~ et de la durEe d'apnEe). Les mEcanismes de la stimulation ventilatoire initiale et de la depression respiratoire sont discutEs. Les auteurs concluent que l'action r de l'alfatEsine est une stimulation du systeme nerveux central en cas d'anesthEsie legate, puis une depression croissante en fonction de la profondeur dc l'anesthEsie.

MOTS CLEFS: ANESTHI~S1E, intraveineuse, alfatEsine; COMPLICATIONS, alfatEsine, depression respiratoire.

LES EFFETS ventilatoires des agents anesthEsi- ques administrEs par inhalation ou par voie intra-veineuse ont 6t6 tr~s EtudiEs; les signes respiratoires constituent mEme un ElEment fon- damental pour appr~cier la profondeur de l'anes- thEsie darts le eas de la ventilation spontanEe. 1,2

Les effets ventilatoires de l'alfatEsine ont essentiellement ~tE EtudiEs lors de l'injection de doses uniques ou rEpEtEes, 3'9 alors que les effets de la perfusion continue de cet agent ont fait l'objet de tr~s peu de travaux. La pharmaco- cinEtique de l'alfatEsine permet d'obtenir, par perfusion, des concentrations plasmatiques sta- blest~ provoquant des anesthEsies plus ou moins profondes. Le present travail se propose d'Etudier chez le chien les effets de la perfusion de debits croissants d'alfatEsine sur la ventilation, sur le r~gime ventilatoire, sur la neurogEn~se ventila- toire, et de rechercher une correlation possible entre le debit d'alfatEsine et les variations venti- latoires observEes.

*J.H. Gaudy, Laboratoire d'anesth6siologie, H~3pi- tal Rothschild 33, bd de Piepus 75012 PARIS. DEpartement d'anesthEsie H6pital Saint-Antoine (Pr. C. Guilmet).

MATI~RIEL ET METHODES (Figure 1)

L'Etude a Et6 rEalisEe chez 10 chiens, males, de race beagle (poids 16 • 3 kg) ~ j elm depuis 12 heures et non prEmEdiquEs. Une veine du mem- bre antErieur a 6t6 canulEe (calibre 21) et l'anesthEsie a EtE induite puis conduite avec de l'alfatEsine diluEe dans une solution isotonique de chlorure de sodium, administrEe ~t l'aide d'une pompe 61ectrique (Rh6ne Poulenc RPO4). AprEs induction de l'anesth6sie, un tube tracheal

ballonnet (Portex N ~ 8.5) a 6tE mis en place et la ballonnet a EtE gonflE de mani~re h assurer une EtanchEitE parfaite. Les animaux respirant spon- tanEment de l'air ambiant ont EtE places sur un matelas chanffant thermostatE, le temperature rectale Etant maintenue ~ 37 ~ C. Une autre veine a 6t~ cathEtErisEe afin d'administrer 6ventuelle- ment un solute de remplissage vasculaire (Rin- ger Lactate). Un catheter a 6tE introduit par voie per cutan6e dans une artEre f6morale afin d'enre- gistrer la pression artErielle (capteur Statham P23 IA) et de recueillir des Echantillons de sang pour la mesure de Pao2, de Paco: et de pHa; les mesures ont 6t6 effectuEes dans les einq minutes qui suivaient le prElEvement (Instrument Labo- ratories Modele 313). La concentration fraction-

600 Can. Anaesth. Soc. J., vol. 29, no. 6, November 1982

Page 2: Effets ventilatoires de debits croissants d’alfatesine

GAUDY, e l al.: EFFl~TS VENTILATOIRES DE DEBITS CROISSANTS D'ALFATI~SINE

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FIGURE 1 Repr6sentation sch6matique des m6- thodes utilis6es.

naire de gaz carbonique dans les gaz expir& (FEco:) a 6t6 surveill6e en continu (an',dyseur Beckman LB2). Le spirogramme a 6t6 obtenu apr~s intdgration du signal peumotachographi- que (Fleisch N~ ainsi que la pression dans les voles a&iennes au niveau du tube trach6al (Capteur Statham P23 ]A). La pression art6- rielle, FEco2, le spirogramme et la pression trach~ale ont 6t6 enregistr6s sur un polygraphe (Dynograph Beckman R 411) ~t la vitesse de 25 mrrdsec.

MESURES EFFECTUI~ES

Apr~s ]'induction de l'anesth6sie, le d6bit d' alfat6sine a ~t~ ajust6 de mani~re ~ obtenir une anesth6sie 16g&e, le niveau de l'anesth6sie 6tant appr6ci~ cliniquement. Chaque exp6rience a d6but6 apr~s 60 minutes d'6tat stable jug6 sur FEco2, Ia pression art&idle, la frdquence cardia- que, la fr6quence respiratoire, le volume courant et la temp6rature. Puis le d6bit d'alfat6sine a 6t6 augment6 par paliers successifs. Pour chaque palier, apr6s 30 minutes d'6tat stable, les mesu- res suivantes ont ~t~ effectufes: gaz du sang art6riel (pHa, Paco2, Pao2), volume courant (VT),

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dur6e de l'inspiration (TI), dur6e de l'expiration (TEL pression d'occlusion des voies a6riennes en fin d'expiration, mesur6e 0.5 secondes apr& le d6but de l'inspiration (P 0.5), dur6e de l'apn6e apr~s occlusion des voies a6riennes en fin d'in- spiration (Figure 2). Pour VT, TI, TE, on a effectu6 la moyenne des mesures portant sur l0 cycles respiratoires cons6cutifs; pour P 0.5, ia moyenne de trois mesures s6par6es par au moins trois cycles respiratoires sans occlusion. La dur6e de l'apn6e apr~s occlusion des voies a6riennes en fin d'inspiration a 6t~ corrig~e et calcul6e pour un volume 6gal ~ 100 ml (Figure 2). Le rapport du volume courant sur la duroc de l'inspiration (VT/TI) et la ventilation minute (VE = VT • f) ont 6t~ calcuMs. Une corr61ation a &6 recherch6e entre le d6bit d'alfat6sine et les diff6rents param~tres mesur6s ou calcul6s.

Chaque exp6rience a 6t6 interrompue soit en raison d'une hypoxie et d'une hypercapnie s6v~- res, soit parce que le spirogramme devenait difficile ~ interpr6ter et h mesurer en raison d'un r6gime respiratoire tr~s particulier (Figure 3), soit pour les deux raisons lorsque le niveau d'anesth6sie devenait tr~s profond.

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FIGURE 2 Mesure de la pression d'occlusion des voies a6riennes au bout de 0.5 secondes (P 0.5), du volume courant, de la dur~e de l'inspiration TL de la dur6e de l'expiration (TE) et de la dur6e d'apn~.e apr~:s occlusion des voies aEriennes en cours ou en fin d'inspiration. r

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FIGURE 3 Illustration du r~gime ventilatoire par- ticulier observ6 chez un animal en fin d'ex#rience. L'inspiration se fait vers le ham.

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602 CANADIAN ANAESTHETISTS' SOCIETY JOURNAL

RESULTATS

L'induction de l'anesthEsie s'accompagne constamment d'un rash cutan6 gEnEralisE, d'un oedEme du museau, des oreilles et des pattes, et d'une chute modErEe de la pression artErielle (la pression artErielle systolique ne s'abaissant pas au-dessous de 9.31 kPa). Cette hypotension artE- rielle est facilement corrigEe par l'administration d'un solut6 de remplissage vasculaire (en moyenne 250 millilitres de Ringer Lactate). Ensuite la pression artErielle reste stable pour les plans superficiels de I'anesthEsie. Puis quand l'anesthEsie est approfondie, parallElement ~t une hypercapnie progressivement eroissante, la pression art6rielle augmente, accompagnEe d'une tachycardie. Le rash cutanE disparait dans l'heure suivant l'induction, I'oed~me persiste pendant toute la durEe de l'expErience. Les debits d'alfatEsine nEcessaires pour obtenir une anesthEsie superficielle (avec conservation des reflexes oculopalpEbral, oculo-moteur, de dEglu- tition, et quelquefois des mouvements des pat- tes) sont trEs variables d'un animal h l'autre (Tableau I). I1 en est de mEme des debits au moment de l'arrEt de l'expErience. Les mEmes constatations s'appliquent aux valeurs des gaz du sang (Tableau I). En ce qui conceme le pH du sang artEriel, il existe aprEs l'induction une acidose mEtabolique (pHa = 7.28 -+ 0.04; Paco: = 4.6 -+ 0.57kPa; valeurs normales chez le chien: pHa = 7.36; Paco~ = 5.05 kPa). ~' Cette acidose mEtabolique se complique d'une acidose respiratoire au fur et / l mesure que l'on appro- fondit l'anesthEsie.

EFFETS SUR LA VENTILATION (VT, VE, f, Paco~) (Figure 4).

Si on compare les rEsultats aux valeurs norma- les relevEes par Green ~l et Stahl ~2 chez des chiens de mEme poids, on constate qu'en anesthEsie superficielle (dEbit d'alfatEsine < 101xl'kg-" min-') VE est augmentE ou normal. Le volume courant est le plus souvent normal, quelquefois augmentE. La Paco2 est soit normale, soit dimi- nuEe. Surtout, la frEquence respiratoire est aug- mentEe.

Quand on approfondit l'anesthEsie, la frE- quence respiratoire diminue, VT ne varie pas, ~'E diminue et la Paco~ augmente. Quand on Etudie la correlation entre la d6bit d'alfatEsine et ces paramEtres, on constate (Tableaux II et III) que la diminution de VE est corrElEe significa- tivement avec l'augmentation du debit d'alfa-

tEsine (r = -0.471 p < 0.01) pour l'ensemble des animaux et individuellement pour neuf animaux sur 10. Pour VT il n'y a pas de corr61ation pour l'ensemble des animaux, les valeurs individuelles allant dans le sens d'une correlation soit positive, soit negative, soit qu'il n 'y ait pas de correlation significative. Pour la frEquence respiratoire, sa diminution est corrE- lee significativement avec le debit d'alfatEsine pour l'ensemble des animaux (r = -0 .550 p < 0.01) et individuellement pour sept animaux. L'augmentation de Paco2 est corrE1Ee significa- tivement avec l'augmentation du debit d'alfa- tEsine pour l'ensemble des animaux (r -- 0.490 p 0.01) et pour huit animaux sur dix.

EFFETS SUR LE RI~GIME VENTILATOIRE, SUR LA NEUROG]~NESE VENTILATOIRE ET SUR LE

REFLEXE DE BREUER HERING (Figures 5 et 6).

Les rEsultats observes n'ont pu 6tre compares h des donnEes de la littErature concemant le chien 6veill6, donnEes qui n'existent pas ~ notre connaissance. Au fur et ~ mesure que le debit d'alfatEsine augmente la frEquence respiratoire diminue sans variation significative du volume courant. La diminution de la frEquence est liEe l'augmentation de T I e t ~ celle de TE, TE augmentant plus que TI, de sorte que le rapport TI/Tto t diminue significativement. Les animaux ont present6 ~ un moment donn6 un regime respiratoire particulier (Figure 3). Pour quatre animaux il est survenu alors que le debit d'alfa- tEsine 6tait faible et que l'hypoxie et l'hypercap- nie 6taient modErfes. Pour les autres animaux ce regime est apparu aux forts debits d'alfatEsine alors qu'existaient une hypoxEmie et une hyper- capnie marquees. Ce regime est caractErisE par la succession plus ou moins rdguli~re des 6vEnements suivants: phase de respiration lente, rEguli~re, avee un volume courant augment6, pause respiratoire en expiration, suivie de deux ou trois mouvements respiratoires avec un volume expire supErieur au volume inspirE, pause respiratoire en expiration, puis nouvelle phase de respiration rEguliEre.

La neurogEn~se ventilatoire apprEciEe par VT/Ti et P 0.5 est d'autant plus d6primEe que le debit d'alfatEsine augmente (Figure 6). I1 existe une correlation significative entre le debit d'al- fatEsine et la diminution de VT/Tt (r = - 0.420 p < 0.01) ainsi qu'entre debit d'alfatEsine et P 0.5 (r = -0.425 p < 0.01). D' autre part il existe une correlation significative entre VT/TI et P 0.5 (r =

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GAUDY~ et al.: EFFI~TS VENTILATOIRES DE DEBITS CROISSANTS D'ALFATI~SINE 605

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FIGURE 4 Variation du volume expire par minute (VE en ml.kg-t'min -t) de la frEquence respiratoire par minute, du volume courant (ml'kg -]) et de la Paco2 (kPa) en fouction du debit d'alfatEsine 0xl'kg-I'min-I). Les lignes horizontales correspondent aux valeurs normales chez le chien 6veillE rapportEes par STAHL pour VE. VT. f et par Green pour Paco,.

TABLEAU HI

CORRI~LATION G~N]~RALE (N = 70) ENTRE LE DI~BIT D'ALFATgSINE El" LES PARAM~TRES MESORI~S ET CALCUL]~S

TI TE f Tl/Tiot VT VE VT/TI P 0.5 ApnEe Paco2

0.578 0.627 -0 .550 -0.388 0.148 -0.471 -0 .420 -0.425 0.380 0.490 p < 0 . 0 1 p < 0 . 0 1 p < 0 . 0 1 p < 0 . 0 1 ns p < 0 . 0 1 p < 0 . 0 1 p < 0 . 0 1 p < 0 . 0 1 p < 0 . 0 1

0.780 p < 0.01) pour les diffErents niveaux d'anesthEsie.

Au fur et h mesure que le debit d'alfatEsine augmente la durEe de l 'apnEe apr~s occlusion des voles aEriennes en cours d'inspiration augmente (Figure 6). I1 existe une correlation signifieative entre ees deux param~tre s pour sept animaux sur 10 et pour l 'ensemble des animaux (r = 0.380 p < 0.01).

DISCUSSION M dthodolo g ie

Des accidents ont 6t~ rapportEs lors de l'utili- sation d'alfatEsine chez le chien, t3 accidents imputes au CrEmohor EL. Cela est peut 6tre vrai lors de l 'administration intraveineuse directe trop rapide de quantitEs importantes d 'anes-

th~sique susceptibles d 'entrainer des modifica- tions cardiovasculaires importantes. Les rdac- tions anaphylactoides (rash, oedEme, hypoten- sion artErielle systEmique) existent 6galement Mrs de l ' induction de l 'anesthesie quand elle est r~alisEe au moyen de la perfusion lente d 'une solution diluEe de l 'anesthEsique; mais elles sont bien toldrCes. L 'hypotension artCrielle, coos- tante, est facilement contrO16e par l 'administra- tion d 'une quantit6 relativement peu importante d 'un solute de remplissage vasculaire. Cepen- dant, elle explique peut &re en partie l 'acidose mEtabolique constatEe apr~s l'induction. Certains auteurs =4 ont dEja utilis6 sans inconvenient l'alfatEsine chez le chien.

L'alfatEsine est un anesthEsique intEressant quand on desire obtenir une anesth~sie intravei-

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606 C A N A D I A N A N A E S T H E T I S T S " S O C I E T Y J O U R N A L

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FIGURE _5 Variation de la durEe de l'inspiration (TI en secondes), de la dur6e de l'expiration (TEen secondes) et du rapport de la dur6e de l'inspiration sur la p6riode (Tl/Tiot) en function du d6bit d'alfat~sine (ia, l.kg -n .rain-t).

neuse stable, en raison de sa pharmacocin6ti- que ]~ quand elle est utilis6e en perfusion. II est possible, si la pharmacocin6tique de l'alfat6sine est la m~me chez ]e chien que chez l'homme, qu'un taux plasmatique stable n'ait pas 6t6 r6alis6 pour chaque pallet clans la pr6sente 6rude, ehaque pallet n'6tant s6par6 du suivant que par environ trente minutes. Mais, m~me dans ces conditions, il est peu probable que le taux plasmatique d'alfat6sine ait vari6 pendant les quelques minutes n6cessaires aux mesures. L'avantage de l'alfat6sine par rapport aux anes- th6siques par inhalation est que la concentration sanguine de l'anesth6sique est indEpendante des modifications de ia ventilation, ce qui est impor- tant quand on s'intEresse aux effets ventilatoires d'un m6dicament.

Les animaux ont ~t6 laiss~s en ventilation spontan6e ~t l'air ambiant. Darts ces conditions il est Evident que toute d6pression ventilatoire entrainant une hypoventilation alv601aire provo- que une hypoxie et une hypercapnie qui ~ leur tour retentissent sur la ventilation, ce qui rend impossible i'appr6ciation exacte des effets venti- latoires isol6s d'un anesthEsique. S'il n'est pas possible de corriger l'hypercapnie, il est par contre possible de corriger facilement l'hypo- x6mie par l'administration de concentrations

adapt6es d'oxyg~ne. Mais l'oxyg~ne ~t lui seul est capable de modifier la ventilation. La d6pres- sion ventilatoire qu'il entraine existe d6ja chez le sujet 6veill6, m~me si elle est discrete et de br~ve dur6e. ]5 Elle peut ~tre tr~s importante en cas de d6pression du syst~me nerveux central et d'hy- pox6mie. 16,17

La neurog6n~se ventilatoire peut ~tre appr6- ci6e par la mesure de la pression d'occlusion des voles a6riennes ] s e t par celle du d6bit inspiratoire moyen. ~9 La pression d'occlusion est une mesure de l'activit6 globale des centres respiratoires; elle est ind6pendante de la rdsis- tance et de la compliance du syst~me respira- toire. I1 a 6t6 d6montr6 lots de tests de stimula- tion ventilatoire par I'anhydride carbonique que chez le sujet anesth6si~ seule l'amplitude de l'onde de pression varie alors que la forme ne change pas; il est indiff6rent de mesurer la pression ~ n'importe quel temps de l'ocelu- sion. 2~ Darts la pr~sente 6tude, la pression d'occlusion a 6t~ mesur6e apr~s 500 millisecon- des. Le rapport VT/T1 est le d6bit inspiratoire moyen. I1 est l'expression de i'activit6 inspira- toire mesur~e au niveau des voies a~riennes sup6deures. On peut consid6rer ce terme comme la transformation m6canique de la neurog6n~se ventilatoire. 21 Sa diminution peut 6tre due ~ la

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GAUDY, et ol .: EFFI~TS VENTILATOIRES DE DEBITS CROISSANTS D'ALFATI~SINE 607

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FIGURE 6 Variation du debit inspiratoire moyen (VT ml.kg-J/TI secondes), de la pression d'occlusion trach6ale ~t 0.5 secondes (P 0.5 kPa) et de l a dur6e d'apn6e apr~s occlusion des voles a6riennes en cours ou en fin d'inspiration (en secondes) en fonction du d6bit d'alfat6sine (v.l.kg -t.min-j). En bas et a droite relation entre VT/TI et P 0.5 pour l'ensemble des animaux et pour les diff6rents d6bits d'alfat6sine.

diminution de la neurog6n~se ventilatoire cen- trale, ~ une inadaptation neuro-musculaire, ou bien ~ l 'augmentation de l 'imp6dance respira- toire (augmentation de la r6sistance ou diminu- tion de la compliance). En cas de modification de VT/Ti il est possible de faire la part de ce qui revient i~ une atteinte de la m6canique respira- toire et de ce qui revient ~ la commande ventilatoire en comparant les variations de VT/TI

celles de la pression d'occlusion. 22

DURt~-E DE L'APNI~E APR~S OCCLUSION DES VOIES AERIENNES EN COURS D'INSPIRATION

L'apn6e provoqu6e par l'occlusion des voies a6riennes en cours d'inspiration d6pend du r6flexe de Beurer Hering. Ce r6flexe est puissant chez le chien anesth6sie. 23 I1 est modifi6 par le niveau d'anesth~sie. 23'24 Comme la dur6e de l'apn6e pour un niveau donn6 d'anesth6sie d6- pend du volume inspir6, 24 afin d'6tudier les variations de la dur6e de l 'apn6e en fonction de celles de la profondeur de l'anesth6sie, la dur6e de l 'apn6e a 6t6 rapport6e ~ un volume inspir6

arbitraire de 100 mL (en supposant que la dur~e de I'apn6e, quelque soit le niveau de l'anes- th6sie, est reli6e de mani~re lin6aire au volume inspirO.

R~SULTATS

Les r6sultats de cette ~tude montrent que l'action de l'alfat~sine d6pend du d6bit de l 'agent anesth6sique (et de la concentration plasmatique qui en d6coule), les effets 6tant totalement diff6rents selon le d6bit. Pour de faibles d6bits d'alfat6sine, correspondant h u n stade tr~s 16ger de l 'anesth6sie, la ventilation est stimul6e comme le prouvent l 'augmentation de VE, les valeurs basses de Paco2, les valeurs 61ev6es de VT/TI et de P 0.5. Au fur et h mesure que le d6bit d'alfat6sine augmente la ventilation est de plus en plus d6prim6e.

La stimulation initiale de la ventilation est i~ rapprocher du tableau d6crit chez l 'homme par Savege, et al . a L'augmentation de la ventilation est due essentiellement h la tachypn6e puisque ie volume courant est peu modifi6. Pour expliquer

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608 CANADIAN ANAESTHETISTS' SOCIETY JOURNAL

cette tachypnEe on peut invoquer plusieurs m6canismes. 11 est probable que l'acidose mEta- bolique constatEe chez 8 animaux soit en partie responsable de la stimulation de la ventilation. Gordh 2s a suggErE que la tachypnEe due l'alfat6sine pourrait rEsulter d'une stimulation des chEmorEcepteurs artEriels pEriphEriques par le solvant de l'alfatEsine, le Crgmophor EL, qui est Egalement le solvant du propanidide. En effet, le propanidide utilisE dans les mEmes conditions que l'alfatEsine, provoque de la m~me mani~re une tachypnEe avec hyperventila- tion. Cependant, un effet identique est retrouvE avec d'autres agents anesthEsiques comme le penthiobarbital et le mEthohexitone qui ne con- tiennent pus de CrEmophor EL. 4 La stimulation de r~cepteurs pulmonaires est possible mais peu probable. Cettc hypoth~se a EtE avancEe par Whitteridge et Bulbring 26 pour les anesthEsiques par inhalation. Mais la persistance de la tachyph- nee chez l 'animal et chez l 'homme apr~s blocage des nerfs vagues 27'28 n'est pas en faveur d'une telle hypoth~se. Plusieurs auteurs ont suggEr6 qu'une stimulation directe des centres respira- toires pourrait ~tre en cause. 29'3~ L'analyse des effets de faibles debits d'alfatEsine sur le regime respiratoire va dans ce sens (Figure 7). Darts ces conditions, l 'augmentation de la frEqnence, associEe ~ une augmentation de l'activitE ins- piratoire, est ~ rapprocher des effets ventila- toires obtenus b. la suite d 'une stimulation de la formation rgticulEe. 31 L' Etude rgalisEe par Mori el a132 met en Evidence au cours du stade I de l'anesthgsie dgcrit par ces auteurs une activit6 rEticulaire ggale ou supErieure ~t celle de l'Eveil. L'excitabilitE du syst~me nerveux central au stade I dEcrit par Mori et al peut s'aceompagner d'une excitation motrice, constatEe darts la prgsente Etude. Ces arguments plaident en faveur d'une action centrale de l'alfat~sine.

Les effets venti latoiresde l'approfondissc- merit de l'anesth~sie constatEs dans la prEsente Etude semblent pouvoir 8tre rapportEs ~ une action centrale de I'agent anesthEsique. En effets, ees effets ne semblent pus 8tre imputables

des modifications de la mEcanique respiratoire en raison de la bonne correlation qui existe une fois l'anesthgsie installEe entre la diminution de VT/TI et celles de P 0.5 et du fait que la droite de r6gression passe pratiquement par l'origine (Figure 6). Ces rEsultats sont ~. rapprocher de ceux observes par Nishino et Honda 33 avec l'halothane chez le chat (mais sur un module tr~s different de celui utilis6 darts la prgsente Etude) et du continuum des stades de l'anesthEsie dEcrit

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1 sec

FIGURE 7 Valeurs du volume courant (VT ml'kg -+ 6cart type), de la durEe de l'inspiration (Tl secondes _+ 6cart type), de la durEe de l'expiration (TE seeondes -- &art type), au debut (A) et en fin (B) d'expErience.

par Winters et Wallach. 34 Chez le chat vagoto- mis6 et ventil6 artificiellement. Nishino et Honda constatent une augmentation de la fr~- quence des dEcharges phrEniques en cas d'anes- thEsie legate avec l 'halothane, puis une diminu- tion de ces dEcharges quand on approfondit l'anesthEsie. Ces modifications de l'activit6 res- piratoire en fonction de la profondeur de 1' anes- thEsie correspondent au schema propos6 par Winters et Wallach pour 1' halothane, c'est ~ dire stimulation du syst~me nerveux central en cas d'anesthEsie legate, puis depression du syst~me nerveux central. Si on se base uniquement sur les effets ventilatoires de I'alfatEsine, constatEs duns la prEsente Etude, l'alfatEsine ferait partie de la categoric d'agents anesthEsiques, tel l'halothane, qui agissent de fa~on biphasique sur le syst~me nerveux central, stimulation puis depression, en fonction de la profondeur de l'anesthEsie, la d~pression ventilatoire survenant malgrE l'hypoxie et l 'hypercapnie croissantes. I1 est toutcfois possible, cn raison des differences qui existent entre les esp~ces, que ces observa- tions ne puissent &re extrapolEes h l 'homme. De plus, dans l'6tat actuel des techniques dont on dispose, les mEcanismes de cette action centrale ne peuvent ~tre 61ucidEs que par des Etudes neurophysiologiques chez l'animal, et pour les expliquer force est de se borner tt des hypotheses reposant sur des Etudes rgaiisEes sur des modules tr~:s diffErents de celui de l 'animal entier. Ainsi, pour expliquer la tachypnEe de l'anesthEsie superficielle, on peut imaginer que des modifica- tions fonctionnelles du tronc cErEbral provo- quEes par l'alfatEsine pourraient ~tre responsa- bles d'un accroissement du recrutement des dEcharges inspiratoires, sans altgrer le seuil de dEclenchement de l '"off switch", mais avec

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GAUDY, el al.: EFFI~TS VENTILATOIRES DE DEBITS CROISSANTS D'ALFAT~SINE 609

reduction de sa durEe d'activitE. Dans ces conditions, les contrbles corticaux qui norma- lement rEduisent graduellement les effets d 'un 6veil sur les d6charges phrEniques 31 seraient inefficaces. 'Au cours de l 'approfondissement de l'anesthEsie, il est possible que la conservation du volume courant soit due ~. l'hypoxEmie et :~ l'hypercapnie qui se dEveloppent progressive- ment. Le seuil de dEclenchement de l '"off switch" resterait inchangE bien que l'hypercapnie renforce l'influence inhibitrice dont il est l 'ob- jet. 35 Dans ces conditions, la prolongation de TI ferait suite ~ une diminution de l'activitE inspira- toire. L'activation du centre gEnErateur inspira- toire par i 'hypercapnie 35 serait insuffisante par rapport aux effets dEpresseurs de l'anesthEsie. L'importante prolongation de TI pourrait Egale- ment ~tre en rapport avec la baisse d'activit6 de I'oscillateur rEticulaire provoquEe par ce type de drogue. 36 L'hypoxie qui prolonge considEra- blement la durEe de l 'apneuse chez le chat dont les centres pneumotaxiques ont 6t6 dEtruits et les vagues sectionnEes 37 pourrait Egalement agir sur I'oscillateur rEticulaire dans le mEme sens que certains anesthEsiques. 37 Par contre la rEponse des chEmorEcepteurs pEriphEriques fi l 'acidose respiratoire et h l 'hypoxie devrait stimuler les centres respiratoires si ces derniers 6taient en mesure de rEpondre. Mais en cours de l'anes- thEsie, la rEponse h l 'hypercapnie est diminuEe, ainsi que la rEponse 5 I'hypoxie, au moins pour certains agents anesthEsiques. 38-4~ De m~me que TI, TE semble peu influence par l'acidose respiratoire et TE augmente quand on approfon- dit l'anesthEsie. Cette prolongation pourrait 6tre due ~ une modification du rapport des activitEs dans le centre respiratoire entre les elements inhibiteurs et les elements facilitateur, dans la mesure ou il est admis que certains neurones du "switching system" d6chargent en perma- nence au cours de l'expiration. 41,42 L'accroisse- ment de l'activit6 vagale, corrElEe avec l'appro- fondissement de l'anesthEsie, dEja constatEe par d'autres auteurs, pourrait 6galement ~tre liEe ~. la tendanee ~ la prolongation de l'activit6 du "switching system" au cours de l'expiration.

CORRI~LATION DES MODIFICATIONS VENTILA- TOIRES OBSERVI~ES AVEC LE Dt~BIT D'ALFATE- SINE: ESSAI D'APPRI~CIATION DE LA PROFONDEUR

DE L'ANESTHI~SIE

L'apprEciation de la profondeur d'anesthEsie est importante en recherche expErimentale ani- male puisque les effets observes peuvent varier

selon la profondeur de l'anesth6sie. L'idEal serait de pouvoir determiner les diffErents ni- veaux d'anesthEsie chez le mEme animal, mais aussi de les comparer entre diffErents animaux. Dans l'Etat actuel des connaissances le problEme n'est pas r~-solu. 43 MEme l'utilisation du MAC (concentration alvEolaire minimale d 'un agent anesthEsique par inhalation) n'est pas exempte de critiques.'*'* C'est la raison pour laquelle une correlation a EtE recherchEe entre le debit d'al- fatEsine et les param~tres ventilatoires mesur6s et calculEs afin de savoir si il Etait possible a partir de l 'un ou de plusieurs de ces param~tres d'apprEcier la profondeur de l'anesthEsie.

I1 est probable en raison de la pharmacocinE- tique de I'alfatEsine qu'au cours des paliers successifs d 'une durEe de trente minutes chacun, la concentration plasmatique de l'anesthEsique et par cons6quent sa concentration au niveau du systEme nerveux central, aient 6t6 de plus en plus grandes. La depression ventilatoire croissante qui suit la stimulation initiale va dans ce sens. Si pour chaque animal il existe une bonne corrEla- tion significative entre le debit d'alfatEsine et certains paramEtres (frEquence respiratoire, volume expire par minute, Paco2, VT/TI), les correlations gEnErales pour l 'ensemble des ani- maux, m~me si elles sont significatives, ne sont pas 6troites. D'autre part, les valeurs observEes pour un d6bit donne d'alfatEsine, sont tr~s variables d'un animal h l'autre. Enfin I'observa- tion visuelle des variations de VE, f, VT/TI et P 0.5 montre que la relation entre ces paramEtres et le debit d'alfatEsine n 'est pas linEaire et qu'elle rev~t plut6t l 'allure d'une courbe exponentielle. En consequence, si chez un animal donne certains paramEtres ventilatoires permettent de suivre l 'approfondissement de l'anesthEsie, aucun de ces paramEtres ne permet de comparer diffErents niveau d'anesthEsie d 'un animal l'autre.

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ABSTRACT

In 10 dogs the authors studied the effects of increasing doses of alfathesin on ventilation (VE, frequency, VT, blood gases), on the ventilatory pattern (Tt, TE, Tl/Ttot), on the neurological initiation of ventilation (V'r/TI, occlusion pressure at 0.5 seconds), and on the Hering-Beurer reflex (duration of apnoea after occlusion of the airway at the end of inspiration). The results were compared with normal values taken from the literature. The correlation between the dose of alfathesin and the measured or calculated parameters was examined.

Ventilation was stimulated by low doses of alfathesin, a stimulation characterized by tachypnoca without change in tidal volume. Deepening of anaesthesia was accompanied by progressively increasing depression of respiration (diminution of VE, of frequency, of VT/Ti and increase of Paco, and of the duration of apnoea).

The mechanisms of the initial stimulation of ventilation and of respiratory depression are discussed.

The authors conclude that the action of alfathesin on the central nervous system is biphasic, with stimulation during light anaesthesia followed by depression with associated depression of ventilation, despite increasing hypoxia and hypercapnia.