Réanimation respiratoire

15S191© 2006 SPLF, tous droits réservésRev Mal Respir 2006 ; 23 : 15S191-15S195Doi : 10.1019/20064226

Muscles respiratoires et réanimation

A. Demoule

L’étude de la fonction des muscles respiratoires chez lespatients de réanimation fut bien longtemps négligée. Toute-fois, de toutes les spécialités, la réanimation est probablementl’une de celles dans lesquelles la fonction des muscles respira-toires occupe une place déterminante. En effet, la défaillancedes muscles respiratoires est le principal motif d’instaurationd’une ventilation mécanique, tandis que la récupération d’unefonction musculaire respiratoire normale est le principaldéterminant du sevrage de la ventilation mécanique.

Ventilation mécanique et atteinte

des muscles respiratoires

Il existe de nombreux arguments suggérant que la venti-lation mécanique induit de façon intrinsèque des lésionsdiaphragmatiques. Une session orale, qui avait pour thèmegénéral l’implication du diaphragme dans les phénomènesinflammatoires, consacrait une intervention aux lésionsdiaphragmatiques induites par la ventilation mécanique. L’orateur,Reid (Gainsville, FL), a rappelé les principaux mécanismessous-jacents à la genèse de ces lésions.

Le premier de ces mécanismes est une atrophie des fibresmusculaires diaphragmatiques, laquelle résulte principalementd’une augmentation de la protéolyse [1]. Le second mécanismerentre dans le vaste cadre du stress oxydatif [1, 2]. Enfin, deslésions structurelles sont très probablement impliquées dans lagenèse des lésions diaphragmatiques induites par la ventilationmécanique [3, 4].

Lors des questions, il a été rappelé à plusieurs reprises quel’existence de lésions diaphragmatiques induites par la venti-lation mécanique n’avait été démontrée que chez l’animal etqu’il n’existait aucune donnée chez l’humain. Il y a ainsi uncontraste saisissant entre les 31 études animales et l’absence

Unité de Réanimation, Service de Pneumologie,Groupe Hospitalier Pitié-Salpêtrière, 75013Paris.

Correspondance :alexandre.demoule@wanadoo.fr

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totale d’étude humaine. C’est lors d’une séance de postersconsacrée aux mécanismes moléculaires des dysfonctions dia-phragmatiques que nous ont été montrées les premières donnéeschez l’humain. Nguyen et coll. [5] ont ainsi comparé lesdiaphragmes de donneurs d’organes en état de mort cérébrale(coma stade IV) ayant fait l’objet d’une ventilation prolongée(cas index) aux diaphragmes de patients ayant bénéficié d’unerésection chirurgicale de nodules pulmonaires impliquant uneventilation mécanique de moins de deux heures (témoins).Dans ces deux groupes, ils ont évalué l’activité de la voie del’ubiquitine protéasome, la principale voie de dégradation desprotéines myofibrillaires. Les diaphragmes costaux droits de sixcas index ont été comparés à ceux de cinq témoins. Les auteursont d’une part quantifié les conjugats entre ubiquitine et pro-téines et d’autre part ont quantifié l’expression de gènescodants pour les enzymes E3 (atrogine-1 et MuRF-1). Les casindex et les témoins ne différaient pas en termes d’âge, de sexeet d’indice de masse corporelle. En revanche, les diaphragmesdes cas index montraient des niveaux de conjugats 27 % plusélevés que ceux des témoins (p < 0,04). De plus, les niveauxd’expression des gènes codant pour l’atrogine-1 et MuRF-1,évalués par la quantification des ARN messagers, étaient res-pectivement 3 et 7 fois plus élevés chez les cas index que chezles témoins (respectivement, p = 0,001 et p < 0,001). Cesdonnées démontrent que la ventilation mécanique induit uneprotéolyse diaphragmatique. Il s’agit des premières données dece type obtenues chez l’humain. Toutefois, pour des raisonséthiques, il est peu probable qu’un tel modèle puisse être utiliséà long terme.

L’un des mécanismes susceptibles d’expliquer la diminu-tion de la force musculaire est l’accroissement du catabolismemusculaire. De façon intéressante, chez les patients BPCO, desniveaux élevés de médiateurs pro-inflammatoires circulants, etnotamment de TNF-α, sont associés à une augmentation ducatabolisme musculaire. You et coll. [6] ont évalué la possibleimplication des cytokines pro-inflammatoires dans l’atrophiemusculaire observée chez les patients ventilés de façon prolon-gée. Dans ce dessein, ils ont mesuré le niveau de TNF-α chezsix patients (73 ± 3 ans) adressés dans une unité de sevrage auterme d’une ventilation mécanique de 23 ± 5 jours. Cespatients présentaient tous un déficit de la force des muscles ins-piratoires (pression inspiratoire maximale = 43 ± 6 cm H2O,soit 50 % de la valeur prédite) et des muscles de la main (forcemaximale = 18 ± 9 KPa, soit 20 % de la valeur prédite), associéà une diminution de la masse maigre évaluée par l’impédancebioélectrique (64 %, pour une valeur prédite de 79 %). Com-paré à des sujets sains, le niveau de TNF-α circulant de cespatients était élevé (4,3 ± 1,0 vs 2,2 ± 0,3 pg/ml, p < 0,05).Cette élévation se maintenait dans le temps puisque le niveaude TNF-α des patients restait élevé lors d’un contrôle réalisé12 jours plus tard. Les patients ventilés de façon prolongée ontdonc des niveaux de TNF-α augmentés, et ce de façon paral-lèle à une réduction de la masse maigre et de la force des

muscles inspiratoires et périphériques. Dans ce contexte, il esttout à fait possible que le TNF-α contribue à un catabolismeprotidique excessif.

Polyneuromyopathies de réanimation

La polyneuromyopathie acquise en réanimation est unecause majeure de dysfonction des muscles respiratoires enréanimation. De ce fait, cette pathologie est une cause poten-tielle de sevrage difficile. Il a ainsi été montré que les patientsporteurs de polyneuromyopathie de réanimation voyaient leurdurée de ventilation mécanique s’allonger [7, 8].

Incidence et facteurs de risque

L’incidence de la polyneuromyopathie acquise en réani-mation fut probablement longtemps sous-estimée. Rares sontles études l’ayant évaluée [7]. Kritikos et coll. [9] ont évaluél’incidence de la polyneuromyopathie de réanimation dans unservice de réanimation polyvalente. Ils en ont aussi recherchéles facteurs de risque. D’août 2004 à mars 2005, 294 patientsfurent admis et séjournèrent plus de 24 heures en réanimation :âge 55 ± 13 ans, 91 femmes. Des critères de polyneuromyopa-thie de réanimation furent recherchés chez tous ces patients.Parmi eux, 37 (13 %) développèrent une telle pathologie.Cette proportion s’élevait à 19 % chez les patients ventilés plusde sept jours. Les patients présentant une polyneuromyopathieacquise en réanimation avaient, comparés aux autres patients,des scores de gravité plus élevés à l’admission (tableau I).

L’analyse multivariée montrait que les facteurs prédictifsd’acquisition d’une polyneuromyopathie en réanimationétaient : la durée de la sédation, la durée d’hypoprotidémie etune sévérité élevée à l’admission (score APPACHE II).

Diagnostic électromyographique précoce

Khan et coll. [10] ont fait l’hypothèse qu’une étuderépétée de la conduction nerveuse pourrait prédire de façonprécoce la survenue d’une polyneuromyopathie de réanima-tion en montrant dès la première semaine d’hospitalisation unechute de l’amplitude de la réponse électromyographique

Polyneuropathie Pas de p

acquise en polyneuropathie

réanimation

(n = 37) (n = 257)

APPACHE II 20 ± 8 15 ± 7 < 0,001

SOFA 8 ± 3 6 ± 3 < 0,001

Tableau I.

Scores de gravité des polyneuromyopathies acquises en réanimation.

(EMG) à la stimulation. Dans ce dessein, les patients admisdans leur unité pour sepsis sévère bénéficièrent d’une étudeEMG, dans les 72 heures suivant l’entrée, puis au septièmejour. Une diminution de l’amplitude de la réponse EMG d’aumoins 30 % au septième jour (en référence à sa valeur à l’admis-sion) était considérée comme significative. Quarante-huitpatients admis pour sepsis sévère furent inclus dans l’étude.Seuls 20 séjournèrent dans l’unité au moins sept jours et purentbénéficier de deux mesures successives de l’amplitude de laréponse EMG (60 % d’hommes). Leur score APPACHEmoyen était de 23, et 40 % avaient reçu des corticostéroïdesen raison d’un état de choc septique. Parmi ces 20 patients,14 (70 %) avaient une diminution de l’amplitude de la réponseEMG au septième jour. L’incidence de la polyneuromyopathiede réanimation était de 64 % chez les patients présentant desmodifications temporelles de l’EMG, alors qu’elle était seule-ment de 17 % chez les patients qui ne présentaient pas demodifications temporelles de l’EMG. Ces résultats montrentqu’une étude électrophysiologique peut identifier de façonprécoce les patients qui développeront, dans le futur, une poly-neuromyopathie de réanimation.

Rôle des curares et des corticostéroïdes

L’administration de curares et de corticostéroïdes est depuislongtemps incriminée dans la genèse des polyneuromyopathiesde réanimation. En effet, ces désordres neuromusculaires acquisen réanimation furent historiquement décrits chez les patientsadmis et ventilés pour un asthme aigu grave, lesquels recevaientalors d’une part des corticostéroïdes pour le traitement del’asthme et d’autre part des curares à une époque où les objectifsde la ventilation mécanique étaient de normaliser les échangesgazeux, ce qui impliquait en général de neutraliser toute activitémusculaire respiratoire [11]. On ne sait toutefois pas si ce sont lescurares qui sont directement impliqués dans la genèse de la poly-neuromyopathie ou si ce n’est tout simplement pas l’immobili-sation prolongée elle-même. Pour tenter de répondre à cettequestion, Kesler et coll. [12] ont comparé l’incidence des poly-neuromyopathies de réanimation au cours de deux périodes biendistinctes : avant 1995, où les patients recevaient de fortes dosesde curares, et après 1995, où les patients étaient plus lourdementsédatés mais moins curarisés. Leurs données montraient que,malgré une diminution de la durée de curarisation (24 ± 42 vs2 ± 4 heures), l’incidence des polyneuromyopathies était restéestable (21 vs 16 %). De façon intéressante, lorsque l’analyse étaitrestreinte aux patients admis après 1995 (faible curarisation,forte sédation), ceux qui développaient une polyneuromyopa-thie de réanimation avaient une durée de curarisation compa-rable aux patients qui ne développaient pas de polyneuromyo-pathie, mais étaient plus lourdement sédatés et recevaient de plusfortes doses de corticostéroïdes. L’acquisition d’une polyneuro-myopathie semble donc plus être liée à l’immobilisation prolongéequ’à la curarisation elle-même.

La plupart des sessions consacrées au thème des polyneu-romyopathies de réanimation mélangeaient les travaux chezl’humain aux modèles animaux. En effet, bien qu’en généralimparfaits et souvent bien éloignés de la réalité clinique, lesmodèles animaux peuvent permettre de répondre à certainesquestions ponctuelles. Très provocateur et fort intéressant étaitle travail présenté par Testelmans et coll. [13] qui montrait,chez des rats, qu’une simple dose de méthylprednisoloneadministrée avant une curarisation par rocuronium protégeaitle diaphragme de la diminution de force contractile induite parle rocuronium seul. Cette étude, qui montre que corticosté-roïdes et curares ne font pas forcément mauvais ménage, nenous expliquait toutefois pas pourquoi. Par ailleurs, la naturemême du curare utilisé pourrait avoir une influence sur l’acqui-sition d’une polyneuromyopathie. Les mêmes auteurs présen-taient ainsi un travail montrant que, toujours chez le rat, lacurarisation par rocuronium était plus délétère sur la fonctiondiaphragmatique que la curarisation par cisatracurium [14].

Les corticostéroïdes sont largement incriminés dans lagenèse des polyneuromyopathies acquises en réanimation. Sil’on dispose d’un certain nombre d’études animales visant àexplorer les mécanismes par lesquels les corticostéroïdes contri-buent à la genèse des polyneuromyopathies, on ne dispose tou-tefois que de peu de données chez l’humain. Hough et coll.[15] ont fait l’hypothèse que, chez les patients ventilés pour unsyndrome de détresse respiratoire aiguë de l’adulte (SDRA),l’administration de stéroïdes était associée à une augmentationde la concentration plasmatique de deux métabolites muscu-laires : la myoglobine et la créatine kinase. Pour tester cettehypothèse, ils ont mesuré la concentration de ces deux méta-bolites dans le plasma des patients inclus dans une étude sur lebénéfice de la méthylprednisolone dans les SDRA persistants,étude financée par le NIH et dont les résultats ont été récem-ment publiés [16]. Les auteurs ont ensuite comparé la concen-tration plasmatique de ces deux métabolites à l’inclusion dansl’étude et au septième jour, chez les patients traités par méthyl-prednisolone et dans le groupe placebo. Cent quatre-vingtsujets furent enrôlés dans l’étude, 164 étaient toujours en vie auseptième jour, et des prélèvements plasmatiques étaient dispo-nibles pour 129 patients. Les mesures réalisées sur ces prélève-ments figurent dans les tableaux IIA et IIB.

Myoglobine Myoglobine Variation

j0 j7 Myoglobine

j7-j0

Placebo (n = 59) 9 (44-161) 47 (31-117) - 24 (- 77-13)

MP (n = 60) 90 (39-206) 70 (26-191) - 3,5 (- 38-74)

MP : méthylprednisolone.

Tableau IIA.

Concentrations plasmatiques.

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Si la concentration de ces deux métabolites diminuaitdans les deux groupes entre j0 et j7, la concentration plasma-tique de myoglobine augmentait en fait de plus de 100 µg/lchez un nombre plus important de patients du groupe méthyl-prednisolone (23 % contre 8 % dans le groupe placebo). Desdonnées comparables étaient observées pour la créatine kinase.Ces données suggèrent donc que les traitements par cortico-stéroïdes peuvent contribuer à la genèse de lésions musculaireschez les patients ventilés pour un SDRA.

Réanimation des patients atteints

de maladies neuromusculaires

Les patients atteints de maladies neuromusculaires déve-loppent en général une pathologie respiratoire chroniquerestrictive qui résulte de l’atteinte des muscles respiratoires. Dece fait, ces patients font souvent l’objet d’un suivi en pneumo-logie. À l’occasion d’une décompensation de leur pathologierespiratoire chronique, ces patients seront fréquemment hos-pitalisés en milieu de pneumologie. En cas de détresse respira-toire aiguë, le pneumologue ayant pris en charge le patient seraamené à discuter un éventuel transfert en réanimation. Si laprise en charge initiale de l’insuffisance respiratoire aiguë nepose pas de difficultés particulières chez ces patients, il n’en estpas de même du sevrage de la ventilation mécanique. En effet,le sevrage des patients atteints d’une pathologie respiratoirechronique résultant de l’évolution d’une maladie neuromus-culaire est souvent difficile, parfois impossible.

Frengley et coll. [17] ont comparé le pronostic de patientsintubés et ventilés pour une insuffisance respiratoire aiguë quirésultait de la décompensation d’une pathologie neurologiquesous-jacente. Le groupe des patients ventilés pour unedéfaillance neurologique est en réalité extrêmement hétérogène.Il regroupe en effet des patients susceptibles de s’améliorer(par exemple, les patients traumatisés crâniens), des patientsprésentant un coma qui restera stable (tels que les patients pré-sentant un coma anoxique) et des patients dont la pathologieneurologique sous-jacente ne fera que décliner, ce qui est le casdes patients ventilés pour une sclérose latérale amyotrophique.Frengley et coll. [17] ont comparé le pronostic de ces trois caté-

gories de patients à partir d’une série de 134 patients adressésdans une unité de ventilation chronique au décours d’uneventilation instituée pour une défaillance neurologique. Le pro-nostic des patients de ces différents groupes figure dans letableau III.

Ces résultats montrent que les patients chez lesquelsaucune amélioration n’est prévisible ont le pire pronostic.L’absence de perspectives de retour à domicile pourrait amenerle clinicien à limiter des thérapeutiques invasives au termedesquelles aucun bénéfice n’est attendu.

C’est sur ce groupe des patients porteurs d’une scléroselatérale amyotrophique (SLA) que Moretti et coll. [18] onttravaillé. En effet, ces patients sont fréquemment admis pourune insuffisance respiratoire aiguë résultant de la décompensa-tion de leur pathologie respiratoire restrictive par une infectionrespiratoire. L’intubation n’est pas souhaitable chez ces patients,qui ne peuvent en général pas être extubés et doivent, parconséquent, être trachéotomisés. Cette issue n’étant pas sou-haitable, les auteurs proposent la ventilation non invasive(VNI) comme alternative à l’intubation. Ils ont présenté l’évo-lution de 25 patients SLA admis dans leur unité des soinsintensifs respiratoires pour une insuffisance respiratoire aiguë(PaCO2 = 75 ± 12 mmHg ; pH = 7,11 ± 0,06 mmHg) quinécessitait une assistance ventilatoire. La VNI a été proposée àces 25 patients comme une alternative à l’intubation. La VNIs’est révélée être bénéfique pour 7 (28 %) d’entre eux, quipurent rentrer à domicile. Les 18 autres étaient en échec deVNI, et 4 d’entre eux furent intubés puis trachéotomisés, alorsque les 14 autres décédèrent après avoir refusé l’intubation. Cesrésultats montrent donc que la VNI offre chez les patients SLAune alternative à l’intubation, mais avec un taux de succèsfaible. Il est donc indispensable que les choix des patients et deleur famille aient été clairement exprimés avant que ne soitentrepris ce type de thérapeutique. En effet, en cas d’échec dela VNI, ces choix seront déterminants lorsqu’il devra êtredécidé d’intuber ou non ces patients.

CK CK Variation

j0 j7 CK

j7-j0

Placebo (n = 59) 87 (31-196) 40 (28-93) - 24 (- 92-7)

MP (n = 60) 51 (26-128) 42 (23-129) - 2 (- 40-62)

CK : créatine kinase ; MP : méthylprednisolone.

Tableau IIB.

Concentration plasmatique de la créatinine kinase.

Traumatisme Coma SLA p

crânien anoxique (n = 19)

(n = 33) (n = 82)

Sevrés (%) 52 28 10 < 0,01

Mode de sortie :

- décédés (%) 24 63 58 < 0,001

- court séjour (%) 12 12 22

- long séjour (%) 12 17 10

- soins infirmiers (%) 30 8 10

- domicile (%) 22 0 0 < 0,001

SLA : sclérose latérale amyotrophique.

Tableau III.

Pronostic des patients en décompensation d’une pathologieneurologique.

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15 Hough CL, Goodman RB : Steroid treatment in persistent ARDS:changes in plasma myoglobine and creatine kinase. Proc Am Thorac Soc2006 ; 3 : A140.

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17 Frengley JD, Ghumman C, Vecchione JJ, Billah M, Sansone GR : Neu-rological prognoses effect outcomes from prolonged mechanical venti-lation. Proc Am Thorac Soc 2006 ; 3 : A138.

18 Moretti M, Monelli M, Sola P, Serini R, Cappiello G, De Carlo MR,Fabbri LM : Non-invasive ventilation failure for acute infective respira-tory exacerbation of amyotrophic lateral sclerosis. Proc Am Thorac Soc2006 ; 3 : A138.

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