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THERMOREGULATION ET HYPOTHERMIE CHEZ LE PATIENT PEDIATRIQUE

Dr. Ph PIRATPH AR

Département d’Anesthésie Réanimation Femme-Mère-Enfant.

CHRU Lapeyronie Montpellier

D.U. ANESTHESIE PEDIATRIQUE DU GRAND SUD

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Thermorégulation et hypothermie

• La thermorégulation est prioritaire pour la vie

• Les enfants se refroidissent rapidement

• La capacité de thermorégulation varie selon le degré de

développement de l’enfant

• L’hypothermie peut générer des complications secondaires dont

la sévérité dépend de son niveau et de sa durée

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Neutralité thermiqueTempérature ambiante pour laquelle la consommation

métabolique d’oxygène des individus est la moindre

Température critique

Temperature ambiante en-dessous de laquelle les

individus ne parviennent plus à mantenir leur

température centrale

Grande variabilité

Un nouveau né placé nu dans une pièce à 24°C se trouvedans la même situation qu’un adulte exposé nu à unetemperature de 1°C

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Courbes comparatives

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Age T neutralité T critique

Adulte 28°C 1°C

Nouveau né 32°C 24°C

Prematuré 34°C 28°C

Recent Advances in Paediatrics, Gairdner, Hull, eds. Churchill, London; pp.171-216

Anesthésie pediatrique, Dalens, Veyckemans, pp 21-28

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Nouveau né et nourrisson: modifications thermiques et leur régulation

• Le fœtus ne maintient pas tout seul sa température

• La température du fœtus est supérieure de 0.5˚C environ à celle du sang aortique maternel, donc la thermorégulationavant la naissance s’effectue dans le sens d’une perte calorique à travers le placenta

• A la naissance le nouveau-né se retrouve dans un milieu aérien froid: la perte de température par évaporation va être rapide et importante surtout s’il n’est pas séché

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Nouveau né et nourrisson: modifications thermiques et leur régulation

Pendant les premiers mois de vie la perte de chaleur est favorisée par les facteurs suivants:

• Surface corporelle élevée par rapport au poids: 3 x celle d’un adulte pour le nouveau né à terme

• Faible épaisseur du derme et de la couche de graisse sous-cutanée: vaisseaux près de la surface

• Fortes déperditions notamment par évaporation

Maintien de l’homéothermie

• Le contrôle de l’homéothermie est dû à l’équilibre entre thermogenèse et thermolyse

• Métabolisme de base: production de chaleur et maintien de la température

• En cas d’exposition au froid: activation de la réponse thermorégulatrice hypotalamique:1. Vasoconstriction cutanée

2. Activation thermogénèse métabolique ( NON frissonante)

à travers 2 mécanismes:

Glyco-lipolyse

Destockage de graisse brune

La thermogénèse frissonante se developpe à partir de 5 ans

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Thermogenèse métabolique

La production métabolique de chaleur entraîne une

consommation considerable d’oxygène (VO2)

Il existe une correlation directe entre la VO2 et le gradient de temperature peau-milieu exterieure (∆T°):

VO2(ml/Kg/min)= 4,23 + 0,573 ∆T°

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Définition de Normo-thermie etHypothermie chez l’enfant

• La normalitéthermique varie avec l’âge: augmente pendant les premiers 7 mois et descend à partir de 3 ans de vie

• Chez la plupart des nourrissons la valeur de température rectale, qui reflète la température centrale correspond à 37°C ± 0,5

• La définition de hypothermie est en rapport avec la température centrale:

Stress froid: 36.0 - 36.4˚C attention

Hypothermie modérée: 33 - 35.9˚C danger

Hypothermie sévère: < 32,9˚C conséquences graves

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Facteurs de risque particuliers

• Prématurité• Hypotrophie / petit poids

• Pathologies sous-jacentes:

• Problèmes neurologiques/endocriniens

• Pathologies cardiaques/respiratoires

• Ouvertures pathologiques de la surface cutanée

• Exposition à un milieu extérieur froid

• Bloc opératoire

• Interventions chirurgicales (laparotomie, thoracotomie)

• Sédation /anesthésie générale

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• Régulation centrale hypothalamique moins efficace

• Moins de graisse sous cutané

• Peau très fine, vaisseaux superficiels

• Surface corporelle très élevée par rapport au poids: 3 ou 4 x adulte

• Moins de tonus musculaire

• Réserves de graisse brune et de glycogène beaucoup plus faibles

Spécificités liées à prématurité, petit poids…

VS

Bébé en bonne santé Bébé malade

• Dépenses d’énergie augmentées

• Réserves de graisse brune et de glycogène réduites/ absentes

• Grande vulnérabilité au stress froid

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• Réponses hypothalamiques adaptées

• Réserves de graisse brune et glycogène: normales

• Capacité d’adaptation au milieu extérieur acquise (produire et perdre selon besoin)

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A savoir…

•Chez l’enfant la majorité de récepteurs thermiquesse trouvent au niveau du: visage, cou, épaules

•Deux types de récepteurs: 1. Chaleur fibres C amyéliniques

2. Froid fibres Aδ

•L’information afférente est véhiculée au niveau des cordons postérieursde la moelle épinière

•A ce niveau elle emprunte les voies spino-thalamiqueset arrive au niveau de l’hypothalamus(les thermorécepteurs se développent dès la 26ème et sont actifs à partir dès 28-30 semaines

d’aménorrhée)

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• L’hypothalamusrégule la températureen comparantles potentiels thermiques intégrés provenant de lasurface cutanée et des tissus profonds à desvaleursseuil

• L’intensité de la réponse thermorégulatrice dépend del’importance du∆ relevé entre ces informations et lesvaleurs seuil

• L’écart entre la valeur seuil FROIDet la valeur seuilCHAUD peut varier sous certaines conditions: âge, étatde vigilance, anesthésie, pathologies…

HYPOTHALAMUS

Seuil CHAUD

Intervalle de neutralité

Métabolisme de base

Seuil FROID

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Réponses:Vasodilatation activeTranspiration

Réponses:VasoconstrictionThermogenèse non frissonnante/frissonnanteActivité musculaire volontaire

Affé

renc

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< 1°C pour le nouveau né

Modification des seuils de thermorégulation

sous anesthésie générale

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Réponse au froid: production/conservation de chaleur

5 MECANISMES:

1. Réactions métaboliques physiologiques de base

2. Activité musculaire volontaire

3. Vasoconstriction périphérique

4. Frissonnement/horripilation

5. Thermogenèse NON frissonnante

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1) Réactions métaboliques physiologiques

• Métabolisme de base: produit et utilise de l’énergie et de la chaleur. Organes particulièrement actifs:

• Cerveau, foie, cœur, poumons, muscles...

• La production de chaleur est conséquente au métabolisme oxydatif de différentes substrats:

• Glucose• Graisse

• Protéines

Partiellement réduites par l’anesthésie générale

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2) Activité musculaire volontaire

• Changements de position

• Activité musculaire/physique

de réchauffement

• Concerne l’adulte et l’enfant

Utilité limitée chez le nouveau né/nourrisson

Totalement inhibée par l’anesthésie générale

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3) Vasoconstriction périphérique

• Réduit le flux sanguin superficiel, à commencer des extrémités (mains, pieds, oreilles, nez, lèvres...)

• Représente la première réaction thermorégulatrice réflexeà l’hypothermie, particulièrement évidente chez l’enfant

• Est un mécanisme à médiation noradrénergique qui n’est donc pas ou peu inhibé par l’anesthésie générale

4) Frissonnement/horripilation

• Activité musculaire irrégulière et à haute fréquence

• Intervient que si les autres mécanismes ont été inefficaces

• Désagréable

Observé seulement à partir de 5-6 ans, inhibé par

l’anesthésie générale, peut réapparaitre au réveil

Très peu efficace en production de chaleur (mauvais rendement)

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5) Thermogenèse NON frissonnante

• Mécanisme d’accroissement endogène de la chaleur

obtenu à travers le métabolisme de la graisse brune

• Déclenchement hypothalamique

• Médiation reflexe orthosympathique noradrénergique

Opérationnelle dès la naissance

Moins efficace chez le prématuré

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La graisse brune

• Source d’énergie très importante pour les enfants

• Très vascularisée et très innervée

• Forte présence en mitochondries: activité métabolique intense, très forte consommation d’oxygène (réactions de phosphorylation oxydative)

• Localisation spécifique:

• Région péri-rénale

• Base du cou, médiastin, aisselles

• Le long du rachis

• Elle n’est pas remplacée une fois “brulée”

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Localisation graisse brune

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La graisse brune

• Chez le nouveau né à terme représente le 4-10% des réserves en graisse

• Chez le prématuré entre la 26-30èmesemaine elle est quasi absente et entre la 30-36èmeelle n’est présente qu’en petites quantités

• En général elle disparait dans les 3-6 mois après la naissance, mise à part pour les enfants ayant subit des épisodes d’hypothermie sévère où répétés chez lesquels elle disparait plus rapidement

• L’hypoxie est à la base d’un dysfonctionnement de la production de chaleur par métabolisme de la graisse brune et inversement un état de stress hypothermique peut entrainer un état hypoxique dû à un excès de consommation d’O2 au sein de cette graisse brune

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Signes et symptômes d’instabilité thermique chez l’enfant

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Hypothermie conséquences et manifestations cliniques

• Peau froide au toucher

• Pâleur ou marbrures

• Cyanose des extrémités

• Cyanose centrale

• Manque d’appétit

• Réduction de la mobilité gastro-intestinale: augmentation des résidus gastriques, distension abdo

• Agitation puis léthargie

• Hypotonie

• Hypoglycémie

• Polypnée

• Respiration superficielle où irrégulière, détresse respiratoire, fatigue

• Bradypnées, apnées• Hypoxémie• Acidose métabolique

• Instabilité hémodynamique/hypotension

• Tachycardie/bradycardie

• Arythmies cardiaques, hypo contractilité

• Arrêt cardiaque

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Prévention de l’hypothermie

1) Maintien d’une température de neutralité thermique adaptée à l’âge de l’enfant

• La neutralité thermique correspond à la température ambiante où l’homéothermie n’est assurée que par des processus thermorégulateurs passifs avec un niveau de métabolisme minimal

• Quand le BB est dans la zone de neutralité thermique il arrive à maintenir une température axillaire de 36,8°C +/- 0,3°C où rectale de 37°C +/- 0,5°C, avec une consommation minime d’oxygène et de calories

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Prévention de l’hypothermie

2) Réduction de pertes caloriques du bébé• pour arriver à réduire efficacement les pertes de chaleur

il faut considérer les quatre mécanismes physiques qui sont à la base de tous les échanges de température dans la nature

1) Conduction

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Echange de chaleur entre deux corps en contact direct entre eux, la chaleur passe du plus chaud au plus froid

•Fonction de: • Surface de contact• Conductivité thermique• Différence de température

• En pratique:• Rôle modeste en incubateur• Rôle important en peau à peau et en berceau chauffant, sur table opératoire…

2) Convection

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Echange de chaleur dû à l’exposition à un flux d’air

En pratique:

• Convection cutanée: • Naturelle • Forcée (courants d’air, ouverture hublots incubateur)

• Convection respiratoire:• Significative pour les enfants intubés et ventilés

3) Radiation

Echange de chaleur entre deux corps qui ne sont pas en contact direct entre eux

En pratique:• Principe de fonctionnement

des incubateurs radiants• Principe de fonctionnement de

la rampe chauffante au bloc

4) Evaporation

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Echanges de chaleur qui ont lieu quand un milieu liquide se transforme en vapeur.

L’évaporation constitue toujours une perte de chaleur

En pratique:•Deux sites physiologiques principaux:

• Evaporation cutanée (champage+++)• Evaporation respiratoire

• Si surface cutanée ouverte: • évaporation viscérale, importante au bloc opératoire

• Fonction de l’humidité ambiante

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Le bébé hospitalisé et encore plus au bloc opératoire, est exposé à une multitude de

sources de refroidissement

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Effet de l’anesthésie sur la thermorégulation

Nous pouvons identifier trois phases de variation thermique au cours de l’anesthésie

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1) Phase initiale: redistribution interne de la chaleur

Chez l’enfant la température centrale s’abaisse rapidement dèsl’induction et pendant le 30-45 min qui suivent: effet redistributionde la chaleur depuis les régions centrales vers la périphérie

• Peut dépasser -1°C chez le nouveau né

• Est liée à la vasodilatation induite par l’anesthésie

• Ne peut pratiquement pas être évitée, mais le réchauffement préalable des zones de surface réduit la chute et élève la température finale d’équilibre

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2) Phase secondaire: déperdition calorique vers le milieu extérieur

Déperdition calorique vers le milieu extérieur selon les 4 lois physiques: conduction, évaporation, convection, radiation.

• Est caractérisée par une � de la température centrale de 0,5-1°C/h

• Diminue dès l’installation d’une vasoconstriction périphérique efficace

• Chez le nouveau né et le nourrisson pertes importantes au niveau de la tête

• Le réchauffage de la salle d’opération, la mise en place de systèmes de réchauffage de l’enfant, d’un bonnet... peuvent réduire significativement voire annuler la perte calorique du bébé en cette phase

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3) Phase finale: plateau thermique/réchauffement

• L’augmentation de la production métabolique de chaleur en réponse à l’hypothermie équilibre les pertes vers le milieu extérieur

• Rôle prépondérant de la thermogenèse non frissonnante, corrélée à une augmentation importante de la production de catécholamines, de la VO2, de la production de CO2, des réactions anaérobies...

Le nouveaux nés, les prématurés, les bébés hypotrophiques auront

tendance à avoir des déperditions thermiques plus importantes

dans les deux premières phases et un manque d’efficacité des

mécanismes correcteurs dans la troisième phase

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Conséquences de l’hypothermie chez l’enfant anesthésié

Au cours d’une anesthésie une légère baisse de la température centrale est fréquente et n’a que peu de conséquences pour l’enfant. En cas d’hypothermie

importante et prolongée par contre, les effets peuvent être délétères:

1) OXYGENATION:• Diminution fréquence respiratoire si ventilation spontanée ou au réveil de

l’anesthésie: hypoventilation alvéolaire

• Altération de la réponse physiologique à l’hypoxémie et à l’hypercapnie

• Baisse de la PaO2 sanguine et de la PO2 tissulaire: taux circulant de noradrénaline élevé, augmentation résistances pulmonaires, hypo perfusion périphérique dûe à vasoconstriction

• Augmentation de fixation d’O2 sur l’hémoglobine, déplacement de la courbe de dissociation vers la gauche, délivrance aux tissus plus difficile

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2) HEMOSTASE:

• Augmentation viscosité sanguine

• Tendance à l’hypocoagulabilité: allongement TP et TCA dû au ralentissement des réactions enzymatiques de la cascade coagulatrice

• Réduction agrégation plaquettaire dûe à une diminution de la production de thromboxane A2

3) FONCTION CARDIAQUE:

• Diminution contractilité myocardique , fréquence et débit cardiaques

• au-dessous de 28-30° le risque de fibrillation ventriculaire devient majeur

• Modifications ECG: élargissement QRS, allongement PQ, sus-décalage ST, inversion onde T, si < 31°C apparition de l’onde J (Osborne Wave)

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4) ALLONGEMENT DU TEMPS DE CURARISATION ET DE REVEIL DE L’ANESTHESIE

• Diminution de la MAC et augmentation de la solubilité sanguine des halogénés

• Diminution de la clairance du propofol par diminution du débit sanguin hépatique et diminution des catalyses enzymatiques

• Augmentation de la T1/2 des morphiniques� approfondissement de l’AG et retard de réveil

• Prolongation durée d’action des curares non dépolarisants: • Durée d’action de l’atracurium augmentée de 60% à 34 °

• Durée d’action du vécuronium majorée de 25 % par degré perdu

• Risque majeur de curarisation résiduelle43

5) RISQUE D’INFECTION:

• Diminution des mécanismes immunitaires avec dysfonctionnements cellulaires et enzymatiques

• Diminution de la PO2 tissulaire par le biais entre autres de la vasoconstriction (anaérobies)

• Cicatrisation plus lente: enzyme de synthèse du collagène PO2 dépendante

6) AUTRE:

• Perturbation métabolisme du glucose• Altération fonction rénale avec chute de la diurèse et du

pouvoir de concentration des urines dûs à vasoconstriction/hypoxygénation

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Nombreux désordes, dont certains ne sont pas toujours observables directement

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Monitorage de la température au bloc opératoire

Indispensable: permet de diagnostiquer et traiter rapidement les hypo et les hyperthermies

• Fondamentale aussi au cours des interventions < 30 min: chute température centrale surtout importante en début d’anesthésie

• Hyperthermie maligne

• Il faut inspecter toute sonde thermique avant usage (risque de brulures)

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Monitorage de la température au bloc opératoire: sites de mesureSite Avantages Inconvénients

Tympan Proche hypothalamus

Nasopharynx Proche carotide Influencé par la température des gaz

inspirés, risque épistaxis

Oesophage Proche du coeur Seulement si intubé

Rectum Facile, très utilisé Retard en cas de variation rapide

Mesure influencée par les manoeuvres

chirurgicales

Risques de perforation

Vessie Meilleure que le rectum Débit urinaire doit être elevé

Bouche Facile Peu fiable

Creux axillaire Facile Temps de mesure long

Peau Facile Peu fiable

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Prévention de l’hypothermie péri opératoire

• Méthodes passives: destinées à limiter les pertes de chaleur par conduction, convection, évaporation, radiation• Température salle, couverture de l’enfant, humidification

gaz inspirés...

• Méthodes actives: transfert de chaleur à l’enfant• Matelas chauffant, air pulsé, réchauffement liquides

administrés...

Prévention de l’hypothermie péri opératoire

1) Température de la salle d’opérationBut: atténuer la chute de température centrale qui s’observe pendant la première heure d’anesthésie

24- 26°C pour le nouveau né et le petit nourrisson

> 21°C pour l’enfant

2) Lampe radiante à infrarouges thermo-asservies

But: assurer une ambiance thermique chaude, elles diminuent jusqu’au 77% les pertes thermiques cutanées

3) Isolation de la peau, draps chauds

But: limiter les pertes thermiques cutanées, le bonnet est particulièrement utile chez les plus petits, champs opératoires en plastique

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Prévention de l’hypothermie péri opératoire

4) Réchauffement de la peau à l’aide d’un système chauffant:• Air pulsé (Warmtouch®, Hugger®)

• Matelas à circulation d’eau chaude (Thermowrapping®)

5) Humidification des gaz inspirés (nez artificiel, humidificateur-réchauffeur, circuit-fermé)

6) Réchauffement des liquides perfusés en IV

7) Réchauffement des liquides d’irrigation chirurgicale

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CONCLUSION

• L’hypothermie en anesthésie pédiatrique est:• Rapide• Dangereuse• Impact potentiellement lourd et prolongé: réveil retardé, infections,

saignement, complications hémodynamiques, métaboliques, augmentation de durée de séjour hospitalier...

• Souvent négligée car ses conséquences sont insidieuses• Source majeure d’inconfort

PREVENTIONNous disposons de plusieurs armes efficaces

UTILISONS-LES DES LE DEBUT DE CHAQUE ANESTHESIE

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