L’EPURATION EXTRARENALE
DU PATIENT EN ETAT CRITIQUE EN MILIEU DE SOINS INTENSIFS
Docteur Jean-Luc CANIVET
Service de Soins Intensifs Généraux
CHU de Liège
Une approche critique de cette problématique impose de considérer 6 points essentiels :
- Le patient en défaillance multisystémique dont l’insuffisance rénale.
- Les aspects fondamentaux des techniques utilisées.
- Pratique clinique des techniques d’épuration.
- Les paradigmes actuels d’application de ces techniques.
- Les implications méthodologiques et technologiques de ces concepts.
- Les implications financières.
1. Le patient.
Le patient en défaillance multisystémique (MOF pour « multiple organ failure ») dont l’insuffisance rénale aiguë (typiquement : patient ventilé mécaniquement, en instabilité hémodynamique supportée par la perfusion de drogues vasoactives et requérant une épuration extrarénale) est complètement différent du patient présentant une défaillance unique (aiguë ou chronique) de la fonction rénale (patient traité au service d’hémodialyse).
Les contraintes (instabilité hémodynamique, instabilité neurologique, œdème pulmonaire), ses besoins (contrôle du bilan hydrique, besoins calorico-azotés augmentés) sont radicalement différents.
Sous l’angle de l’épuration extrarénale, le contrôle optimal de ces contraintes et besoins au déterminisme souvent contradictoire relève de la « quadrature du cercle », par exemple :
- contrôle volémique visant à limiter la congestion pulmonaire et périphérique mais risquant de compromettre la stabilité hémodynamique et neurologique (en cas d’hypertension intracrânienne).
- Libération des apports nutritionnels risquant de compromettre le contrôle volémique et urémique.
Ce que l’on sait actuellement :
Actuellement, ± 20 % des patients admis en soins intensifs présentent une dysfonction rénale ; ± 50 % des patients présentant une dysfonction sévère sont soumis à une épuration extrarénale (± 5 % des admissions à l’USI) et ± 60 % de ces patients décèdent.
La mortalité du patient en MOF dépend bien plus de la gravité du MOF (nombre et intensité des défaillances systémiques) que de la présence ou nom d’une insuffisance rénale (IRA) :
- mortalité de l’IRA isolée en réanimation : < 5 %.
- mortalité d’une défaillance trisystémique cardio-vasculaire, respiratoire et IRA : ≥ 50 %.
Les critères de qualité d’un support extrarénal en réanimation imposent dès lors de considérer son impact sur la gestion du syndrome de défaillance multisystémique dans son ensemble.
Néanmoins, chez le patient en MOF, l’existence d’une insuffisance rénale aiguë oligo-anurique est un facteur de risque de décès indépendant en analyse multivariée (O.R. : 1,59).
Chez le patient en état critique, l’intensité du traitement par épuration extrarénale (« dose de dialyse ») (en hémodialyse intermittente et en hémofiltration continue) a un impact favorable sur la survie (études prospectives randomisées).
2. Aspects fondamentaux des techniques d’épuration
a. Transfert moléculaire
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Par diffusion
Au travers d’une membrane semiperméable et selon un gradient de concentration, ce type de transfert moléculaire (soluté) concerne essentiellement les petites molécules (urée, K+, …) et est le principe fondamental de fonctionnement de l’hémodialyse intermittente.
Il implique de conserver un gradient de concentration par renouvellement du bain de dialyse au départ d’eau traitée (peu onéreux).
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Par convection
Au travers d’une membrane à pores de dimensions variables, ce type de transfert (solvant + soluté) assure un mouvement convectif (sans gradient de concentration) de petites et moyennes molécules (selon le cut off de leur poids moléculaire).
Il implique l’ultrafiltration de quantité importante de liquide (> 1 l/heure) et leur compensation par la réinjection sur la voie de retour au patient d’un liquide de substitution (relativement onéreux en fonction de la masse filtrée).
Ces deux principes peuvent se combiner en technique continue (on parle alors d’hémo-diafiltration), et intermittente (dialyse séquentielle, par exemple, avec phase d’ultra-filtration).
b. Membrane et performance de dialyse
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Type de membrane
Il existe des membranes biologiques (cuprophane) de faible perméabilité et des membranes synthétiques (polyacrylonitride, polyamide, polysulfone, …..) à haute perméabilité et plus onéreuses.
Les filtres de type cuprophane sont responsables d’une activité pro-inflammatoire influençant défavorablement le pronostic des patients de réanimation. Seuls, les filtres à membranes synthétiques de haute biocompatibilité sont utilisés en réanimation.
Par ailleurs, les filtres à haut coefficient de tamisage (laissant passer les molécules de poids moléculaire élevé) permettant conjointement à un mécanisme d’absorption (aisément saturable) l’épuration de diverses molécules (PM > 5.000) pro-inflammatoires.
Ce point est actuellement activement étudié dans le cadre d’une correction des perturbations inflammatoires et immunitaires dans un contexte septique ou traumatique.
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Performance du dialyseur.
Le processus de diffusion (hémodialyse classique) est particulièrement performant en termes de clearance des petites molécules (de l’ordre de 200 ml/min). Sur une base équitemporelle, les performances de la convection (hémofiltration continue) sont bien plus modestes et pour un coefficient de partage proche de 1 (urée, créatinine) sont égales au débit de filtration (filtration de 1 l/h = clearance de 17 ml/min).
Les performances d’épuration en hémofiltration seront dès lors fonction de l’intensité d’hémofiltration ( 3 l/h = clearance de 51 ml/min), ce qui implique une augmentation de consommation des liquides de substitution. De telles performances imposent également l’utilisation d’un système veino-veineux (et donc une machine relativement complexe avec pompe à sang) en place du système « primitif » artério-veineux (et donc sans pompe à sang) n’assurant que des performances médiocres.
Quoique ceci puisse paraître paradoxal à première vue (vu la supériorité sur une base équitemporelle des clearances en dialyse conventionnelle), l’hémofiltration veino-veineuse continue permet un meilleur « contrôle urémique » en comparaison d’une utilisation « classique » de chémodialyse intermittente chez le patient de réanimation. Ceci est essentiellement lié à la durée d’application des techniques : 7 (J) x 24 (H) x 60 (min) x 51 ml/min (3 l/h d’hémofiltration continue Þ total : 514 litres épurés/sem versus : 3 séances (sem) x 3 (H) x 60 (min) x 200 ml/min (HD) Þ total : 110 litres épurés/sem.
L’augmentation de l’intensité de « dialyse » en hémofiltration dépendra de la capacité :
a. à faire fonctionner le système sans quasi d’interruption (qualité de l’anticoagulation),
b. de la capacité technique à filtrer de gros volumes horaires.
En hémodialyse classique, on augmentera tant la séquence de dialyse (jusqu’à une application quotidienne) que la durée des séances (6 à 8 heures).
Un avantage inhérent aux techniques continues est d’induire une décroissance continue asymptomatique des molécules osmotiquement actives, contrairement aux fluctuations pré/post-hémodialyse conventionnelle. Ceci peut avoir un impact en terme de tolérance circulatoire et neurologique (syndrome de déséquilibre).
Un autre point essentiel qu’il est impossible de développer ici est la gestion de l’administration des médicaments dont la clearance varie selon la technique d’épuration. D’une manière générale, les médicaments sont hémofiltrés en fonction inverse de leur liaison protéique, l’importance clinique de cette clearance étant inversement proportionnelle à la clearance endogène extrarénale (élimination hépatique prédominante, internisation cellulaire). Le poids moléculaire joue un rôle capital si on compare l’élimination faible en hémodialyse d’une molécule de taille moyenne (Vancomycine) à une élimination bien supérieure en hémofiltration continue.
En pratique, il convient de se reporter aux données compilées dans la littérature et de pratiquer, quand cela est disponible, un dosage plasmatique.
3. Pratique clinique des techniques d’épuration
a)
Hémodialyse intermittente classique
Son inconvénient majeur est l’instabilité hémodynamique (dysrégulation autonomique, déséquilibre osmotique et surtout retrait volémique rapide) ; ceci peut compromettre la qualité d’épuration avec « urémie » mal contrôlée, retrait volémique insuffisant avec surcharge hydrique progressive et dès lors incapacité à assurer les apports alimentaires nécessaires.
L’instabilité hémodynamique répétée peut être responsable de phénomènes ischémiques splanchniques (à la base de phénomène de translocation) et compromettre la récupération rénale.
Diverses techniques actuelles permettent de limiter son impact délétère sur la fonction circulatoire : technique séquentielle (ultra-filtration dissociée de la dialyse), contrôle du profil sodique (hypernatrémique initial) et bicarbonate (éviter une correction rapide de l’acidose) du bain, température basse du bain, et surtout allongement du temps des séances.
Les principaux avantages sont :
- épuration rapide des petites molécules, ce qui impose la technique en cas d’hyperkaliémie menaçante.
- réalisation discontinue n’entravant pas la mise au fauteuil, le transfert en examen, …
- faible surcharge de travail pour le nursing de réanimation.
La technique s’indique donc tout particulièrement en réanimation :
- comme traitement initial en cas d’hyperkaliémie menaçante,
- chez le patient présentant une insuffisance rénale isolée,
- chez le patient multidéfaillant, stabilisé, sorti de la phase « suraiguë » et particulièrement s’il peut être mobilisé.
b) Hémofiltration veino-veineuse continue
Ses principaux avantages sont la stabilité hémodynamique et l’énorme volant volumique (filtration / substitution) permettant de satisfaire sans limite les besoins nutritionnel et médicamenteux.
Les principaux désavantages sont :
La technique s’indique essentiellement en cas d’instabilité circulatoire et/ou défaillance multi-systémique compromettant l’équilibre : hémodynamique – catabolisme – apports nutritionnels et médicamenteux – contrôle du bilan hydrique.
Les indications « extrarénales » de la technique sont :
c) L’accès vasculaire
Il est réalisé au moyen d’un cathéter unique à double lumière, aux sites veineux jugulaire, sous-clavier et fémoral ; le site fémoral impose un cathéter long (de manière à limiter la recirculation). Il est primordial de considérer que seul un cathéter de diamètre suffisant permet d’obtenir un débit sanguin autorisant des débits de filtration élevé garantissant une qualité d’épuration chez le patient de réanimation.
d) Le bain de dialyse, la substitution en hémofiltration
Il est réalisé au moyen d’eau ‘traitée » (filtration, osmose inverse, …), de composition ionique (K+, …) ajustée en fonction des caractéristiques du patient. Le seul tampon utilisé en réanimation est le bicarbonate généré au moyen de cartouche.
L’ensemble constitue une solution peu onéreuse en termes de matériaux disposables.
Diverses solutions sont disponibles sur le marché ou fabriquées spécifiquement pour les institutions hospitalières.
Toutes les solutions comportent un apport de tampon destiné à compenser les pertes de bicarbonates liées à l’hémofiltration et à l’acidose. Les tampons utilisés sont de bicarbonate ou de lactate.
- Le lactate a pour avantage d’être directement en solution et de ne pas présenter de problème de stabilité. Ces principaux désavantages sont :
1. de nécessiter une conversion hépatique de bicarbonate, laquelle représente une charge métabolique et peut être entravée en cas d’atteinte hépato-cellulaire.
2. de perturber la lactatémie, ce paramètre étant utilisé en clinique pour juger de l’adéquation de la perfusion tissulaire.
- Le bicarbonate est probablement la meilleure solution « physiologique ». Il nécessite cependant une adjonction « extemporanée » dans les poches de substitution en raison d’une stabilité médiocre (£ 24 h). Cette adjonction itérative et donc modulable, permet cependant de s’adapter à l’état acide du patient (en cas de tampon lactate, l’apport reste fixe). En raison de la charge sodée ajoutée, le liquide de substitution est idéalement hyponatrémique de manière à éviter la surcharge sodée.
La perte de quantité importante de Ca++ par l’hémofiltration impose la perfusion continue de CaCl2 au patient ; en cas de poche tamponnée au bicarbonate et faiblement dosée en calcium, cet apport (pour une filtration de 2 l/h) avoisine fréquemment le 20 g.
Dans tous les cas, l’usage du tampon acétate est proscrit en raison de l’instabilité cardio-pulmonaire qui en résulte.
e) L’anticoagulation
Le système d’épuration est une circulation extracorporelle ; sa maintenance impose la conduite d’une anticoagulation. Une anticoagulation inefficace conduit à la perte des circuits, à la perte d’un volume sanguin et à l’inefficacité du système.
Une anticoagulation excessive expose au risque de complications hémorragiques.
La durée relativement courte des séances (£ 6 heures) facilite la gestion de ce problème. L’anticoagulation itérative est réalisée au moyen d’héparine non fractionnée (bolus I.V.), héparine de bas poids moléculaire (bolus I.V.), de citrate (perfusion continue à l’entrée du circuit durant la séance). Au besoin, une séance courte peut être réalisée sans anticoagulation.
La nécessité d’une anticoagulation continue constitue le talon d’Achille de la technique.
La technique la plus utilisée repose sur l’administration continue d’héparine sur la voie d’entrée du circuit (pour un TCA 2 x la valeur de départ). L’administration itérative d’héparine de bas poids moléculaire n’a guère d’avantage particulier (en termes de durée de vie des circuits et de complications hémorragiques) pour un coût bien supérieur.
L’idéal serait une anticoagulation « régionale » du circuit avec neutralisation de l’anticoagulant au retour du sang chez le patient.
Deux techniques sont utilisées :
- administration d’héparine à l’entrée du circuit et neutralisation par la protamine à la sortie. En pratique, cette association est le plus souvent décevante et difficile à gérer
- administration de citrate à l’entrée du circuit ou via les poches de substitution (dans ces deux cas, le citrate joue le rôle de tampon). Le système est remarquablement efficace et garantit une maintenance remarquable des hémofiltrations et permet une réelle anticoagulation régionale, du CaCl2 étant perfusée sur la voie de retour du patient. Ce système impose un liquide de substitution pratiquement dépourvu de calcium et une gestion rigoureuse basée sur le monitorage strict du calcium ionisé au niveau du circuit (< 0.3 mmol/l) et du patient (± 1.1 mmol/l) et du pH est indispensable. Les risques essentiels sont un taux de calcium ionisé effondré et une alcalose métabolique en cas d’administration excessive.
En cas de thrombopénie induite par l’héparine, le choix se portera sur l’hirudine, permettant à la fois l’anticoagulation du circuit et du patient (à risque de thrombose sur aggrégation plaquettaire). La gestion en est toutefois difficile vu l’élimination rénale du produit et le risque hémorragique dès lors associé.
a) Choix de la technique : hémofiltration continue versus hémodialyse intermittente.
La nature rétrospective de la plupart des études, la difficulté à obtenir des groupes comparables (pathologies multisystémiques d’étiologies multiples) et surtout l’absence de toute standardisation des doses de dialyse expliquent la difficulté à tirer toute conclusion des données de la littérature. Actuellement, aucune étude ne permet de conclure à la supériorité d’une technique par rapport à une autre.
D’expérience clinique quotidienne du médecin intensiviste, les techniques continues semblent les plus à même de faciliter la gestion globale (cardio-vasculaire, respiratoire, métabolique, nutritionnelle et pharmacologique) du patient en défaillance multisystémique. Une méta-analyse récente conforterait cette impression clinique, une mortalité plus faible étant observée dans le groupe de patient traité par épuration continue (RR 0.72 ; p < 0.01).
Il faut souligner le développement récent de « techniques intermédiaires » dites semi-continues : « hémodialyse lente » de durée ± 8 heures qui pourraient combiner les avantages des deux techniques.
Par ailleurs, il importe de considérer que les deux techniques ne s’excluent nullement, chacune pouvant être la technique la plus appropriée pour un patient donné : technique continue pour un patient en défaillance multisystémique aiguë / dialyse conventionnelle pour un patient stable, pouvant être mobilisé au fauteuil.
Biens plus, pour un même patient, les deux techniques sont fréquemment utilisées séquentiellement en fonction de l’évolution : hémofiltration continue en phase aiguë, relayée par hémodialyse intermittente en phase de convalescence.
b) Choix de la membrane
En dépit d’éléments contradictoires dans la littérature, l’ensemble des données actuelles plaide formellement pour l’usage de membrane synthétique de haute biocompatibilité en milieu de réanimation. Les membranes en polyacrylonitrite (AN69) peuvent être associées à l’activation de la voie des kinines, particulièrement chez le patient traité par IEC ; Leur rapport qualité / coût peut faire des membranes en polysulfone, le maître choix actuel.
c) Qualité et intensité de dialyse
Les donnes établissant un rapport entre l’intensité du traitement de dialyse et le pronostic de l’insuffisant rénal chronique ne sont pas si anciennes. Jusqu’il y a peu, ces données manquaient singulièrement en ce qui concerne l’insuffisance rénale aiguë et tout particulièrement chez le patient de réanimation.
Deux études récentes, répondant aux critères de qualité de la médecine factuelle, précisent la relation intensité d’épuration extrarénale et pronostic vital chez le patient en insuffisance rénale aiguë.
Ces études fondent la notion de « doses rénales » définissant les critères d’une épuration extrarénale pour insuffisance rénale aiguë chez le patient de réanimation :
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d) Impact thérapeutique « extrarénal » des techniques
d’épuration
Des données expérimentales et cliniques récentes suggèrent un impact thérapeutique favorable de doses encore plus élevées d’épuration et ce plus particulièrement en cas de sepsis. Il s’agirait ici de « sepsis-doses » susceptibles d’influencer favorablement le pronostic par delà un contrôle urémique déjà optimalisé pour une « dose rénale » inférieure (dans l’étude de Ronco et al., réalisée en hémofiltration continue la dose est de l’ordre de 50 ml/kg/h).
Dans cette indication, l’épuration est proposée extrêmement précocement bien avant l’installation d’un état urémique ; on parle alors de technique de « purification sanguine » plutôt que d’épuration au sens classique.
Ce qui est visé ici est l’épuration des médiateurs de la réaction inflammatoire (cytokines, prostaglandines, ….) dans le but de corriger la dysrégulation de la réaction inflammatoire et de l’immunité innée.
L’épuration de ces moyennes molécules repose sur un processus d’absorption saturable et d’une ultrafiltration, toutes deux requérant de très haut volumes filtrés, de l’ordre de 6 l/h en hémofiltration continue et 30 litres par heure (séance de 6 heures) en hémofiltration courte. Les performances d’épuration dépendent strictement du type de membrane utilisée.
L’hémofiltration à très haut volume (« septic dosis ») est toujours du domaine de l’investigation clinique et, contrairement à la notion de « doses rénales », l’épuration en soins intensifs n’est pas un élément acquis de médecine factuelle. Des données récentes suggèrent une amélioration de survie chez le patient en choc septique hypodynamique majeur, répondant à un traitement par hémofiltration à haut volume.
L’application clinique des concepts récents en matière d’épuration extrarénale en soins intensifs imposent :
- L’utilisation de membrane synthétique de haute biocompatibilité, haute perméabilité et grande surface et coefficient de tamisage élevé.
- L’utilisation de ce type de membrane d’un taux élevé d’ultrafiltration impose le secours à des machines d’hémofiltration automatisée permettant le contrôle de la pression transmembrannaire (déterminant le taux d’ultrafiltration). Ceci est un impératif de sécurité et de contrôle de la charge de travail (gestion automatique de la balance filtration / substitution).
- Le recours à des taux élevés d’utrafiltration nécessite des débits de sang élevés qui ne peuvent être assuré qu’au moyen de cathéter de grand diamètre.
- Le recours à des taux élevés d’ultrafiltration en hémofiltration veino-veineuse implique la consommation importante de liquide de substitution (de l’ordre de 60 litres par jour pour un taux de 35 ml/kg chez un patient de ± 70 kg).
Ce domaine a été médiocrement investigué ; traditionnellement, on considère les techniques continues nettement plus onéreuses que la technique d’hémodialyse intermittente. Le surcoût est lié au matériel « consommable » (hémofiltres et surtout liquide de substitution).
Il est clair que la nécessité de recourir à de hauts volumes de filtration impose une majoration des coûts.
L’analyse critique du surcoût attribué aux techniques continues impose cependant trois remarques :
Si les techniques continues facilitent et améliorent la gestion d’ensemble de ce syndrome, avec impact pronostique en termes de morbidité (réduction du taux d’infection nosocomiale, …) et de mortalité (ce qui reste à démontrer), on peut en espérer une réduction globale des coûts.
L’évolution globale des dépenses pour un patient de soins intensifs est d’une difficulté extrême. On a pu démontrer une relation directe entre ces coûts et le score de TISS (« Therapeutic intervention scoring system ») quantifiant la lourdeur des soins au chevet patient. Dans ces conditions, nous avons observé un score de TISS cumulé sur le séjour à l’USI supérieur dans le groupe hémodialyse versus hémofiltration.
Conclusions à retenir
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