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Mécanismes de la dénutrition au cours de l'insuffisance respiratoire chronique
Nutr Clin Mdtabol 1998; 12:261-70
M canismes de la d nutrition au cours de l'insuttisance respiratoire chronique Christophe Pison l, Xavier Leverve z 1. Service de Pneumologie, RCH, H6pital Albert-Michallon, Centre Hospitalier Universitaire de Grenoble. 2. Laboratoire de Bio6nerg6tique Fondamentale et Appliqu6e. Universit6 J.-Fourier BP 53X F-38041 Grenoble cedex.
R6sum6 L'~tude des m~canismes de la d~nutrition au cours de l'insuttisance respiratoire chronique est utile, car cette complication ~volutive fr6quente a de lourdes consequences fonctionnelles et est associ~e ~ u n pronostic aggrav~ ind~pendamment des donnfies fonctionnelles respiratoires, ji, l'inverse, l'obtention d'une renutrition transforme le pronostic vital de ces patients. L'adaptation ~ l'hypoxie, dont le fondement est l'oxyg~ne conformitY, est expos~e. La d~nutrition au cours de l'insutfisance respiratoire chronique est li~e fi un d~s~quilibre de la balance entre une d~pense ~nerg~tique accrue et des apports alimentaires inad~quats. Les d~terminants de cette rupture sont pr~sent~s. Les implications cliniques de la comprehension des m~canismes de la d~nutrition sont pr~cis~es et des perspectives de recherche h la fois fondamentale et appliqufie sont propos~es.
Conversely, renutrition improves the prognosis in these patients. Adaptation to hypoxia, the basis of which is oxygen conformance, is described. Denutrition during chronic obstructive pulmonary disease is linked to t h e imbalance arising from increased energy expenditure and inadequate food intake. The origins of the imba~f
Mots cles : D6nutrition, depense energetique, hypoxie, insuffisance respiratoire chronique, oxygene conformit&
Introduction mentent dans nos pays d6velopp6s [1]. Ces affections se compliquent de d6nutrition dans 20/t 70% des cas suivant le contexte clinique : 6tat stable [2-5], insuffisance respiratoire aigu6 [6, 7], insuffisance respiratoire
L'6tude des m6canismes de la d6nutrition au cours de l'insuffisance respiratoire chronique (IRC) est un sujet d'actualit6 en 1998 pour trois raisons. La pr6valence et l'incidence des maladies respiratoires chroniques aug-
Correspondance : Pr C. Pison, Service de Pneumologie, RCH, H6pital A.-Michallon, CHU Grenoble, BP, 217 Grenoble cedex 09. E-Mail: [email protected] Re(~u le 10 septembre 1998.
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chronique [8] ou encore attente de transplantation pulmonaire [9]. Cette complication 6volutive a de lourdes consbquences fonctionnelles [4, 8, 10-21] et repr6sente un facteur tr6s important, ind6pendant, de mauvais pronostic [14, 22-26]. Cette d~nutrition peut ~tre trait~e et sa correction changer le cours 6volutif de ces affections [26]. Apr~s de brefs rappels, pour le non-sp6cialiste, sur l'insuffisance respiratoire, nous exposerons les ph6nom6nes d'adaptation fi l'hypoxie avant d'aborder les m~canismes de la d6nutrition au cours de I'IRC. Nous verrons fi cet 6gard que les donn~es les plus importantes concernent les bronchopneumopathies chroniques obstructives (BPCO) qu'elles soient compliqu6es ou non d'IRC. Les progr6s importants dans la connaissance des m6canismes de la d~nutrition au cours de I'IRC ont d'ores et d6j/t des implications pratiques pour le clinicien et laissent entrevoir des perspectives tr~s stimulantes pour la recherche bioclinique. L'insuffisance respiratoire chronique est une situation clinique fr~quente puisqu'en France, on compte plus de 50 000 patients trait6s/t domicile par assistance respiratoire, que ce soit par oxyg6noth6rapie au long cours, ventilation assist6e invasive ou non invasive par masque nasal. L'insuffisance respiratoire se d6finit par la faillite des m+canismes qui assurent l'h~matose avec, en pratique clinique, une hypox6mie en deg/t de 60 m m H g ou 8 kPa (SaO2 < 90%) quel que soit le niveau de la PaCO2. L'insuffisance respiratoire chronique se caract~rise par la constatation d'une hypox~mie mesur6e fi plusieurs reprises et fi au moins trois mois d'une exacerbation de la maladie respiratoire. L'IRC est dite grave lorsque la PaO2 est inf6rieure fi 55 m m H g ou 7,3 kPa fi plusieurs reprises. L'IRC est le plus souvent l'aboutissement de BPCO qui regroupent la bronchite chronique, l'emphys6me, les dilatations des bronches, dont la mucoviscidose et les asthmes d6grad6s. La prevalence des BPCO est estim6e en France fi 2 500 000 personnes dont un tiers souffrent d'une obstruction bronchique et 20% d ' I R C [1]. L'IRC compliquant les maladies infiltratives diffuses type fibrose pulmonaire, les maladies vasculaires pulmonaires comme les thromboses chroniques des art6res pulmonaires ou encore les maladies neuromusculaires rendent compte de 20% environ des insuffisances respiratoires chroniques. Le pronostic de I'IRC grave est particuli6rement s6v6re avec, par exemple, seulement 28 % de sujets en vie /t 4 ans chez les patients atteints de BPCO compliqu6es d'hypox~mie (PaO2 < 55 mmHg) dans l'6tude anglaise du Medical Research Council [27]. L'oxyg~noth6rapie au long cours [28] a modifi6 le pronostic de ces affections en faisant passer la survie /t 4 ans de 28% /t 55% dans l'6tude anglaise [27] et m~me fi 75% /t 3 ans dans l'6tude am6ricaine du N O T T avec une oxyg~noth~rapie continue de
24 heures [29]. N6anmoins, I'IRC quelle qu'en soit l'6tiologie, cyphoscoliose et maladies neuro-musculaires except6es, trait6e d'un point de vue pneumologique avec correction de l'hypox+mie, garde un pronostic sombre puisque la m6diane de survie oscille entre 1 et 4 ans dans une 6rude frangaise de I'ANTAD I R portant sur 26 140 patients suivis de janvier 1984/t janvier 1993 [25]. Dans le cadre des fibroses pulmonaires, on note le pronostic encore plus effroyable de l'hypox6mie puisque la m6diane de la survie est 5, 1 an malgr6 l'oxyg6noth~rapie [25]. C'est dire que des progr6s dans la compr6hension de la physiopathologie de ces affections hypox6miantes, notamment des m6canismes de la d6nutrition, sont indispensables si l'on veut am61iorer leur pronostic. En effet, la d6nutrition repr6sente un facteur pronostique majeur dans ces affections [24-26]. La d6nutrition des maladies respiratoires chroniques peut se manifester bien avant la constatation d'une IRC, et nous d6crirons ici la d6nutrition des maladies respiratoires chroniques, surtout obstructives, qu'elles soient compliqu6es ou non d'IRC.
Adaptations b I'hypoxie Avant que ne s'installe une hypox6mie chronique de repos, il existe une p6riode pendant laquelle celle-ci n'appara~t qu'fi l'effort, pendant le sommeil ou encore lors des exacerbations de la maladie respiratoire. Ainsi, il existe un continuum depuis la maladie respiratoire chronique non compliqu6e d'hypox6mie jusqu'fi l'hypox~mie permanente. L'IRC, d~finie par la mesure du niveau de PaO2, peut se compliquer d'hypoxie tissulaire correspondant fi un apport insuffisant en oxyg~ne au niveau cellulaire pour maintenir une fonction physiologique normale, que ce soit/t l'6chelon cellulaire, d'un organe ou encore de l'organisme entier. Dans l'insuffisance respiratoire chronique, il s'agit d'une hypoxie simple o/1 la baisse du contenu en oxyg6ne ne s'accompagne pas d'anomalies des d6bits locaux comme dans les hypoxies stagnantes. L'hypox6mie joue un r61e direct sur le statut nutritionnel comme l'ont bien montr~ les ~tudes en hypoxie hypobare et normobare, tant chez l'homme sain que chez l'animal [30-33]. Chez l'homme sain, l'hypoxie hypobare conduit 5, une perte pond6rale ou cachexie hypoxique. On note une diminution de l'eau totale, une perte de masse grasse et une fonte musculaire associ6e 5~ une diminution de la puissance maximale de travail. Ces anomalies sont li~es fi une baisse des apports hydriques et de la prise alimentaire, mais aussi Zt une augmentation de la d6pense 6nerg6tique. Une pr6f6rence marqu6e pour une alimentation riche en glucides avec une utilisation accrue de glucose est not6e en r6ponse fi une diminution de l'oxyg6ne disponible. De fagon paradoxale, apr6s 262
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acclimatation/t l'hypoxie, les voies m6taboliques a6robies sont sollicit6es de telle sorte que la production de lactate est r6duite [34,35]. On parle de lactate paradoxe. En effet, c'est l'oxydation du glucose qui permet le meilleur rendement 6nerg6tique par mole d'oxyg6ne disponible de telle sorte qu'il n'est pas tr~s 6tonnant que le glucose soit le substrat de choix en situation d'hypoxie aux d6pens des lipides [35-37]. Chez le rat en situation d'hypoxie, nous avons montr6 qu'il existe une adaptation t o u t / t fait sp6cifique,
diff6rente de l'agression [31-33] et tr6s comparable fi celle de l'homme sain en altitude [34-36]. I1 appara~t ainsi clairement que l'oxyg6ne est plus qu'un nutriment [38] et qu'il agit en fait comme un signal tr6s important en modulant l'expression g~nique [39]. En situation d'hypoxie, il existe des possibilit6s de production d'ATP ana6robie grfice / t u n e cooperation inter-organes mais, globalement, le m6tabolisme reste a6robie stricte sans possibilit6 d'une dette a6robie prolong6e comme le montre la figure 1 [37]. Cela peut ~tre
Foie
H6matie
Muscle
Figure 1. Recyclage du glucose en situation d'hypo xie. Le glucose est prbfbren tiellemen t oxyd4 en situation d'hypo xie dans les tissus non limit,s en oxygbne. A l'inverse, au niveau des tissus en anabrobiose stricte (h4maties, rbtine) ou limit4s en oxygkne (muscles), l'A TP est glycolytique avec production de lactate et d'alanine captks au niveau h@atique via les cycles de Cori et de Felig. Lactate et alanine sont les principaux substrats de la n4oglucog enOse h4patique. L'dnergie utilis4e dans leJbie vient principalement de l,• xydati•n des lipides de telle s•rte que l•A TP glyc•lytique pr•vient enfait des lipides. Cette coop4ration inter-organe permet h des tissus limit4s en oxygbne de maintenir une activit~ mbtabolique au prix d'un rendemen t limitO puisque 6 A TP sont hydrolys4s pour 2 A TP produits. Nous avons montrk qu'en situation d'hypoxie, ce cycle de Cori est enfait frein4 au niveau h~patique par une inhibition de la transcription d'une enzyme cl~ de la n~oglucogen~se h4patique par l'hypo xie : la PEPCK (31-33). Cette inhibition conduit glune augmentation mod4rbe de la lactat~mie permettant de recruter un plus grand nombre d'h4patocytes n4oglucog4niques et une dconomie prot4ique relative. On constate que globalement, le m~tabolisme reste a4robie m~me en situation d'hypo xie. La coopbration inter-organe devien t alors cruciale pour une adaptation ~ l'hypo xie. Cela s'accompagne d'un rendement moins bon, 414ment quipeut expliquer en partie que la consommation d'oxygbne estfinalement augmentbe en situation d'hypo xie. Glucose recycling in hypo xia. Glucose is preferentially oxidized in hypoxia in tissues that are not oxygen-limited. Conversely, in strictly anaerobic tissues (red blood cells, retina) or oxygen-limited tissues (muscles), A TP is glycolytic with production of lactate and alanine captured in the liver via the Cori and Felig eycle,~. Lactate and alanine are the main substrates of hepatic gluconeogenesis. The energy used in the liver comes mainly from lipid oxidation, so that the glycolytic A TP derives in.fact from lipids. This inter-organ cooperation allows oxygen-limited organs to maintain a metabolic activity at the cost of a limited yield, 6 A TPmolecules being hydrolysedfor 2 A TP molecules produced. We have shown that in hypo xia the Cori cylce is infact slowed in the liver by inhibition by hypoxia of the transcription of a key enzyme of hepatic gluconeogenesis, PEPCK [31-33]. This inhibition leads' to a moderate increase in blood lactate, making it possible to recruit a greater number of gluconeogenic hepatocytes and make a relative protein saving. Overall, the metabolism remains aerobic even in hypo xia. This inter-organ cooperation thus becomes crucialfor adaptation to hypoxia. This' is accompanied by a lower yield, which can partly explain why oxygen consumption is actually increased in hypoxia.
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encore exprim6 par le concept d'oxyg6ne conformit6 [31, 39, 40]. De fagon traditionnelle, certains biologistes pensaient que la r@onse au manque d'oxyg6ne se r6sumait fi l'effet Pasteur ; ainsi, quand la production d'ATP par l'oxydation phosphorylante commence/t chuter par manque d'oxyg~ne, le d6ficit 6nerg6tique serait couvert par l'activation des voies m6taboliques ana6robies productrices d'ATP. Deux types d'observations plaident fortement contre cette conception chez les animaux tol6rants fi l'hypoxie [41]. D'abord, chez ces animaux comme la tortue marine, le m6tabolisme ana6robie est utilis6 non pour pallier le d6ficit 6nerg6tique, mais au contraire pour r6duire le taux de renouvellement de I'ATP. En effet, dans ces circonstances, le taux de renouvellement de I'ATP peut ~tre divis6 par un facteur 10. L'ATP ana6robie servira uniquement fi faire fonctionner les pompes Na+/K +. Enfin, les r6ponses/t la baisse de la concentration d'oxyg6ne d6butent pour des concentrations bien sup6rieures au Km de l'oxyg6ne pour la mitochondrie ; on parle d'oxyg6ne conformit6, c'est-/tdire de relation 6troite entre le niveau d'oxyg6ne et la consommation d'oxyg~ne. Chez l'homme ~galement, mammif~re peu tolerant fi l'hypoxie, la baisse de la Pa02 peut ~tre pergue avant m~me tout d~ficit bnerg6tique
cellulaire. Le premier exemple, tr6s bien document6, a 6t6 celui de l'6rythropo/6tine dont le niveau de transcription g6nique est r6g16 au niveau r6nal via une prot6ine h6minique en fonction de la pression partielle d'oxyg6ne [42]. Ces travaux sur la r6gulation de l'6rythropoi6tine ont permis de d6finir 4 crit6res exp6rimentaux pour diff6rencier la perception du niveau d'oxyg6ne et la transduction du signal de la simple d6pendance des voies m~taboliques de l'oxyg6ne (figure 2). Ces 4 critb,res sont :- la r6ponse doit ~tre abolie par la normoxie m~me en presence de poisons de l'oxydation phosphorylante type cyanure ou dinitroph6nol; dans les voles m6taboliques d6pendantes d'une prot6ine h6minique capable de percevoir le niveau d'Oe, le nickel ou le cobalt qui bloquent la prot6ine h6minique dans sa conformation d6oxy doivent reproduire l'effet de l'hypoxie ; - l e CO qui bloque la prot6ine h6minique dans sa conformation oxy doit abolir l'effet de l'hypoxie ; enfin, les inhibiteurs de la synth~se des prot6ines h6miniques doivent abroger les effets de l'hypoxie, du nickel ou du cobalt sur ce type de vole. Ainsi, au niveau h6patique, l'activit6 m6tabolique des h~patocytes d6pend ~troitement de l'oxyg~ne
PaO2
Effet Pasteur
Oxygene [conformit6
HIF-SS
abolition par normoxie m6me si cyanure HIF-SH 2- prot6ine heminique 3- CO = oxy = abolition hypoxie 4- effets des inhibiteurs syntheses proteines ARNm heminiques Prot6ines ~ - - ~ _ ~ ~
Glycolyse
1-
Cycle dt Krebs
@~
ChaliCed] tcrta;sp°rt Oxygene
Figure 2. Perception de l'oxygbne et transduction du signal hypoxique. L'oxygbne conJbrmitb permet ?t la cellule d'adapter au niveau d'oxygOne disponible son activitO m~tabolique par un contr61e trbs strict des ph4nombnes de transcription. On voit que l'oxygbne est un signal puissant de la transcription via un facteur de transcription sp4cifique : HIF ou hypoxia-inducible factor. Son niveau dbpend directement de la production de radicaux libres dont la concentration est fonction de la pression partielle d'oxygkne. Oxygen perception and transduction of the hypoxic signal Oxygen conformance allows the cell to adapt its metabolic activity to the level of available oxygen by a very strict control of transcription phenomena. Oxygen is thus a powerful transcription signal, acting via a specific transcription factor, HIF or hypoxiainducible Jactor. Its level depends directly on the production of free radicals, the concentration of which depends on the oxygen partial pressure. 264
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isol6 [39]. Son rNe a 6t6 tr6s bien mis en 6vidence dans la r6gulation de la transcription du g~ne de l'6rythropoi6tine au cours de l'hypoxie [39, 42]. L'adaptation /t l'hypoxie est permanente depuis la vie f~etale. I1 faut comprendre que l'homme, qu'il soit en altitude ou porteur d'une insuffisance respiratoire chronique, reste un mammif6re extr6mernent peu tol6rant /t l'hypoxie. Une coop6ration interorgane permet de compenser une hypoxie relative dans certains tissus (c/.' figure 1). Globalement, le m6tabolisme de l'homme insuffisant respiratoire reste a6robie. Les adaptations fi l'hypoxie sont un ensemble de strat6gies qui permettent la survie au prix d'une diminution d'activit~ et dont certaines cons6quences, comme la perte de poids, sont responsables/t leur tour d'une morbidit6 majeure (figure 3).
disponible. L'oxyg6ne conformit6 permet une adaptation permanente entre l'offre d'oxyg6ne et le m6tabolisme cellulaire avec une hi6rarchisation extr~mement pr6cise des fonctions cellulaires qui sont progressivement inhib+es [40, 41]. Ainsi, on note une stabilit6 remarquable du niveau des nucl~otides ATP et ADP grgtce fi une diminution de la demande en ATP li6e fi une inhibition, par exemple au niveau h6patique, de la synth6se d'ur6e, des prot6ines, du glucose et de la prot6olyse [33, 40, 41]. La cellule est inform~e de fagon tr~s fine du niveau d'oxyg~ne par des prot6ines h6miniques membranaires qui, fi leur tour, contr61ent la production de radicaux libres de l'oxyg6ne dont le niveau r6gle certains facteurs de transcription (cf figure 2). Parmi ces facteurs de transcription, l'hypoxia-induciblefactor ou HIF a 6t6
Hypox6mie
Baisse des apports alimentaires - anorexie, dyspnee - desaturation ~- d 6 p r e s s i o n -?
Hypoxie
Augmentation de la d~pense energetique - infection, i n f l a m m a t i o n - t r o u b l e obstructif, inflation pulmonaire - ~2, cortico'fdes
Perte de poids aux depens de la masse maigre
Dysfonction musculaire
,4Dyspnee Diminution de la tolerance/I I'effort par c h a r g e v e n t i l a t o i r e a c c r u e et d y s f o n c t i o n de la p o m p e (baisse des p r e s s i o n s i n s p i r a t o i r e s m a x i m a l e s )
Diminution du p~rimetre de marche
-l~ 4iMorbidite accrue : handicap, baisse de la qualite de vie
Mortalite accrue
Figure 3. Mkcanismes et consOquences de la dbnutrition au cours des maladies respiratoires chroniques obstructives compliqu~es ou non d'hypoxbmie. Mechanisms and consequences o f denutrition during chronic obstructive pulmonary disease with or without hypoxemia.
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Mdcanismes de la ddnutrition au cours de I'IRC
Fondamentalement, il existe ~ certains moments de l'histoire du patient (hospitalisation, infection...) un d6s6quilibre de la balance entre une d6pense ~nerg6tique accrue et des apports alimentaires inad6quats. Le m6canisme essentiel de la d6nutrition des maladies respiratoires chroniques compliqu6es ou non d'IRC est un hyperm6tabolisme de repos et probablement une augmentation de la d6pense 6nerg&ique journali6re comme le montre la figure 4 [48]. On retrouve une augmentation de la d6pense 6nerg&ique de repos dans les BPCO [4, 45, 55-58], la
La connaissance de ces m6canismes dolt beaucoup au groupe de Schols et Wouters de Maastricht dont les conception peuvent &re sch6matis6es par la figure 3 [2-4, 15, 18, 26, 43-48]. Plusieurs revues ont &6 6crites sur les aspects nutritionnels des maladies respiratoires chroniques t~moignant d'un inter& marqu6 de la communaut6 m6dicale pour la prise en charge de ces patients [49-54].
Depense 6nergetique li~e & I'activit(~
/
Thermogenes~ induite par I'alimentation
i i !iii' ii! i
ii!!i iiiiiiiiiiil
~i~iiiiiii!iiiii~i:~ ~ !~i~i~~ ii~i!ii~ ~!i~iliiii~i~i~!ii~iii!i!!~i;~ii::i~i~:i~!~:i!iii+~:i!~ii~ii~:~ii~iii~
M(~tabolisme de base i iiliii ~
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l
tabo,sme
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de base
ii,
Sujets t(~moins
Sujets porteurs de BPCO
Figure 4. Comparaisons de la d~pense Onerg~tique totale journali~re entre des sujets sains et des patients porteurs de broncho-pneumopathie chronique obstructive. On note que leur mOtabolisme de base est augmentS, de m~me que leur dOpense OnergOtique liOe gt l'activitO, tandis que la thermogen~se induite par l'alimentation n'est pas affectOe. Comparisons of total daily energy expenditure between healthy subjects and patients with chronic obstructive pulmonary disease. Their basal metabolism and their activity-related energy expenditure are increased, while food-induced thermogenesis is not affected. 266
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mucoviscidose [59, 60] ou encore les fibroses interstitielles diffuses [61]. En cas de BPCO, la d6pense 6nerg6tique de repos chez le patient d~nutri, exprim6e en pourcentage du m6tabolisme basal th6orique, d6passe de 15 % environ celle des patients non d6nutris (cf figure 4). Ainsi, les apports alimentaires peuvent rester normaux dans l'absolu, mais insuffisants si on tient compte des d6penses energ6tiques [45]. Le m6canisme essentiel de cet hyperm6tabolisme de repos n'est pas encore tr6s bien compris. L'augmentation du cofit 6nerg6tique de la respiration, secondaire au trouble ventilatoire obstructif et /t l'hyperinflation pulmonaire, a 6t6 le premier m6canisme mis en avant [45, 62]. En dehors des pouss6es d'insuffisance respiratoire aigu6 off le travail respiratoire est tr6s augment6 et peut rendre compte notamment chez les emphys6mateux de l'augmentation de la d6pense 6nerg6tique [63], ce m6canisme est probablement peu important, d'autant plus que la d6pense 6nerg6tique de repos est peu ou pas corr616e aux alt6rations des param+tres fonctionnels respiratoires [60, 64, 65]. N6anmoins, il est probable que l'augmentation du travail respiratoire, en rapport avec une obstruction s6v6re et une hyperinflation pulmonaire marqu6e dans certains emphys6mes, puisse jouer un rble significatif dans l'augmentation de la d6pense 6nerg6tique. Ainsi, nous avons pu suivre l'6volution pond6rale de 12 patients porteurs d'un emphys6me s6v6re au d6cours d'une chirurgie de r6duction de volume pulmonaire dont l'effet principal est de diminuer de fagon importante le travail respiratoire [66]. Sur cette br6ve s6rie, on note une augmentation du poids de plus de 10% en pourcentage du poids th6orique dans les 12 mois postop6ratoires alors que les 6changes gazeux sont peu am61ior6s. Le seul facteur modifi6 par cette chirurgie est une diminution importante du travail respiratoire soulignant son r61e potentiel dans la prise de poids de ces patients. Darts les BPCO, la d6nutrition n'est pas due fi des alt6rations de l'absorption intestinale. D'autres m6canismes ont donc 6t6 propos6s (cf. figure 3). Plusieurs 6tudes ont montr6 que la production de cytokines, en particulier du TNF, 6tait augment6e chez le sujet d6nutri souffrant de BPCO, ce qui sugg6re un rble de l'inflammation bronchopulmonaire dans l'hyperm6tabolisme de repos [47, 59, 67, 68]. Cette production de cytokines est probablement secondaire une inflammation, notamment d'origine infectieuse [47]. On connait depuis longtemps en clinique le r61e b6n6fique des cures d'antibiotiques sur la reprise pond~rale dans la mucoviscidose. La thermogen6se postprandiale n'est pas augment6e chez le patient d6nutri souffrant de BPCO [69-71]. Les donn6es concernant la d6pense ~nerg6tique totale journali~re sont contradictoires : elle n'est pas augment6e lorsqu'elle est mesur6e en chambre de calorim6trie di-
recte [72], mais l'est si elle est mesurde par la technique de l'eau doublement marqu6e, aux d6pens en fait de la d6pense li6e /t l'activit6 physique, ce qui t~moigne d'un rendement 6nerg6tique sfirement m6diocre dans les activit6s quotidiennes [48]. Enfin, les bronchodilatateurs de type ~2-agonistes et la persistance d'une intoxication tabagique peuvent 6galement participer fi l'hyperm6tabolisme de repos [73]. En regard d'une d6pense 6nerg&ique accrue, les apports alimentaires ne sont pas adapt6s [45]. I1 existe une majoration de la dyspn6e pendant et au d6cours des prises alimentaires voire m~me une d6saturation oxyh6moglobin6e [43]. En cas de syndrome inflammatoire, il existe une anorexie. Enfin, la qualit6 de vie des patients est fortement d6grad6e avec fr6quemment un 6tat d6pressif pouvant participer/t cette anorexie [74]. Enfin, il n'est pas exclu que des contraintes financi6res et un certain degr6 d'isolement chez ces patients puissent ~tre responsables d'apports alimentaires insuffisants. Une autre mani6re d'envisager la d6nutrition est de sugg6rer que la maigreur partagerait un facteur de risque commun avec le fait de d6velopper une obstruction bronchique [75].
Implications et perspectives Les implications de ces travaux sur la d6nutrition au cours de I'IRC sont tr~s importantes. I1 apparait que I'IRC est une maladie non seulement respiratoire, mais aussi et peut-~tre surtout syst6mique. L'oxyg6ne est unique puisqu'il est fi la fois un nutriment et un signal pour la cellule. Si la r6ponse m6tabolique fi I'IRC est adaptative, elle peut devenir dans certains cas d616t6re en diminuant la masse m6taboliquement active, compromettant encore plus l'autonomie respiratoire de ces patients. L'examen de I'IRC doit cornporter une 6valuation nutritionnelle syst6matique : enqu&e di6t6tique, histoire du poids, voire composition corporelle par imp6dancem6trie. Les facteurs d'accroissement de la d6pense 6nerg6tique comme l'infection, une obstruction bronchique s6v6re, l'utilisation immod6r6e des ~-2 agonistes et l'hypox6mie, doivent 6tre pris en compte et si possible trait6s. Les facteurs de limitation de la prise alimentaires doivent &re recherch6s. Les perspectives sont fi la fois fondamentales et appliqu~es. I1 faut mieux comprendre les m6canismes de la perception du niveau d'oxyg+ne, la transduction du signal hypoxique et ses effets g6niques. L'adaptation m6tabolique est imparfaitement connue. Quel est le rble de l'hypoxie sur le renouvellement des prot6ines musculaires? Quels sont les substrats pr6f6rentiellement utilis6s? Quels sont les d6terminants de la prise alimentaire au cours de I'IRC ? Quels sont les facteurs de non-r6ponse/t la 267
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16. Gray-Donald K, Gibbons L, Shapiro SH, Martin JG. Effect of nutritional status on exercise performance in patients with chronic obstructive pulmonary disease. A m Rev Reapir Dis 1989; 140: 1544-8. 17. Newell SZ, McKenzie DK, Gandevia SC. Inspiratory and skeletal muscle strength and endurance and diaphragmatic activation in patients with chronic airflow limitation. Thorax 1989; 44: 903-12. 18. Schols AMWJ, Mostert R, Soeters PB, Wouters EFM. Body composition and exercise performance in patients with chronic obstructive pulmonary disease. Thorax 1991; 46: 695-9. 19. Carlson D J, Ries AL, Kaplan RM. Prediction of maximum exercise tolerance in patients with COPD. Chest 1991; 100: 307-21. 20. Palange P, Forte S, Eelli A et al. Nutritional state and exercise tolerance in patients with COPD. Chest 1995; 107: 1206-12. 21. Nishimura Y, Tsutsumi M, Nakata H et al. Relationship between respiratory muscle strength and lean body mass in men with COPD. Chest 1995; 107: 1232-6. 22. Braun SR, Dixon RM, Keim N L et al. Predictive clinical value of nutritional assessment factors in COPD. Chest 1984; 85: 353-7. 23. Dubois P, Jamart J, Machiels J, Smeets E, Lulling J. Prognosis of severely hypoxemic patients receiving long-term oxygen therapy. Chest 1994; 105: 469-74. 24. Gray-Donald K, Gibbons L, Shapiro SH, Macklem PT, Martin JG. Nutritional status and mortality in chronic obstructive pulmonary disease. A m J Re.s7)ir Crit Care Med 1996; 153: 961-6. 25. Chailleux E, Fauroux B, Binet F, Dautzenberg B, Polu JM. Predictors of survival in patients receiving domiciliary oxygen therapy or mechanical ventilation. A 10-year analysis of A N T A D I R observatory. Chest 1996; 109: 741-9. 26. Schols AMWJ, Slangen J, Volovics L, Wouters EFM. Weight loss is a reversible factor in the prognosis of chronic obstructive pulmonary disease. A m J Respir Crit Care M e d 1998; 157: 1791-7. 27. Medical Research Council Working Party. Long term domiciliary oxygen therapy in chronic hypoxic cor pulmonale complicating chronic bronchitis and emphysema. Lancet 1981; 1: 681-6. 28. Paramelle B, Brambilla C, Gerrads A, Rigaud D. Oxyg6noth6rapie de suppl6ance pour hypox6mie chronique. Rev Fr Mal Resp 1983; 11: 579-94. 29. Nocturnal Oxygen Therapy Trial Group. Continuous or nocturnal oxygen therapy in hypoxemic chronic obstructive lung disease: a clinical trial. Ann Intern Med 1980; 93: 391-8. 30. Favier R, Coudert J. Interaction, malnutrition, hypoxie. In: Leverve XM, Cosnes J, Erny Ph, Hasselmann M, eds. TraitO de Nutrition artificielle de l'adulte. Paris: Mariette Gu6na, 1998: 347-55. 31. Pison C. R61e du foie darts l'adaptation ",i l'hypoxie. Etude sur h6patocytes isol6s de rat et chez l'insuffisant respiratoire chronique grave. Universit6 L-Fourier, Grenoble: Thdse de Sciences 1-110. 32. Pison C, Chauvin C, Perrault H et al. In Vivo hypoxic exposure impairs metabolic a d a p t a t i o n s to a 48 hours fast in rats. Eur Respir J 1998; 12: 658-65.
r e n u t r i t i o n ? Quelle est la p l a c e des a n a b o l i s a n t s et de la r 6 h a b i l i t a t i o n n o t a m m e n t fi l'effort d a n s la p r i s e en c h a r g e g l o b a l e de ces p a t i e n t s d o n t on a i m e r a i t p o u v o i r am61iorer le m a u v a i s p r o n o s t i c ?
Bibliographie 1. Racineux JC, Vidal JF, Meslier N. Les maladies respiratoires chroniques lides au tabagisme. Rev Prat 1993; 43: 1223-6. 2. Schols AMWJ, Mostert R, Soeters P, Greve LH, Wouters EFM. Inventory of nutritional status in patients with COPD. Chest 1989; 96: 247-9. 3. Schols AMWJ, Soeters PB, Dingemans A M C et al. Prevalence and characteristics of nutritional depletion in patients with stable COPD eligible for pulmonary rehabilitation. A m Rev Respir Dis 1993; 147: 1151-6. 4. Engelen MPKJ, Schols AMWJ, Baken WC, Wcsseling G J, Wouters EFM. Nutritional depletion in relation to respiratory and peripheral skeletal muscle function in out-patients with COPD. Eur Respir J 1994; 7: 1793-7. 5. Braun SR, Keim NL, Dixon RM, Clagnaz P, Anderegg A, Shrago ES. The prevalence and determinants of nutritional changes in chronic obstructive pulmonary disease. Chest 1984; 86: 558-63. 6. Driver AG, McAlevy MT, Smith JL. Nutritional assessment of patients with chronic obstructive pulmonary disease and acute respiratory failure. Chest 1982; 82: 568-71. 7. Laaban JP, Kouchakji B, Dor6 MF, Orvo~n-Frija E, David P, Rochemaure J. Nutritional status of patients with chronic obstructive pulmonary disease and acute respiratory failure. Chest 1993; 103: 13628. 8. Bernard MN. Qualit6 de vie et 6tat nutritionnel des insuffisants respiratoires chroniques graves. Universit6 L-Fourier, Grenoble : Th&se de MOdeeine 1997: 1-153. 9. Pison C, Schwebel C, Pin I e t al. Nutritional status of patients awaiting for lung transplantation. Eur Respir J 1997; 10: 367s. 10. Thurlbeck MM. Diaphragm and body weight in emphysema. Thorax 1978; 33: 483-7. 11. Wilson SH, Cooke NT, Moxham J e t al. Sternocleidomastoid muscle function and fatigue in normal subjects and in patients with chronic obstructive pulmonary disease. A m Rev Repir Dis 1984; 129: 460-4. 12. Rochester DF, Braun NMT. Determinants of maximal inspiratory pressure in chronic obstructive pulmonary disease. A m Rev Respir Dis. 1985; 132: 42-7. 13. Marcotte JE, Canny GJ, Grisdale R et aL Effects of nutritional status on exercise performance in advanced cystic fibrosis. Chest 1986; 90: 375-9. 14. Wilson DO, Rogers RM, Wright EC, Anthonisen NR. Body weight in chronic obstructive pulmonary disease. A m Rev Respir Dis 1989; 139: 1435-8. 15. Schols AMWJ, Mostert R, Soeters PB, Greve LH, Wouters EFM. Nutritional state and exercise performance in patients with chronic obstructive pulmonary disease. Thorax 1989; 44: 937-41. 268
DI~NUTRITION
AU COURS
DE L'INSUFFISANCE
33. Pison C, Chauvin C, Fontaine E et al. Mechanism of gluconeogenesis inhibition in rat hepatocytes isolated after in vivo hypoxia. Am J Physiol-Endocrinol Met 1995; 31: E965-73. 34. Brooks G, Butterfield G, Wolfe R et al. Decrease reliance on lactate during exercise after acclimatization to 4 300 m. JAppl Physio11991; 71: 333-41. 35. Brooks G, Butterfield G, Wolfe R et al. Increase dependance on blood glucose after acclimatization to 4 300 m. JAppl Physiol 1991; 70: 919-27. 36. Roberts A, Butterfield G, Cymerman A e t al. Acclimatization to 4 300 m altitude decreases reliance on fat as a substrate. JAppl Physiol 1996; 81: 1762-71. 37. Leverve X, Fontaine E, P6ronnet F. M6tabolisme 6nerg~tique. Encycl Mbd Chir Endocrinologie-Nutrition. Paris: Elsevier, 1997 10-317-A-10: 1-12. 38. Forster RE, Eastbrook RW. Is oxygen an essential nutrient? Ann Rev Nutr 1993; 13: 383-403. 39. Bunn HF, Poyton RO. Oxygen sensing and molecular adaptation to hypoxia. Physiol Rev 1996; 76: 839-5. 40. Schumacker PT, Chandel N, Agusti AGN. Oxygen conformance of cellular respiration in hepatocytes. Am J Physiol 1993; 265: L395-402. 41. Hochachka PW, Buck LT, Doll CJ, Land SC. Unifying theory of hypoxia tolerance: molecular/metabolic defense and rescue mechanisms for surviving oxygen lack. Proc Natl Acad USA 1996; 93: 9493-8. 42. Goldberg MA, Dunning SP, Bunn HF. Regulation of the erythropoietin gene: evidence that the oxygen sensor is a heme protein. Science 1988; 242: 1412-5. 43. Schols AMWJ, Mostert R, Cobben N, Soeters P, Wouters EFM. Transcutaneous oxygen saturation and carbon dioxide tension during meals in patients with chronic obstructive pulmonary disease. Chest 1991; 100: 1287-92. 44. Schols AMWJ, Soeters PB, Mostert R, Pluymers R J, Wouters EFM. Physiological effects of nutritional support and anabolic steroids in patients with chronic obstructive p u l m o n a r y disease. A placebocontrolled randomized trial. Am J Respir Crit Care Med 1995; 152: 1268-74. 45. Schols AMWJ, Soeters PB, Saris W H M , Wouters EFM. Energy balance in chronic obstructive pulmonary disease. Am Rev ResTir Dis 1991; 143: 1248-52. 46. Schols AMWJ, Wouters EFM. Nutritional considerations in the treatment of chronic obstructive pulmonary disease. Clin Nutr 1995; 14: 64-73. 47. Schols AMWJ, Buurman WA, Staal-van den Brekel A J, Dentener MA, Wouters EFM. Evidence for a relation between metabolic derangements and increased levels of inflammatory mediators in a subgroup of patients with chronic obstructive pulmonary disease. Thorax 1996; 51: 819-24. 48. Baarends EM, Schols AMWJ, Pannemans DLE, Westerterp KR, Wouters EFM. Total free living energy expenditure in patients with severe chronic obstructive pulmonary disease. Am J Respir Crit Care Med 1997; 155: 549-54. 49. Aguilaniu B. Malnutrition et bronchopathies chroniques obstructives. Rev Mal Resp 1988; 5: 305-18. 50. Wilson DO, Rogers R M, Hoffman RM. Nutrition in chronic lung disease. Am Rev Respir Dis' 1985; 132: 1347-65.
RESPIRATOIRE
CHRONIQUE
51. Fitting JW, Spiro SG. Nutrition in chronic obstructive pulmonary disease. Eur Respir Rev 1991; 1: 511-9. 52. Laaban JP. Nutrition et bronchopneumopathie chronique obstructive. Rev Pneumol Clin 1991; 47: 23550. 53. Pichard C. Nutrition et bronchopneumopathies obstructives. Encycl Med Chir 1993; 6-030-A-15. 54. Laaban JP, Pison C. Nutrition artificielle et insuffisance respiratoire chronique, In: Leverve X, Cosnes J, Erny Ph, Hasselmann M, eds. Traitd de Nutrition artificielle de l'adulte. Paris : Mariette Gu~na, 1998: 757-66. 55. Schols AMWJ, Fredrix EWHM, Soeters PB, Westertep KR, Wouters EFM. Resting energy expenditure in patients with chronic obstructive pulmonary disease. Am J Clin Nutr 1991; 54: 983-7. 56. Goldstein SA, Askanazi J, Weissman C, Thomashow B, Kinney JM. Energy expenditure in patients with chronic obstructive pulmonary disease. Chest 1987; 91: 222-4. 57. Goldstein SA, Thomashow BM et al. Nitrogen and energy relationships in malnourished patients with emphysema. Am Rev Respir Dis 1988; 138: 636-44. 58. Wilson DO, Donahoe M, Rogers RM, Pennock BE. Metabolic rate and weight loss in chronic obstructive lung disease. JPEN 1990, 14: 7-11. 59. Elborn JS, Cordon SM, Western PJ, Macdonald IA, Shale DJ. Tumor necrosis factor-alpha, resting energy expenditure and cachexia in cystic fibrosis. Clin Sci 1993; 85: 563-8. 60. Bell SC, Saunders M J, Elborn JS, Shale DJ. Resting energy expenditure and oxygene cost of breathing in patients with cystic fibrosis. Thorax 1996; 51: 126-31. 61. Fitting JW, Frascarolo P, J6quier E, Leuenberger P. Resting energy expenditure in interstitial lung disease. Am Rev Respir Dis 1990; 142: 631-5. 62. Donahoe M, Rogers R, Wilson D, Pennock B. Oxygen consumption of the respiratory muscles in normal and in malnourished patients with chronic obstructive pulmonary disease. Am Rev Respir Dis 1989; 140: 385-91. 63. Jouniaux V, Mayeux I. Oxygen cost of breathing in patients with emphysema or chronic bronchitis in acute respiratory failure. Am J Resp Crit Care Med 1995; 152: 2181-4. 64. Lanigan C, Moxham J, Ponte J. Effect of chronic airflow limitation on resting oxygen consumption. Thorax 1990; 45: 388-90. 65. Hugli O, Schutz Y, Fitting JW. The cost of breathing in stable chronic obstructive pulmonary disease. Clin Sci 1995; 89: 625-32. 66. Vottero G. Rasultats d'une chirurgie de r6duction de volume pulmonaire chez 12 patients porteurs d'emphys~me. Grenoble: Th~se de Mddecine, 1998: 1-95. 67. de Gody I, Calhoun WJ, Donahoe M, Mancino J, Rogers RM. Cytokine production by peripheral blood monocytes of COPD patients. Am J Resp Crit Care Med 1994; 149: A1017. 68. Di Francia M, Barbier D, Mege J, Orehek J. Tumor necrosis factor-alpha and weight loss in chronic obs269
C. P I S O N
72. Hugli O, Schutz Y, Fitting JW. The daily expenditure in stable chronic obstructive pulmonary disease. Am J Respir Crit Care Med 1996; 153: 294-300. 73. Burdet L, de Muralt B, Schutz Y, Fitting JW. Thermogenic effect of bronchodilatators in patients with chronic obstructive pulmonary disease. Thorax 1997; 52: 130-5. 74. Jones PW. Quality of life: specific problems associated with hypoxaemia. Monaldi Arch Chest Dis 1993; 5: 565-73. 75. Gourier-Fr6ry C, Kauffmann F. Leanness and FEV1. Am J Respir Crit Care Med. 1996: A99.
tructive pulmonary disease. Am J Resp Crit Care Med 1994; 150: 1453-55. 69. Green JH, Muers MF. Comparisons between basal metabolic rate and diet-induced thermogenesis in different types of chronic obstructive pulmonary disease. Clin Sci 1992; 83: 109-16. 70. Hugli O, Frascarolo P, Schutz Y et al. Diet-thermogenesis in chronic obstructive pulmonary disease. Am Rev Respir Dis 1993; 148: 1479-83. 71. Dor6 MF, Laaban JP, Orvo6n-Frija E et al. Role of the thermic effect of food in malnutrition of patients with chronic obstructive pulmonary disease. Am J Respir Crit Care Med 1997; 155: 1535-40.
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M canismes de la d nutrition au cours de l'insuttisance respiratoire chronique Christophe Pison l, Xavier Leverve z 1. Service de Pneumologie, RCH, H6pital Albert-Michallon, Centre Hospitalier Universitaire de Grenoble. 2. Laboratoire de Bio6nerg6tique Fondamentale et Appliqu6e. Universit6 J.-Fourier BP 53X F-38041 Grenoble cedex.
R6sum6 L'~tude des m~canismes de la d~nutrition au cours de l'insuttisance respiratoire chronique est utile, car cette complication ~volutive fr6quente a de lourdes consequences fonctionnelles et est associ~e ~ u n pronostic aggrav~ ind~pendamment des donnfies fonctionnelles respiratoires, ji, l'inverse, l'obtention d'une renutrition transforme le pronostic vital de ces patients. L'adaptation ~ l'hypoxie, dont le fondement est l'oxyg~ne conformitY, est expos~e. La d~nutrition au cours de l'insutfisance respiratoire chronique est li~e fi un d~s~quilibre de la balance entre une d~pense ~nerg~tique accrue et des apports alimentaires inad~quats. Les d~terminants de cette rupture sont pr~sent~s. Les implications cliniques de la comprehension des m~canismes de la d~nutrition sont pr~cis~es et des perspectives de recherche h la fois fondamentale et appliqufie sont propos~es.
Conversely, renutrition improves the prognosis in these patients. Adaptation to hypoxia, the basis of which is oxygen conformance, is described. Denutrition during chronic obstructive pulmonary disease is linked to t h e imbalance arising from increased energy expenditure and inadequate food intake. The origins of the imba~f
Mots cles : D6nutrition, depense energetique, hypoxie, insuffisance respiratoire chronique, oxygene conformit&
Introduction mentent dans nos pays d6velopp6s [1]. Ces affections se compliquent de d6nutrition dans 20/t 70% des cas suivant le contexte clinique : 6tat stable [2-5], insuffisance respiratoire aigu6 [6, 7], insuffisance respiratoire
L'6tude des m6canismes de la d6nutrition au cours de l'insuffisance respiratoire chronique (IRC) est un sujet d'actualit6 en 1998 pour trois raisons. La pr6valence et l'incidence des maladies respiratoires chroniques aug-
Correspondance : Pr C. Pison, Service de Pneumologie, RCH, H6pital A.-Michallon, CHU Grenoble, BP, 217 Grenoble cedex 09. E-Mail: [email protected] Re(~u le 10 septembre 1998.
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C. PISON
chronique [8] ou encore attente de transplantation pulmonaire [9]. Cette complication 6volutive a de lourdes consbquences fonctionnelles [4, 8, 10-21] et repr6sente un facteur tr6s important, ind6pendant, de mauvais pronostic [14, 22-26]. Cette d~nutrition peut ~tre trait~e et sa correction changer le cours 6volutif de ces affections [26]. Apr~s de brefs rappels, pour le non-sp6cialiste, sur l'insuffisance respiratoire, nous exposerons les ph6nom6nes d'adaptation fi l'hypoxie avant d'aborder les m~canismes de la d6nutrition au cours de I'IRC. Nous verrons fi cet 6gard que les donn~es les plus importantes concernent les bronchopneumopathies chroniques obstructives (BPCO) qu'elles soient compliqu6es ou non d'IRC. Les progr6s importants dans la connaissance des m6canismes de la d~nutrition au cours de I'IRC ont d'ores et d6j/t des implications pratiques pour le clinicien et laissent entrevoir des perspectives tr~s stimulantes pour la recherche bioclinique. L'insuffisance respiratoire chronique est une situation clinique fr~quente puisqu'en France, on compte plus de 50 000 patients trait6s/t domicile par assistance respiratoire, que ce soit par oxyg6noth6rapie au long cours, ventilation assist6e invasive ou non invasive par masque nasal. L'insuffisance respiratoire se d6finit par la faillite des m+canismes qui assurent l'h~matose avec, en pratique clinique, une hypox6mie en deg/t de 60 m m H g ou 8 kPa (SaO2 < 90%) quel que soit le niveau de la PaCO2. L'insuffisance respiratoire chronique se caract~rise par la constatation d'une hypox~mie mesur6e fi plusieurs reprises et fi au moins trois mois d'une exacerbation de la maladie respiratoire. L'IRC est dite grave lorsque la PaO2 est inf6rieure fi 55 m m H g ou 7,3 kPa fi plusieurs reprises. L'IRC est le plus souvent l'aboutissement de BPCO qui regroupent la bronchite chronique, l'emphys6me, les dilatations des bronches, dont la mucoviscidose et les asthmes d6grad6s. La prevalence des BPCO est estim6e en France fi 2 500 000 personnes dont un tiers souffrent d'une obstruction bronchique et 20% d ' I R C [1]. L'IRC compliquant les maladies infiltratives diffuses type fibrose pulmonaire, les maladies vasculaires pulmonaires comme les thromboses chroniques des art6res pulmonaires ou encore les maladies neuromusculaires rendent compte de 20% environ des insuffisances respiratoires chroniques. Le pronostic de I'IRC grave est particuli6rement s6v6re avec, par exemple, seulement 28 % de sujets en vie /t 4 ans chez les patients atteints de BPCO compliqu6es d'hypox~mie (PaO2 < 55 mmHg) dans l'6tude anglaise du Medical Research Council [27]. L'oxyg~noth6rapie au long cours [28] a modifi6 le pronostic de ces affections en faisant passer la survie /t 4 ans de 28% /t 55% dans l'6tude anglaise [27] et m~me fi 75% /t 3 ans dans l'6tude am6ricaine du N O T T avec une oxyg~noth~rapie continue de
24 heures [29]. N6anmoins, I'IRC quelle qu'en soit l'6tiologie, cyphoscoliose et maladies neuro-musculaires except6es, trait6e d'un point de vue pneumologique avec correction de l'hypox+mie, garde un pronostic sombre puisque la m6diane de survie oscille entre 1 et 4 ans dans une 6rude frangaise de I'ANTAD I R portant sur 26 140 patients suivis de janvier 1984/t janvier 1993 [25]. Dans le cadre des fibroses pulmonaires, on note le pronostic encore plus effroyable de l'hypox6mie puisque la m6diane de la survie est 5, 1 an malgr6 l'oxyg6noth~rapie [25]. C'est dire que des progr6s dans la compr6hension de la physiopathologie de ces affections hypox6miantes, notamment des m6canismes de la d6nutrition, sont indispensables si l'on veut am61iorer leur pronostic. En effet, la d6nutrition repr6sente un facteur pronostique majeur dans ces affections [24-26]. La d6nutrition des maladies respiratoires chroniques peut se manifester bien avant la constatation d'une IRC, et nous d6crirons ici la d6nutrition des maladies respiratoires chroniques, surtout obstructives, qu'elles soient compliqu6es ou non d'IRC.
Adaptations b I'hypoxie Avant que ne s'installe une hypox6mie chronique de repos, il existe une p6riode pendant laquelle celle-ci n'appara~t qu'fi l'effort, pendant le sommeil ou encore lors des exacerbations de la maladie respiratoire. Ainsi, il existe un continuum depuis la maladie respiratoire chronique non compliqu6e d'hypox6mie jusqu'fi l'hypox~mie permanente. L'IRC, d~finie par la mesure du niveau de PaO2, peut se compliquer d'hypoxie tissulaire correspondant fi un apport insuffisant en oxyg~ne au niveau cellulaire pour maintenir une fonction physiologique normale, que ce soit/t l'6chelon cellulaire, d'un organe ou encore de l'organisme entier. Dans l'insuffisance respiratoire chronique, il s'agit d'une hypoxie simple o/1 la baisse du contenu en oxyg6ne ne s'accompagne pas d'anomalies des d6bits locaux comme dans les hypoxies stagnantes. L'hypox6mie joue un r61e direct sur le statut nutritionnel comme l'ont bien montr~ les ~tudes en hypoxie hypobare et normobare, tant chez l'homme sain que chez l'animal [30-33]. Chez l'homme sain, l'hypoxie hypobare conduit 5, une perte pond6rale ou cachexie hypoxique. On note une diminution de l'eau totale, une perte de masse grasse et une fonte musculaire associ6e 5~ une diminution de la puissance maximale de travail. Ces anomalies sont li~es fi une baisse des apports hydriques et de la prise alimentaire, mais aussi Zt une augmentation de la d6pense 6nerg6tique. Une pr6f6rence marqu6e pour une alimentation riche en glucides avec une utilisation accrue de glucose est not6e en r6ponse fi une diminution de l'oxyg6ne disponible. De fagon paradoxale, apr6s 262
DI~NUTRITION AU COURS DE L ' I N S U F F I S A N C E RESPIRATOIRE C H R O N I Q U E
acclimatation/t l'hypoxie, les voies m6taboliques a6robies sont sollicit6es de telle sorte que la production de lactate est r6duite [34,35]. On parle de lactate paradoxe. En effet, c'est l'oxydation du glucose qui permet le meilleur rendement 6nerg6tique par mole d'oxyg6ne disponible de telle sorte qu'il n'est pas tr~s 6tonnant que le glucose soit le substrat de choix en situation d'hypoxie aux d6pens des lipides [35-37]. Chez le rat en situation d'hypoxie, nous avons montr6 qu'il existe une adaptation t o u t / t fait sp6cifique,
diff6rente de l'agression [31-33] et tr6s comparable fi celle de l'homme sain en altitude [34-36]. I1 appara~t ainsi clairement que l'oxyg6ne est plus qu'un nutriment [38] et qu'il agit en fait comme un signal tr6s important en modulant l'expression g~nique [39]. En situation d'hypoxie, il existe des possibilit6s de production d'ATP ana6robie grfice / t u n e cooperation inter-organes mais, globalement, le m6tabolisme reste a6robie stricte sans possibilit6 d'une dette a6robie prolong6e comme le montre la figure 1 [37]. Cela peut ~tre
Foie
H6matie
Muscle
Figure 1. Recyclage du glucose en situation d'hypo xie. Le glucose est prbfbren tiellemen t oxyd4 en situation d'hypo xie dans les tissus non limit,s en oxygbne. A l'inverse, au niveau des tissus en anabrobiose stricte (h4maties, rbtine) ou limit4s en oxygkne (muscles), l'A TP est glycolytique avec production de lactate et d'alanine captks au niveau h@atique via les cycles de Cori et de Felig. Lactate et alanine sont les principaux substrats de la n4oglucog enOse h4patique. L'dnergie utilis4e dans leJbie vient principalement de l,• xydati•n des lipides de telle s•rte que l•A TP glyc•lytique pr•vient enfait des lipides. Cette coop4ration inter-organe permet h des tissus limit4s en oxygbne de maintenir une activit~ mbtabolique au prix d'un rendemen t limitO puisque 6 A TP sont hydrolys4s pour 2 A TP produits. Nous avons montrk qu'en situation d'hypoxie, ce cycle de Cori est enfait frein4 au niveau h~patique par une inhibition de la transcription d'une enzyme cl~ de la n~oglucogen~se h4patique par l'hypo xie : la PEPCK (31-33). Cette inhibition conduit glune augmentation mod4rbe de la lactat~mie permettant de recruter un plus grand nombre d'h4patocytes n4oglucog4niques et une dconomie prot4ique relative. On constate que globalement, le m~tabolisme reste a4robie m~me en situation d'hypo xie. La coopbration inter-organe devien t alors cruciale pour une adaptation ~ l'hypo xie. Cela s'accompagne d'un rendement moins bon, 414ment quipeut expliquer en partie que la consommation d'oxygbne estfinalement augmentbe en situation d'hypo xie. Glucose recycling in hypo xia. Glucose is preferentially oxidized in hypoxia in tissues that are not oxygen-limited. Conversely, in strictly anaerobic tissues (red blood cells, retina) or oxygen-limited tissues (muscles), A TP is glycolytic with production of lactate and alanine captured in the liver via the Cori and Felig eycle,~. Lactate and alanine are the main substrates of hepatic gluconeogenesis. The energy used in the liver comes mainly from lipid oxidation, so that the glycolytic A TP derives in.fact from lipids. This inter-organ cooperation allows oxygen-limited organs to maintain a metabolic activity at the cost of a limited yield, 6 A TPmolecules being hydrolysedfor 2 A TP molecules produced. We have shown that in hypo xia the Cori cylce is infact slowed in the liver by inhibition by hypoxia of the transcription of a key enzyme of hepatic gluconeogenesis, PEPCK [31-33]. This inhibition leads' to a moderate increase in blood lactate, making it possible to recruit a greater number of gluconeogenic hepatocytes and make a relative protein saving. Overall, the metabolism remains aerobic even in hypo xia. This inter-organ cooperation thus becomes crucialfor adaptation to hypoxia. This' is accompanied by a lower yield, which can partly explain why oxygen consumption is actually increased in hypoxia.
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C. PISON
encore exprim6 par le concept d'oxyg6ne conformit6 [31, 39, 40]. De fagon traditionnelle, certains biologistes pensaient que la r@onse au manque d'oxyg6ne se r6sumait fi l'effet Pasteur ; ainsi, quand la production d'ATP par l'oxydation phosphorylante commence/t chuter par manque d'oxyg~ne, le d6ficit 6nerg6tique serait couvert par l'activation des voies m6taboliques ana6robies productrices d'ATP. Deux types d'observations plaident fortement contre cette conception chez les animaux tol6rants fi l'hypoxie [41]. D'abord, chez ces animaux comme la tortue marine, le m6tabolisme ana6robie est utilis6 non pour pallier le d6ficit 6nerg6tique, mais au contraire pour r6duire le taux de renouvellement de I'ATP. En effet, dans ces circonstances, le taux de renouvellement de I'ATP peut ~tre divis6 par un facteur 10. L'ATP ana6robie servira uniquement fi faire fonctionner les pompes Na+/K +. Enfin, les r6ponses/t la baisse de la concentration d'oxyg6ne d6butent pour des concentrations bien sup6rieures au Km de l'oxyg6ne pour la mitochondrie ; on parle d'oxyg6ne conformit6, c'est-/tdire de relation 6troite entre le niveau d'oxyg6ne et la consommation d'oxyg~ne. Chez l'homme ~galement, mammif~re peu tolerant fi l'hypoxie, la baisse de la Pa02 peut ~tre pergue avant m~me tout d~ficit bnerg6tique
cellulaire. Le premier exemple, tr6s bien document6, a 6t6 celui de l'6rythropo/6tine dont le niveau de transcription g6nique est r6g16 au niveau r6nal via une prot6ine h6minique en fonction de la pression partielle d'oxyg6ne [42]. Ces travaux sur la r6gulation de l'6rythropoi6tine ont permis de d6finir 4 crit6res exp6rimentaux pour diff6rencier la perception du niveau d'oxyg6ne et la transduction du signal de la simple d6pendance des voies m~taboliques de l'oxyg6ne (figure 2). Ces 4 critb,res sont :- la r6ponse doit ~tre abolie par la normoxie m~me en presence de poisons de l'oxydation phosphorylante type cyanure ou dinitroph6nol; dans les voles m6taboliques d6pendantes d'une prot6ine h6minique capable de percevoir le niveau d'Oe, le nickel ou le cobalt qui bloquent la prot6ine h6minique dans sa conformation d6oxy doivent reproduire l'effet de l'hypoxie ; - l e CO qui bloque la prot6ine h6minique dans sa conformation oxy doit abolir l'effet de l'hypoxie ; enfin, les inhibiteurs de la synth~se des prot6ines h6miniques doivent abroger les effets de l'hypoxie, du nickel ou du cobalt sur ce type de vole. Ainsi, au niveau h6patique, l'activit6 m6tabolique des h~patocytes d6pend ~troitement de l'oxyg~ne
PaO2
Effet Pasteur
Oxygene [conformit6
HIF-SS
abolition par normoxie m6me si cyanure HIF-SH 2- prot6ine heminique 3- CO = oxy = abolition hypoxie 4- effets des inhibiteurs syntheses proteines ARNm heminiques Prot6ines ~ - - ~ _ ~ ~
Glycolyse
1-
Cycle dt Krebs
@~
ChaliCed] tcrta;sp°rt Oxygene
Figure 2. Perception de l'oxygbne et transduction du signal hypoxique. L'oxygbne conJbrmitb permet ?t la cellule d'adapter au niveau d'oxygOne disponible son activitO m~tabolique par un contr61e trbs strict des ph4nombnes de transcription. On voit que l'oxygbne est un signal puissant de la transcription via un facteur de transcription sp4cifique : HIF ou hypoxia-inducible factor. Son niveau dbpend directement de la production de radicaux libres dont la concentration est fonction de la pression partielle d'oxygkne. Oxygen perception and transduction of the hypoxic signal Oxygen conformance allows the cell to adapt its metabolic activity to the level of available oxygen by a very strict control of transcription phenomena. Oxygen is thus a powerful transcription signal, acting via a specific transcription factor, HIF or hypoxiainducible Jactor. Its level depends directly on the production of free radicals, the concentration of which depends on the oxygen partial pressure. 264
DI~NUTRITION AU COURS DE L ' I N S U F F I S A N C E RESPIRATOIRE C H R O N I Q U E
isol6 [39]. Son rNe a 6t6 tr6s bien mis en 6vidence dans la r6gulation de la transcription du g~ne de l'6rythropoi6tine au cours de l'hypoxie [39, 42]. L'adaptation /t l'hypoxie est permanente depuis la vie f~etale. I1 faut comprendre que l'homme, qu'il soit en altitude ou porteur d'une insuffisance respiratoire chronique, reste un mammif6re extr6mernent peu tol6rant /t l'hypoxie. Une coop6ration interorgane permet de compenser une hypoxie relative dans certains tissus (c/.' figure 1). Globalement, le m6tabolisme de l'homme insuffisant respiratoire reste a6robie. Les adaptations fi l'hypoxie sont un ensemble de strat6gies qui permettent la survie au prix d'une diminution d'activit~ et dont certaines cons6quences, comme la perte de poids, sont responsables/t leur tour d'une morbidit6 majeure (figure 3).
disponible. L'oxyg6ne conformit6 permet une adaptation permanente entre l'offre d'oxyg6ne et le m6tabolisme cellulaire avec une hi6rarchisation extr~mement pr6cise des fonctions cellulaires qui sont progressivement inhib+es [40, 41]. Ainsi, on note une stabilit6 remarquable du niveau des nucl~otides ATP et ADP grgtce fi une diminution de la demande en ATP li6e fi une inhibition, par exemple au niveau h6patique, de la synth6se d'ur6e, des prot6ines, du glucose et de la prot6olyse [33, 40, 41]. La cellule est inform~e de fagon tr~s fine du niveau d'oxyg~ne par des prot6ines h6miniques membranaires qui, fi leur tour, contr61ent la production de radicaux libres de l'oxyg6ne dont le niveau r6gle certains facteurs de transcription (cf figure 2). Parmi ces facteurs de transcription, l'hypoxia-induciblefactor ou HIF a 6t6
Hypox6mie
Baisse des apports alimentaires - anorexie, dyspnee - desaturation ~- d 6 p r e s s i o n -?
Hypoxie
Augmentation de la d~pense energetique - infection, i n f l a m m a t i o n - t r o u b l e obstructif, inflation pulmonaire - ~2, cortico'fdes
Perte de poids aux depens de la masse maigre
Dysfonction musculaire
,4Dyspnee Diminution de la tolerance/I I'effort par c h a r g e v e n t i l a t o i r e a c c r u e et d y s f o n c t i o n de la p o m p e (baisse des p r e s s i o n s i n s p i r a t o i r e s m a x i m a l e s )
Diminution du p~rimetre de marche
-l~ 4iMorbidite accrue : handicap, baisse de la qualite de vie
Mortalite accrue
Figure 3. Mkcanismes et consOquences de la dbnutrition au cours des maladies respiratoires chroniques obstructives compliqu~es ou non d'hypoxbmie. Mechanisms and consequences o f denutrition during chronic obstructive pulmonary disease with or without hypoxemia.
265
C. PISON
Mdcanismes de la ddnutrition au cours de I'IRC
Fondamentalement, il existe ~ certains moments de l'histoire du patient (hospitalisation, infection...) un d6s6quilibre de la balance entre une d6pense ~nerg6tique accrue et des apports alimentaires inad6quats. Le m6canisme essentiel de la d6nutrition des maladies respiratoires chroniques compliqu6es ou non d'IRC est un hyperm6tabolisme de repos et probablement une augmentation de la d6pense 6nerg&ique journali6re comme le montre la figure 4 [48]. On retrouve une augmentation de la d6pense 6nerg&ique de repos dans les BPCO [4, 45, 55-58], la
La connaissance de ces m6canismes dolt beaucoup au groupe de Schols et Wouters de Maastricht dont les conception peuvent &re sch6matis6es par la figure 3 [2-4, 15, 18, 26, 43-48]. Plusieurs revues ont &6 6crites sur les aspects nutritionnels des maladies respiratoires chroniques t~moignant d'un inter& marqu6 de la communaut6 m6dicale pour la prise en charge de ces patients [49-54].
Depense 6nergetique li~e & I'activit(~
/
Thermogenes~ induite par I'alimentation
i i !iii' ii! i
ii!!i iiiiiiiiiiil
~i~iiiiiii!iiiii~i:~ ~ !~i~i~~ ii~i!ii~ ~!i~iliiii~i~i~!ii~iii!i!!~i;~ii::i~i~:i~!~:i!iii+~:i!~ii~ii~:~ii~iii~
M(~tabolisme de base i iiliii ~
..... i!I¸¸¸:
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M
l
tabo,sme
'
de base
ii,
Sujets t(~moins
Sujets porteurs de BPCO
Figure 4. Comparaisons de la d~pense Onerg~tique totale journali~re entre des sujets sains et des patients porteurs de broncho-pneumopathie chronique obstructive. On note que leur mOtabolisme de base est augmentS, de m~me que leur dOpense OnergOtique liOe gt l'activitO, tandis que la thermogen~se induite par l'alimentation n'est pas affectOe. Comparisons of total daily energy expenditure between healthy subjects and patients with chronic obstructive pulmonary disease. Their basal metabolism and their activity-related energy expenditure are increased, while food-induced thermogenesis is not affected. 266
DI~NUTRITION AU COURS DE L ' I N S U F F I S A N C E RESPIRATOIRE C H R O N I Q U E
mucoviscidose [59, 60] ou encore les fibroses interstitielles diffuses [61]. En cas de BPCO, la d6pense 6nerg6tique de repos chez le patient d~nutri, exprim6e en pourcentage du m6tabolisme basal th6orique, d6passe de 15 % environ celle des patients non d6nutris (cf figure 4). Ainsi, les apports alimentaires peuvent rester normaux dans l'absolu, mais insuffisants si on tient compte des d6penses energ6tiques [45]. Le m6canisme essentiel de cet hyperm6tabolisme de repos n'est pas encore tr6s bien compris. L'augmentation du cofit 6nerg6tique de la respiration, secondaire au trouble ventilatoire obstructif et /t l'hyperinflation pulmonaire, a 6t6 le premier m6canisme mis en avant [45, 62]. En dehors des pouss6es d'insuffisance respiratoire aigu6 off le travail respiratoire est tr6s augment6 et peut rendre compte notamment chez les emphys6mateux de l'augmentation de la d6pense 6nerg6tique [63], ce m6canisme est probablement peu important, d'autant plus que la d6pense 6nerg6tique de repos est peu ou pas corr616e aux alt6rations des param+tres fonctionnels respiratoires [60, 64, 65]. N6anmoins, il est probable que l'augmentation du travail respiratoire, en rapport avec une obstruction s6v6re et une hyperinflation pulmonaire marqu6e dans certains emphys6mes, puisse jouer un rble significatif dans l'augmentation de la d6pense 6nerg6tique. Ainsi, nous avons pu suivre l'6volution pond6rale de 12 patients porteurs d'un emphys6me s6v6re au d6cours d'une chirurgie de r6duction de volume pulmonaire dont l'effet principal est de diminuer de fagon importante le travail respiratoire [66]. Sur cette br6ve s6rie, on note une augmentation du poids de plus de 10% en pourcentage du poids th6orique dans les 12 mois postop6ratoires alors que les 6changes gazeux sont peu am61ior6s. Le seul facteur modifi6 par cette chirurgie est une diminution importante du travail respiratoire soulignant son r61e potentiel dans la prise de poids de ces patients. Darts les BPCO, la d6nutrition n'est pas due fi des alt6rations de l'absorption intestinale. D'autres m6canismes ont donc 6t6 propos6s (cf. figure 3). Plusieurs 6tudes ont montr6 que la production de cytokines, en particulier du TNF, 6tait augment6e chez le sujet d6nutri souffrant de BPCO, ce qui sugg6re un rble de l'inflammation bronchopulmonaire dans l'hyperm6tabolisme de repos [47, 59, 67, 68]. Cette production de cytokines est probablement secondaire une inflammation, notamment d'origine infectieuse [47]. On connait depuis longtemps en clinique le r61e b6n6fique des cures d'antibiotiques sur la reprise pond~rale dans la mucoviscidose. La thermogen6se postprandiale n'est pas augment6e chez le patient d6nutri souffrant de BPCO [69-71]. Les donn6es concernant la d6pense ~nerg6tique totale journali~re sont contradictoires : elle n'est pas augment6e lorsqu'elle est mesur6e en chambre de calorim6trie di-
recte [72], mais l'est si elle est mesurde par la technique de l'eau doublement marqu6e, aux d6pens en fait de la d6pense li6e /t l'activit6 physique, ce qui t~moigne d'un rendement 6nerg6tique sfirement m6diocre dans les activit6s quotidiennes [48]. Enfin, les bronchodilatateurs de type ~2-agonistes et la persistance d'une intoxication tabagique peuvent 6galement participer fi l'hyperm6tabolisme de repos [73]. En regard d'une d6pense 6nerg&ique accrue, les apports alimentaires ne sont pas adapt6s [45]. I1 existe une majoration de la dyspn6e pendant et au d6cours des prises alimentaires voire m~me une d6saturation oxyh6moglobin6e [43]. En cas de syndrome inflammatoire, il existe une anorexie. Enfin, la qualit6 de vie des patients est fortement d6grad6e avec fr6quemment un 6tat d6pressif pouvant participer/t cette anorexie [74]. Enfin, il n'est pas exclu que des contraintes financi6res et un certain degr6 d'isolement chez ces patients puissent ~tre responsables d'apports alimentaires insuffisants. Une autre mani6re d'envisager la d6nutrition est de sugg6rer que la maigreur partagerait un facteur de risque commun avec le fait de d6velopper une obstruction bronchique [75].
Implications et perspectives Les implications de ces travaux sur la d6nutrition au cours de I'IRC sont tr~s importantes. I1 apparait que I'IRC est une maladie non seulement respiratoire, mais aussi et peut-~tre surtout syst6mique. L'oxyg6ne est unique puisqu'il est fi la fois un nutriment et un signal pour la cellule. Si la r6ponse m6tabolique fi I'IRC est adaptative, elle peut devenir dans certains cas d616t6re en diminuant la masse m6taboliquement active, compromettant encore plus l'autonomie respiratoire de ces patients. L'examen de I'IRC doit cornporter une 6valuation nutritionnelle syst6matique : enqu&e di6t6tique, histoire du poids, voire composition corporelle par imp6dancem6trie. Les facteurs d'accroissement de la d6pense 6nerg6tique comme l'infection, une obstruction bronchique s6v6re, l'utilisation immod6r6e des ~-2 agonistes et l'hypox6mie, doivent 6tre pris en compte et si possible trait6s. Les facteurs de limitation de la prise alimentaires doivent &re recherch6s. Les perspectives sont fi la fois fondamentales et appliqu~es. I1 faut mieux comprendre les m6canismes de la perception du niveau d'oxyg+ne, la transduction du signal hypoxique et ses effets g6niques. L'adaptation m6tabolique est imparfaitement connue. Quel est le rble de l'hypoxie sur le renouvellement des prot6ines musculaires? Quels sont les substrats pr6f6rentiellement utilis6s? Quels sont les d6terminants de la prise alimentaire au cours de I'IRC ? Quels sont les facteurs de non-r6ponse/t la 267
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16. Gray-Donald K, Gibbons L, Shapiro SH, Martin JG. Effect of nutritional status on exercise performance in patients with chronic obstructive pulmonary disease. A m Rev Reapir Dis 1989; 140: 1544-8. 17. Newell SZ, McKenzie DK, Gandevia SC. Inspiratory and skeletal muscle strength and endurance and diaphragmatic activation in patients with chronic airflow limitation. Thorax 1989; 44: 903-12. 18. Schols AMWJ, Mostert R, Soeters PB, Wouters EFM. Body composition and exercise performance in patients with chronic obstructive pulmonary disease. Thorax 1991; 46: 695-9. 19. Carlson D J, Ries AL, Kaplan RM. Prediction of maximum exercise tolerance in patients with COPD. Chest 1991; 100: 307-21. 20. Palange P, Forte S, Eelli A et al. Nutritional state and exercise tolerance in patients with COPD. Chest 1995; 107: 1206-12. 21. Nishimura Y, Tsutsumi M, Nakata H et al. Relationship between respiratory muscle strength and lean body mass in men with COPD. Chest 1995; 107: 1232-6. 22. Braun SR, Dixon RM, Keim N L et al. Predictive clinical value of nutritional assessment factors in COPD. Chest 1984; 85: 353-7. 23. Dubois P, Jamart J, Machiels J, Smeets E, Lulling J. Prognosis of severely hypoxemic patients receiving long-term oxygen therapy. Chest 1994; 105: 469-74. 24. Gray-Donald K, Gibbons L, Shapiro SH, Macklem PT, Martin JG. Nutritional status and mortality in chronic obstructive pulmonary disease. A m J Re.s7)ir Crit Care Med 1996; 153: 961-6. 25. Chailleux E, Fauroux B, Binet F, Dautzenberg B, Polu JM. Predictors of survival in patients receiving domiciliary oxygen therapy or mechanical ventilation. A 10-year analysis of A N T A D I R observatory. Chest 1996; 109: 741-9. 26. Schols AMWJ, Slangen J, Volovics L, Wouters EFM. Weight loss is a reversible factor in the prognosis of chronic obstructive pulmonary disease. A m J Respir Crit Care M e d 1998; 157: 1791-7. 27. Medical Research Council Working Party. Long term domiciliary oxygen therapy in chronic hypoxic cor pulmonale complicating chronic bronchitis and emphysema. Lancet 1981; 1: 681-6. 28. Paramelle B, Brambilla C, Gerrads A, Rigaud D. Oxyg6noth6rapie de suppl6ance pour hypox6mie chronique. Rev Fr Mal Resp 1983; 11: 579-94. 29. Nocturnal Oxygen Therapy Trial Group. Continuous or nocturnal oxygen therapy in hypoxemic chronic obstructive lung disease: a clinical trial. Ann Intern Med 1980; 93: 391-8. 30. Favier R, Coudert J. Interaction, malnutrition, hypoxie. In: Leverve XM, Cosnes J, Erny Ph, Hasselmann M, eds. TraitO de Nutrition artificielle de l'adulte. Paris: Mariette Gu6na, 1998: 347-55. 31. Pison C. R61e du foie darts l'adaptation ",i l'hypoxie. Etude sur h6patocytes isol6s de rat et chez l'insuffisant respiratoire chronique grave. Universit6 L-Fourier, Grenoble: Thdse de Sciences 1-110. 32. Pison C, Chauvin C, Perrault H et al. In Vivo hypoxic exposure impairs metabolic a d a p t a t i o n s to a 48 hours fast in rats. Eur Respir J 1998; 12: 658-65.
r e n u t r i t i o n ? Quelle est la p l a c e des a n a b o l i s a n t s et de la r 6 h a b i l i t a t i o n n o t a m m e n t fi l'effort d a n s la p r i s e en c h a r g e g l o b a l e de ces p a t i e n t s d o n t on a i m e r a i t p o u v o i r am61iorer le m a u v a i s p r o n o s t i c ?
Bibliographie 1. Racineux JC, Vidal JF, Meslier N. Les maladies respiratoires chroniques lides au tabagisme. Rev Prat 1993; 43: 1223-6. 2. Schols AMWJ, Mostert R, Soeters P, Greve LH, Wouters EFM. Inventory of nutritional status in patients with COPD. Chest 1989; 96: 247-9. 3. Schols AMWJ, Soeters PB, Dingemans A M C et al. Prevalence and characteristics of nutritional depletion in patients with stable COPD eligible for pulmonary rehabilitation. A m Rev Respir Dis 1993; 147: 1151-6. 4. Engelen MPKJ, Schols AMWJ, Baken WC, Wcsseling G J, Wouters EFM. Nutritional depletion in relation to respiratory and peripheral skeletal muscle function in out-patients with COPD. Eur Respir J 1994; 7: 1793-7. 5. Braun SR, Keim NL, Dixon RM, Clagnaz P, Anderegg A, Shrago ES. The prevalence and determinants of nutritional changes in chronic obstructive pulmonary disease. Chest 1984; 86: 558-63. 6. Driver AG, McAlevy MT, Smith JL. Nutritional assessment of patients with chronic obstructive pulmonary disease and acute respiratory failure. Chest 1982; 82: 568-71. 7. Laaban JP, Kouchakji B, Dor6 MF, Orvo~n-Frija E, David P, Rochemaure J. Nutritional status of patients with chronic obstructive pulmonary disease and acute respiratory failure. Chest 1993; 103: 13628. 8. Bernard MN. Qualit6 de vie et 6tat nutritionnel des insuffisants respiratoires chroniques graves. Universit6 L-Fourier, Grenoble : Th&se de MOdeeine 1997: 1-153. 9. Pison C, Schwebel C, Pin I e t al. Nutritional status of patients awaiting for lung transplantation. Eur Respir J 1997; 10: 367s. 10. Thurlbeck MM. Diaphragm and body weight in emphysema. Thorax 1978; 33: 483-7. 11. Wilson SH, Cooke NT, Moxham J e t al. Sternocleidomastoid muscle function and fatigue in normal subjects and in patients with chronic obstructive pulmonary disease. A m Rev Repir Dis 1984; 129: 460-4. 12. Rochester DF, Braun NMT. Determinants of maximal inspiratory pressure in chronic obstructive pulmonary disease. A m Rev Respir Dis. 1985; 132: 42-7. 13. Marcotte JE, Canny GJ, Grisdale R et aL Effects of nutritional status on exercise performance in advanced cystic fibrosis. Chest 1986; 90: 375-9. 14. Wilson DO, Rogers RM, Wright EC, Anthonisen NR. Body weight in chronic obstructive pulmonary disease. A m Rev Respir Dis 1989; 139: 1435-8. 15. Schols AMWJ, Mostert R, Soeters PB, Greve LH, Wouters EFM. Nutritional state and exercise performance in patients with chronic obstructive pulmonary disease. Thorax 1989; 44: 937-41. 268
DI~NUTRITION
AU COURS
DE L'INSUFFISANCE
33. Pison C, Chauvin C, Fontaine E et al. Mechanism of gluconeogenesis inhibition in rat hepatocytes isolated after in vivo hypoxia. Am J Physiol-Endocrinol Met 1995; 31: E965-73. 34. Brooks G, Butterfield G, Wolfe R et al. Decrease reliance on lactate during exercise after acclimatization to 4 300 m. JAppl Physio11991; 71: 333-41. 35. Brooks G, Butterfield G, Wolfe R et al. Increase dependance on blood glucose after acclimatization to 4 300 m. JAppl Physiol 1991; 70: 919-27. 36. Roberts A, Butterfield G, Cymerman A e t al. Acclimatization to 4 300 m altitude decreases reliance on fat as a substrate. JAppl Physiol 1996; 81: 1762-71. 37. Leverve X, Fontaine E, P6ronnet F. M6tabolisme 6nerg~tique. Encycl Mbd Chir Endocrinologie-Nutrition. Paris: Elsevier, 1997 10-317-A-10: 1-12. 38. Forster RE, Eastbrook RW. Is oxygen an essential nutrient? Ann Rev Nutr 1993; 13: 383-403. 39. Bunn HF, Poyton RO. Oxygen sensing and molecular adaptation to hypoxia. Physiol Rev 1996; 76: 839-5. 40. Schumacker PT, Chandel N, Agusti AGN. Oxygen conformance of cellular respiration in hepatocytes. Am J Physiol 1993; 265: L395-402. 41. Hochachka PW, Buck LT, Doll CJ, Land SC. Unifying theory of hypoxia tolerance: molecular/metabolic defense and rescue mechanisms for surviving oxygen lack. Proc Natl Acad USA 1996; 93: 9493-8. 42. Goldberg MA, Dunning SP, Bunn HF. Regulation of the erythropoietin gene: evidence that the oxygen sensor is a heme protein. Science 1988; 242: 1412-5. 43. Schols AMWJ, Mostert R, Cobben N, Soeters P, Wouters EFM. Transcutaneous oxygen saturation and carbon dioxide tension during meals in patients with chronic obstructive pulmonary disease. Chest 1991; 100: 1287-92. 44. Schols AMWJ, Soeters PB, Mostert R, Pluymers R J, Wouters EFM. Physiological effects of nutritional support and anabolic steroids in patients with chronic obstructive p u l m o n a r y disease. A placebocontrolled randomized trial. Am J Respir Crit Care Med 1995; 152: 1268-74. 45. Schols AMWJ, Soeters PB, Saris W H M , Wouters EFM. Energy balance in chronic obstructive pulmonary disease. Am Rev ResTir Dis 1991; 143: 1248-52. 46. Schols AMWJ, Wouters EFM. Nutritional considerations in the treatment of chronic obstructive pulmonary disease. Clin Nutr 1995; 14: 64-73. 47. Schols AMWJ, Buurman WA, Staal-van den Brekel A J, Dentener MA, Wouters EFM. Evidence for a relation between metabolic derangements and increased levels of inflammatory mediators in a subgroup of patients with chronic obstructive pulmonary disease. Thorax 1996; 51: 819-24. 48. Baarends EM, Schols AMWJ, Pannemans DLE, Westerterp KR, Wouters EFM. Total free living energy expenditure in patients with severe chronic obstructive pulmonary disease. Am J Respir Crit Care Med 1997; 155: 549-54. 49. Aguilaniu B. Malnutrition et bronchopathies chroniques obstructives. Rev Mal Resp 1988; 5: 305-18. 50. Wilson DO, Rogers R M, Hoffman RM. Nutrition in chronic lung disease. Am Rev Respir Dis' 1985; 132: 1347-65.
RESPIRATOIRE
CHRONIQUE
51. Fitting JW, Spiro SG. Nutrition in chronic obstructive pulmonary disease. Eur Respir Rev 1991; 1: 511-9. 52. Laaban JP. Nutrition et bronchopneumopathie chronique obstructive. Rev Pneumol Clin 1991; 47: 23550. 53. Pichard C. Nutrition et bronchopneumopathies obstructives. Encycl Med Chir 1993; 6-030-A-15. 54. Laaban JP, Pison C. Nutrition artificielle et insuffisance respiratoire chronique, In: Leverve X, Cosnes J, Erny Ph, Hasselmann M, eds. Traitd de Nutrition artificielle de l'adulte. Paris : Mariette Gu~na, 1998: 757-66. 55. Schols AMWJ, Fredrix EWHM, Soeters PB, Westertep KR, Wouters EFM. Resting energy expenditure in patients with chronic obstructive pulmonary disease. Am J Clin Nutr 1991; 54: 983-7. 56. Goldstein SA, Askanazi J, Weissman C, Thomashow B, Kinney JM. Energy expenditure in patients with chronic obstructive pulmonary disease. Chest 1987; 91: 222-4. 57. Goldstein SA, Thomashow BM et al. Nitrogen and energy relationships in malnourished patients with emphysema. Am Rev Respir Dis 1988; 138: 636-44. 58. Wilson DO, Donahoe M, Rogers RM, Pennock BE. Metabolic rate and weight loss in chronic obstructive lung disease. JPEN 1990, 14: 7-11. 59. Elborn JS, Cordon SM, Western PJ, Macdonald IA, Shale DJ. Tumor necrosis factor-alpha, resting energy expenditure and cachexia in cystic fibrosis. Clin Sci 1993; 85: 563-8. 60. Bell SC, Saunders M J, Elborn JS, Shale DJ. Resting energy expenditure and oxygene cost of breathing in patients with cystic fibrosis. Thorax 1996; 51: 126-31. 61. Fitting JW, Frascarolo P, J6quier E, Leuenberger P. Resting energy expenditure in interstitial lung disease. Am Rev Respir Dis 1990; 142: 631-5. 62. Donahoe M, Rogers R, Wilson D, Pennock B. Oxygen consumption of the respiratory muscles in normal and in malnourished patients with chronic obstructive pulmonary disease. Am Rev Respir Dis 1989; 140: 385-91. 63. Jouniaux V, Mayeux I. Oxygen cost of breathing in patients with emphysema or chronic bronchitis in acute respiratory failure. Am J Resp Crit Care Med 1995; 152: 2181-4. 64. Lanigan C, Moxham J, Ponte J. Effect of chronic airflow limitation on resting oxygen consumption. Thorax 1990; 45: 388-90. 65. Hugli O, Schutz Y, Fitting JW. The cost of breathing in stable chronic obstructive pulmonary disease. Clin Sci 1995; 89: 625-32. 66. Vottero G. Rasultats d'une chirurgie de r6duction de volume pulmonaire chez 12 patients porteurs d'emphys~me. Grenoble: Th~se de Mddecine, 1998: 1-95. 67. de Gody I, Calhoun WJ, Donahoe M, Mancino J, Rogers RM. Cytokine production by peripheral blood monocytes of COPD patients. Am J Resp Crit Care Med 1994; 149: A1017. 68. Di Francia M, Barbier D, Mege J, Orehek J. Tumor necrosis factor-alpha and weight loss in chronic obs269
C. P I S O N
72. Hugli O, Schutz Y, Fitting JW. The daily expenditure in stable chronic obstructive pulmonary disease. Am J Respir Crit Care Med 1996; 153: 294-300. 73. Burdet L, de Muralt B, Schutz Y, Fitting JW. Thermogenic effect of bronchodilatators in patients with chronic obstructive pulmonary disease. Thorax 1997; 52: 130-5. 74. Jones PW. Quality of life: specific problems associated with hypoxaemia. Monaldi Arch Chest Dis 1993; 5: 565-73. 75. Gourier-Fr6ry C, Kauffmann F. Leanness and FEV1. Am J Respir Crit Care Med. 1996: A99.
tructive pulmonary disease. Am J Resp Crit Care Med 1994; 150: 1453-55. 69. Green JH, Muers MF. Comparisons between basal metabolic rate and diet-induced thermogenesis in different types of chronic obstructive pulmonary disease. Clin Sci 1992; 83: 109-16. 70. Hugli O, Frascarolo P, Schutz Y et al. Diet-thermogenesis in chronic obstructive pulmonary disease. Am Rev Respir Dis 1993; 148: 1479-83. 71. Dor6 MF, Laaban JP, Orvo6n-Frija E et al. Role of the thermic effect of food in malnutrition of patients with chronic obstructive pulmonary disease. Am J Respir Crit Care Med 1997; 155: 1535-40.
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