Retentissement hépatique de la circulation extracorporelle

ITBM-RPM 2002 ; 23 Suppl I : 4953 0 2002 Editions scientifiques et mkdicales Elsevier

SAS.

Tous droits rCaervCs

Foie et CEC

Retentissement

h6patique de la circulation extracorporelle

D. Duterque, M. Mazerolles, I? RougC* Services

de chiruwie cardiaque, 31059 Toulouse cldex 9, Frake

d&artrmenr

INTRODUCTION Le retentissement de la circulation extracorporelle (CEC) sur le foie est encore largement debattu pour deux raisons. La multiplicite des fonctions physiologiques du foie rend compte de la difficulte a definir un cadre nosologique prtcis pour les complications hepatiques post-CEC. Cette difficulte est renforcee par le defaut de sensibilite et de sptcihcite des dosages biochimiques courants dont on dispose en pratique clinique pour Cvaluer les fonctions hepatiques. Nous limiterons cette breve revue a l’adulte. Les donnees sont encore plus fragmentaires en chirurgie cardiaque pediatrique. L’incidence des icdres post-CEC, chez I’opbre au foie anterieurement sain, a diminue au tours des trois dernieres decennies. Estimee entre 10 et 20 % au tours des annees 1965 1980 [ 1, 21, elle est actuellement comprise autour de 2 % [3]. Dans tous les cas l’ictere post-CEC s’accompagne d’une augmentation significative de la morbimortalite postoperatoire [4]. En revanche, la CEC chez le sujet cirrhotique s’accompagne toujours dans les an&es 2000, d’une morbimortalite tres lourde, proche de 50 % chez les sujets classe B & C de Child [.5-71. hLkMENTS

Anatomie

DE PHYSIOPATHOLOGIE HI?PATIQUE

fonctionnelle

du foie [S]

Le foie represente 2 % du poids du corps chez l’adulte. Vest un reservoir sanguin vital du fait de son importante capacite vasculaire et de sa participation a la regulation du volume sanguin circulant. Dans les conditions physiologiques, il contient 25 a 30 mL de sang pour 100 g de tissu, soit 10 a 15 % du volume sanguin total ; 20 % du volume sanguin hepatique se situent dans le secteur artbiel, 10 %

*Corwspondance. Adresse e-mail : [email protected]

(P. Rouge).

d’anest/zlsie-r~aniirnctriorz

chirur@dr.

CHU Rmgueil.

TSA 50032,

dans les capillaires sinusoi’des et 70 % dans le secteur veineux. Le foie recoit une double vascularisation afferente : fonctionnelle (veine Porte) et nourriciere (art&e hepatique). L’artere hepatique, branche du tronc cceliaque apporte 25 % du debit sanguin hepatique total. 11 s’agit d’un systeme vasculaire a haute pression, avec une saturation en oxygene (OJ ClevCe (95-100 %). L’artere hepatique assure 45 a 50 % de l’apport total en OZ au foie. Le tronc Porte draine le sang de l’ensemble du systeme capillaire de l’estomac, de la rate. du pancreas et des intestins. La circulation Porte est un systeme vasculaire a basse pression dont la saturation en OZ avoisine 60 a 65 %. La circulation afferente portale assure 70 a 75 % du debit sanguin hepatique total, mais seulement de 50 a 55 % de l’apport en O? dans la mesure oti le sang Porte est en partie desoxygene au niveau des organes preportaux. Les flux, arteriel hepatique et veineux portal, se m&lent a hauteur de l’espace Porte pour former les sinusoi’des. L’espace Porte contient les branches terminales des veinules portes et des arterioles hepatiques ainsi que les canalicules biliaires terminaux. Les capillaires sinusoi’des ont une disposition radiaire et se rejoignent dans l’espace centrolobulaire pour constituer la veine du meme nom. La confluence des veines centrolobulaires est a l’origine des veines sus-hepatiques : voies sanguines efferentes. Trois veines sus-hepatiques principales se drainent dans la veine cave inferieure a la face posterieure du foie. Sur le plan fonctionnel, on distingue 3 unites qui n’ont pas la m&me signification. Le lobule he’patique Le lobule hepatique est polyedrique centre par la veine centrolobulaire et limit6 a ses angles par les espaces portes. 11 correspond h l’unite veineuse du foie, c’est-a-dire aux travees dont les sinusdides se drainent dans une veine centrolobulaire. Le lobule portal Le lobule portal est triangulaire. I1 est centrt par un espace Porte et limit6 a ses angles par des veines centrolobulaires.

50s

D. Duterque et al.

I1 correspond a l’unite biliaire du foie, c’est-a-dire aux travees dont les canalicules biliaires se drainent dans l’espace Porte. L’acinus hkpatique L’acinus hepatique est losangique. I1 est limit6 par 2 veines centrolobulaires et 2 espaces portes. C’est l’unitt arterielle centree sur une branche terminale de l’artere hepatique. Les cellules hkpatiques sont de plusieurs types Les he’patocytes I1 s’agit de cellules fonctionnelles hepatiques disposees en travees separees les unes des autres par les capillaires sinusoIdes. Elles sont caracterisees par une double differenciation membranaire : sinusoYdale et biliaire. Selon qu’ils sont plus proches de l’espace Porte ou de l’espace centrolobulaire, les hepatocytes ont des conditions metaboliques differentes. La pression partielle tissulaire en 0, diminue lorsqu’on s’eloigne de I’espace Porte. Les cellules endothe’liules des capillaires sinusoYdes Elles sont fen&Ces avec presence de pores de 10 nm de diametre. Elles reposent sur une membrane basale discontinue. Les cellules endotheliales et les hepatocytes sont separes par l’espace de Disse. Les cellules de Kiipffer II s’agit de cellules macrophages residentes phagocytose et de presentation antigenique.

capables de

Les cellules dendritiques Analogues de celles de la rate et des ganglions lymphatiques, elles exercent la fonction de reconnaissance et de presentation antigenique. Les cellules stellaires Localisees dans l’espace de Disse, elles sont impliquees dans de nombreux processus metaboliques, la secretion de mediateurs et la synthese de nombreuses molecules de la matrice extracellulaire. RCgulation du dCbit sanguin hkpatique [9] La pression normale dans la veine Porte est de 10 mmHg. Elle est de 5 mmHg dans les veines sus-hepatiques. La pression moyenne dans les branches de l’artere htpatique est Cgale a la pression arttrielle moyenne systtmique, de l’ordre de 70 a 80 mmHg. La chute de pression est significative le long des arterioles hepatiques avec une pression sinusoi’dale plus basse que la pression de la veine Porte. La pression critique de fermeture de la circulation portale est d’environ 4 mmHg. Le debit sanguin hepatique est control6 a 2 niveaux.

Contri2e au niveau de la macrocirculation L’autoregulation se definit comme l’indtpendance du debit par rapport a la pression arterielle entre certaines limites de pression. L’autoregulation du systeme arteriel hepatique existe mais est peu developpee. Elle intervient en phase de digestion qui correspond a une activite metabolique hepatique maximale. Elle disparait chez le sujet h jeun quand I’activite metabolique hepatique est non stimulee. Dans la mesure ou la chirurgie est le plus souvent effectuee chez le sujet a jeun, il est probable que l’autoregulation arterielle hepatique ne joue aucun role lors de l’anesthesie et de la chirurgie. 11 n’existe pas d’autoregulation au niveau du systeme Porte. Le principal mecanisme intrinseque de regulation du debit sanguin hepatique total fait appel a la c
Retentissement

l’effet du NO synthetise localement. Ainsi, ces ROS ont une action defavorable en termes de distribution du debit sanguin hepatique au niveau microvasculaire. De man&e similaire, les endotoxines, les cytokines proinflammatoires peuvent exercer un effet vasoconstricteur. La sequence ischtmie/reperfusion est-elle aussi responsable d’une sur-expression de l’ensemble des mediateurs : vasodilatateurs et vasoconstricteurs. Mais cette reponse est biphasique au tours du temps. Lors de l’ischemie et les 6’“’ heures apres la reperfusion, les mediateurs vasodilatateurs sont preponderants. Apres la 6’ heure, la balance est en faveur de la vasoconstriction. Cette reponse biphasique est responsable d’une hypoperfusion heterogene et focale de capillaires sinusoi’des au sein du parenchyme hepatique. I1 est fondamental de souligner que l’activation de ces mecanismes peut avoir lieu uniquement en reponse a la circulation de mediateurs pro-inflammatoires produits au niveau d’un territoire tissulaire extrahtpatique. Le foie joue ainsi un role central dans la reponse metabolique et immunologique a l’agression. Le foie est une cible et un mecanisme amplificateur de toute reaction inflammatoire systemique prononcte. Par ce biais, il peut participer a l’installation d’une defaillance polyvisdrale. Le retentissement clinique de cette reponse hepatique est d’autant plus marque qu’elle survient sur une alteration prealable de la fonction hepatique telle qu’une cirrhose. LES VOIES POTENTIELLES D’ALTkRATION DES FONCTIONS HtiPATIQUES EN COURS DE CEC 11existe trois voies potentielles hepatiques en tours de CEC.

d’alteration

des fonctions

Episodes d’ischkmie/reper$usion La survenue d’episodes d’ischemielreperfusion du tissu hepatique lies a la conduite <
htpatique

51s

de la CEC

inflammatoire systemique intense. Cette reponse est bien connue et documentte au tours du sepsis severe. L’amplification de cette reaction inflammatoire systemique par le foie favorise l’installation d’un syndrome de defaillance polyviscerale post-CEC, facteur de mauvais pronostic [ Ill. LES DONNtiES

CLINIQUES

Un certain nombre de donnees cliniques viennent conforter ces hypotheses. Nous allons les resumer brievement. DCbit sanguin bkpatique et CEC Chez l’animal, la reponse tampon-arterielle hepatique est maintenue pendant la CEC independamment des conditions de pulsatilite ou de temperature. Quels que soient la temperature et le niveau d’hemodilution, le debit sanguin hepatique total est directement dependant et proportionnel au debit du tronc Porte (DP) [12]. De m&me, chez l’homme sous CEC, le debit sanguin hepatique total est directement dependant de la pression arterielle systemique, du debit de pompe et du DP [13-151. Dans les conditions habituelles de debit de pompe et de pression arterielle systtmique pendant la CEC, la S,,O, veineuse sushtpatique reste toujours superieure a 40 % ce qui est compatible avec le maintien d’un metabolisme atrobie htpatique et ce m&me au tours des CEC en normothermie [ 16- 181. Dans toutes ces etudes, les effectifs sont faibles et tous les sujets inclus ont des suites postophatoires simples. En postoperatoire, les taux seriques de bilirubine et de transaminases restent normaux chez tous les patients. L’Ctude de Haisjackl et al. [17] merite une mention particuliere. Chez 12 patients operes de pontage aortocoronaire, sous CEC non pulsee normothermique, le debit de pompe a toujours CtC superieur a 2,4 L,min-‘.m-* et la pression arterielle systemique maintenue au-dessus de 60 mmHg. Les paramttres d’oxygbnation htpatique et l’extraction hepatique des lactates ne sont pas modifies par la CEC. Le debit sanguin hepatique mesure par l’extraction du vert d’indocyanine diminue de man&e mod&e mais significative des la fin de la CEC. Les auteurs relient cette modification de l’extraction du vert d’indocyanine a la reaction inflammatoire post-CEC. En synthese, si on maintient en per-CEC un debit de pompe et une pression systtmique de perfusion adapt&, conformes aux bonnes pratiques cliniques, il est peu probable qu’une dette en OZ per-CEC puisse s’installer au niveau hepatique. En revanche, toute alteration significative de l’hemodynamique systemique en termes de pression et/au de debit de pompe peut vraisemblablement debaucher sur la generation de sequences ischtmielreperfusion au niveau hepatique. I1 est Cgalement bien Ctabli que l’hypotension arterielle systemique et/au un bas debit

52s peroperatoires morbimortalite

D. Duterque et al.

sont associes a une augmentation en cas de cirrhose hepatique [ 191.

FrCquence de l’atteinte infraclinique

de la

post-CEC

Une atteinte infraclinique post-CEC de certaines fonctions hepatiques pourrait etre frequente. L’acide hyaluronique (AH) serique est un mucopolysaccharide qui provient de la matrice extracellulaire. Cet AH est degrade par les cellules endotheliales sinusoi’dales hepatiques. Son augmentation serait un marqueur precoce et sensible de certains types d’alterations hepatiques [20, 2 I 1.Au tours de CEC pour pontages aortocoronaires, conduites dans des conditions adaptees de pression arterielle sysdmique et de debit de pompe, Okano et al. ont mis en evidence I’existence chew tous les sujets d’une dysfonction des cellules sinusofdales endotheliales hepatiques, definie par une elevation significative de AH serique sans modification du coefficient d’extraction hepatique de cette molecule. Cette alteration est retrouvee en hypothermie mod&e (32 “C) et en normothermie [22, 231. Tous les sujets inclus dans cette etude ont une evolution postoperatoire clinique tres simple. De meme, les taux seriques de bilirubine et de transaminases restent toujours normaux. Ces resultats demandent a &tre confirm&. 11ssuggerent la frequence de I’atteinte infraclinique, mais aussi non detectable par les tests de laboratoire usuels, de certaines fonctions hepatiques en post CEC. L’implication clinique de cet Clement reste a preciser. RCaction inflammatoire atteinte hkpatique

systCmique post-CEC et

Deux etudes conduites en clinique humaine, suggerent le role que peut jouer la reaction inflammatoire systemique post-CEC. Outre l’etude de Haisjackl [ 171, Nomoto et al. rapportent la relation qui existe entre des concentrations seriques circulantes ClevCes des fractions C3a et C4a du complement et la perturbation de tests biologiques explorant la fonction hepatique [24]. Ces etudes sont menees chez des sujets sans antecedents hepatiques : tous les aperCs ont des suites cliniques simples. L’implication clinique de ces resultats reste a Ctablir formellement, m&me s’il existe un nombre croissant d’arguments experimentaux en faveur de l’implication de ces mecanismes dans la dysfonction hepatique post-CEC et l’evolution vers un syndrome de defaillance polyviscerale [ 111. En dehors de I’aprotinine, il est possible de reduire I’intensite de la reaction inflammatoire post-CEC tout en exercant un effet favorable en termes de circulation hepatosplanchnique. par I’administration dCbutCe en pre-CEC et poursuivie sur une periode de 24 heures, wit de dopexamine [ 161,soit de milrinone [25]. Ces travaux sont bases uniquement sur des criteres d’evaluation intermediaires et sont insuftisants en

l’etat actuel des connaissances pour introduire cette pratique dans la clinique quotidienne. 11sdoivent &tre confirmes par des etudes beaucoup plus larges precisant l’impact benefique Cventuel sur la morbidite hepatique post-CEC et son retentissement sur le pronostic global des operes.

Toutes les etudes cliniques recentes qui cherchent a identifier les facteurs predictifs de la survenue d’un ictere postCEC sont cohtrentes [2-41. Elles identifient comme facteurs predictifs chez les sujets sans pathologie hepatique preexistante : - les bas debits peroperatoires imposant I’utilisation d’agonistes adrenergiques, generant des sequences d’ischemielreperfusion secondaires a une alteration de l’htmodynamique centrale ; - la pression auriculaire droite et le mode de canulation veineuse en faveur de la generation de sequences d’ischemielreperfusion likes a un mauvais drainage du territoire cave inferieur ; - la duree de la CEC est un facteur independant predictif. On peut I’expliquer en partie du moins par l’intensite de la reaction inflammatoire post-CEC qui est directement liee toutes chases Cgales par ailleurs a la duree de la chirurgie. Dans toutes ces etudes les antecedents hepatiques constituent un facteur predictif independant de morbidite hepatique en postoperatoire. A notre connaissance, il n’existe pas de donnees concernant le retentissement hepatique de la chirurgie cardiaquc sans CEC contre la chirurgie cardiaque avec CEC. La seule donde tres fragmentaire concerne une petite serie de IO patients cirrhotiques operes de pontage aortocoronaire. Les patients operes sans CEC ont dans cette courte serie moins de complications que ceux opCrCs sous CEC [ 7 1. EN CONCLUSION De ces donnees fragmentaires, ii nous semble possible de degager quelques idees directrices : _ le retentissement hepatique post-CEC infraclinique. infrabiologique, sans impact sur le pronostic global du patient est certainement beaucoup plus frequent qu’on ne le suspectait. I1 survient en dehors de toute alteration de l’hemodynamique centrale. Est-il une consequence de la reaction inflammatoire post-CEC ? _ le controle de l’hemodynamique centrale en termes de debit de pompe et de pression de perfusion systemique est indispensable pour prevenir l’installation d’une dette en 0, au niveau hepatique en per-operatoire. Mais il n-eat pas toujours suffisant pour Cviter I’installation d’une dysfonction hepatique post-CEC : - l’intensite de la reaction inflammatoire systemique induite par la CEC joue certainement un role fondamental.

Retentissement

L’impact sur le pronostic global de l’atteinte hepatique induite par cette reaction inflammatoire depend probablement en grande partie du terrain et de la susceptibilite individuelle de chacun ; - la traduction clinique, biologique et l’impact sur le pronostic global du patient sont d’autant plus marques que la fonction htpatique est alteree en preopbatoire. Dans notre pratique, quand un patient cirrhotique est propose pour une chirurgie cardiaque, nous avons l’attitude suivante : _ discussion avec les chirurgiens de l’indication chirurgi-

hepatique de la CEC

7

8

9 IO

II

tale pour tout patient classe B ou C de Child ; - pour tous les patients cirrhotiques candidats a une chirurgie coronaire, indication preferentielle d’une chirurgie a ceur battant quand elle est possible. Si la CEC est indispensable, maintien soigneux des conditions hemodynamiques centrales en collaboration avec le chirurgien et les anesthesistes : _ canulation veineuse parfaite sans gene au retour veineux, en particulier cave inferieur ; - maintien de la pression de perfusion et du debit de pompe par des moyens non pharmacologiques en premiere intention : controle du niveau d’hemodilution, anesthesie avec un retentissement minimum sur la vasomotricite du patient. - il n’y a pas d’arguments en faveur d’une hypothermie systemique. 11s’agit la de pratiques personnelles hades sur le <
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