Adaptation à la vie extra-utérine: physiologie fœtale et

difficultés néonatales Pr Delphine Mitanchez Service de néonatologie Hôpital Armand Trousseau Paris

La naissance

� Adaptation à la VEU = période de transition: implique des modifications fonctionnelles de l’ensemble de l’organisme.

� Les trois fonctions fondamentales: � Ventilation aérienne assurant des échanges gazeux compatibles

avec la vie et l’établissement d’une circulation de type adulte � Adaptation thermique : sortie de l’environnement utérin thermo-

stable � Adaptation métabolique: l’organisme se substitue au placenta

� La naissance est un test de l’intégrité des fonctions cardio-respiratoire et de l’homéostasie thermique et métabolique.

La naissance : adaptation

� Adaptation cardio-respiratoire � Thermorégulation � Adaptation métabolique

� Métabolisme glucidique � Ictère

Adaptation cardio-respiratoire

Adaptation respiratoire � Développement pulmonaire in utero: 4 stades

�Prolifération alvéolaire et vasculaire jusqu’à l’âge de 2-3 ans

Adaptation respiratoire: liquide pulmonaire � Sécrétion permanente:

formation d’une partie du liquide amniotique par transfert actif de Cl (250 ml/j à terme).

� Détermine la taille des alvéoles et la capacité résiduelle fonctionnelle (CRF)

Adaptation respiratoire: surfactant

� Surfactant: � Substance phospholipidique complexe. � Propriétés tensio-actives � Synthétisé dans le pneumocyte de type II:

� dès 22 semaines, détecté dans le liquide amniotique 4 à 5 semaines plus tard.

� Maturité fonctionnelle de la cellule de type II à partir de 34-35 semaines

� Stocké sous forme de « corps lamellaires »

Composition du surfactant

� Phospholipides : 85% � Phosphatidylcholines saturées dont DPPC

(dipalmitoylphosphatidylcholine) : 38% � Phosphatidylcholines insaturées : 30% � Phosphatidylglycérol (PG) : 9%

� Lipides neutres et cholestérol : 5% � Protéines : <10%

� Glycoprotéines spécifiques : SP-A 4%, SP-D 1% � Protéines hydrophobes :SP-B 1%, SP-C <1%

Protéines du surfactant

� Rôle essentiel : élaboration des diverses formes fonctionnelles du SF et recyclage

� SP-B et SP-C : stabilité du film phospholipidique

� SP-A : contrôle de la synthèse et de la sécrétion des phospholipides

� SP-D : rôle anti-infectieux

Adaptation respiratoire: naissance

� Évacuation de l’eau pulmonaire: débute avant le travail et se poursuit au cours de celui-ci (catécholamines fœtales,TRH maternelle) � Arrêt de sécrétion � Réabsorption active de Na � Surfactant

� Sécrétion du surfactant: � Interface air/liquide � Expansion alvéolaire

� Établissement de mouvements respiratoires réguliers et efficaces sous le contrôle des centres bulbaires (rôle hormonal, du froid, de l’augmentation de la PO2)

Adaptation circulatoire: circulation fœtale � Oxygénation placentaire � Saturation fœtale basse (max dans l’aorte = 60%)

et PO2 basse < 35 Torr: bien supportée � Fréquence et débit cardiaques élevés

� Débit cardiaque = volume éjecté x fréquence cardiaque � Grande affinité de l’Hb fœtale pour l’O2 � Polyglobulie

Adaptation circulatoire: circulation fœtale � Particularités de la circulation fœtale :

� Trois shunts : ductus venosus, foramen ovale, canal artériel

� Débit pulmonaire faible: 7 à 10% du débit cardiaque � Constriction artériolaire active (PO2 basse) � Média des artérioles très développée

� 40% du flux de la veine ombilicale évite le foie et passe dans le ductus venosus, traverse l’OD en direction du FO et atteint directement l’OD, le VG et l’aorte.

Artères pulmonaires: 10 à 15% du DC droit

Adaptation circulatoire: circulation transitionnelle � Deux évènements:

� Arrêt de la circulation ombilicale (clampage du cordon) � Déclenchement de la respiration

� Adaptation progressive vers la circulation définitive � Augmentation de la pression systémique � Chute des résistances vasculaires pulmonaires et

augmentation du flux vasculaire � Fermeture des shunts

� Foramen ovale � Canal artériel (inhibiteurs des prostaglandines, quelques heures à

quelques jours) � Ductus venosus, passive en 1 à 3 semaines

Mécanismes de la vasodilatation pulmonaire � Ventilation pulmonaire � Augmentation de la PO2

et du pH � Augmentation du flux

dans les vaisseaux pulmonaires et des contraintes de cisaillement: stimulent la voie du NO et des prostacyclines (PGI2)

Pediatr Res 2002

D’après Pr L Storme

Echec de l’adaptation cardio-respiratoire

MMH Inhalation méconiale

Hypoplasie pulmonaire Retard de résorption du

liquide pulmonaire

Hypoxie néonatale Enfant endormi…

Apnée

Hypoventilation alvéolaire

HTAP néonatale ou persistance de la circulation fœtale

� Anomalie dans la chute des résistances artérielles pulmonaires, persistance des shunts droit/gauche (FO, CA)

� Hypoxie, acidose et aggravation de la vasoconstriction pulmonaire

HTAP néonatale

� L’hypoxie néonatale entraîne un déséquilibre entre les systèmes vasoconstricteur et vasodilatateur aux dépens du système vasodilatateur:

� Diminution de l’activité de la NOS-III (relaxation) � Hyper-réactivité du système ET-1 (contraction)

Semin Neonatol 2003, 8:1-8

Situations favorisants l’HTAP

� Toutes les situations d’altération de la ventilation pulmonaire et de l’oxygénation, en particulier: � Inhalation méconiale � MMH sévère

� Vascularisation pulmonaire anormale: � Hernie de coupole

diaphragmatique

Dawson JA, Pediatrics 2010

Dawson JA, Pediatrics 2010

Évolution de la saturation pré-ductale: M 2 : 60 % M 5 : 85 % M 10 : 90 %

La thermorégulation

Thermorégulation

� In utero, le fœtus est dans un environnement thermique stable et adapté � Le fœtus a une température supérieure à celle de

sa mère de 0,5°C

� À la naissance, craindre le refroidissement � Un nouveau-né perd 0,25°C par minute à 24°C

� Facteurs de risques chez le NN :

� Rapport surface corporelle/poids corporel 4 x >

adulte � Grande perméabilité de l’épiderme � Isolation graisseuse réduite � Moindre efficacité des moyens de réchauffement

principaux: sudation et frisson musculaire

Thermorégulation

Thermorégulation

� Le contrôle de la température centrale est un équilibre entre la thermogenèse et les pertes thermiques (thermolyse) � Ce contrôle est sous la dépendance de thermorécepteurs centraux et périphériques qui sont actifs dès 28-30 SA � Vasoconstriction et vasodilatation modulent les

échanges entre le centre et la périphérie � La couche adipeuse sous-cutanée constitue l’isolant

majeur.

� Thermogenèse chimique:

� Rôle particulier de la graisse brune: � Apparaît à 26 SA � Adipocytes très riches en mitochondries � Inhibée par l’hypoxie

� Activité musculaire: � Le muscle a un mauvais rendement énergétique � Le frisson n’existe pas

� Horripilation: � Pas chez le nouveau-né

� Coût énergétique et consommation d’oxygène

Thermogenèse

Thermogenèse : la graisse brune

� 5% du poids du corps du nouveau-né

� Régions cervicales, scapulaires, péri rénales et médiastinales

� Hydrolyse des triglycérides sous l’action de l’adrénaline et de la T3

� L’attitude permet de réguler les

déperditions: � Ì recroquevillé � Ê sur le dos, membres étendus

� La sudation: � Les glandes sudoripares sont présentes mais

capacité de sécrétion initiale faible � Réponse sudorale à partir de 32 SA, d’abord

limitée au visage

Thermolyse

Neutralité thermique

� Température ambiante où l’homéostasie est assurée par des processus thermorégulateurs passifs avec un métabolisme minimal.

� En situation de neutralité thermique: T° = 37 ± 0,4°C

� Les pertes thermiques se font par 4 mécanismes :

� Conduction: partie du corps au contact du matelas (30% de la surface)

� Convection: pertes liées à la circulation de l’air (climatisation)

� Radiation: échanges entre 70% de la surface corporelle et les parois de l’environnement (incubateur).

� Évaporation: 0,56 kcal/ml d’eau évaporé � Source principale de pertes de chaleur cutanée : 1/3 par les voies

aériennes, 2/3 par voie cutanée � Dans la zone de neutralité thermique, les pertes hydriques

évaporatives insensibles sont d’autant plus importantes que l’AG et l’âge postnatal sont faibles.

� Humidité ambiante idéale : 60% ; sauf < 28SA dans la 1ère semaine : 80%.

Pertes thermiques

Thermorégulation en salle de naissance � Pertes par évaporation prépondérantes:

� Séchage � Sac en polyéthylène � Abandon du bain précoce

� Limiter les pertes par conduction: � Langes chauds � Peau à peau

� Attention aux pertes par convection (courants d’air, climatisation)

Adaptation métabolique

L’homéostasie glucidique fœtale

� Le fœtus vit du glucose maternel.

� En situation normale, il ne produit pas de glucose.

� L’insuline secrétée dès la 20ème semaine est l’hormone « dominante ».

� Rôle peu important des hormones dans le contrôle du métabolisme fœtal.

Les réserves

� Au cours du 3ème trimestre, le fœtus constitue des réserves qui lui permettront de faire face à l’interruption du flux de glucose maternel après la naissance. � Le glycogène: début de synthèse au 2ème trimestre, qui

s’accélère après 36 SA. A terme: 50mg/g de tissus.

� Les graisses: stockées sous forme de triglycérides (perméabilité du placenta). Contenu en graisse du nouveau-né: 16%.

L’orage hormonal néonatal

� Catécholamines: taux x 3 à 10

� Glucagon: taux x 3 à 5 et augmentation du nombre de récepteurs

� Augmentations des corticoïdes, de la TSH, de la GH.

� Mais diminution de l’insuline

Activation de plusieurs voies métaboliques à partir des réserves accumulées, sources de substrats

énergétiques.

- Glycogénolyse, néoglucogenèse - Lipolyse, cétogenèse - Protéolyse

Toutes ces réactions contribuent de façon synergique à l’équilibre glucidique du nouveau-né

glucagon

catécholamines corticoïdes GH

thyroxine

lipolyse

glycérol

AGL

protéolyse

alanine lactate

glycogénolyse néoglucogenèse

glucose

corps cétoniques

b oxydation

La glycogénolyse

Glycogène

Glucose 6-P

Glucose

Glycogène synthase Glycogène phosphorylase

Glucose 6-phosphatase

Insuline Insuline Glucagon - - + Glucagon +

Néoglucogenèse � C’est la production de glucose à partir de

précurseurs non glucidiques : � Lactate, pyruvate, glycérol � Acides aminés glucoformateurs :

� Alanine

� Son activation est dépendante de : � La synthèse de novo à la naissance de la

phosphoénolpyruvate carboxykinase (PEPCK) � Site CRE = cAMP response element � Glucagon et catécholamines Q AMPc

glucose

glucose

GLUT2

G-6-P GK

F-6-P

F-1,6-P2 FBPase1 PFK-1

PEP

pyruvate PK-L

PEPCK

sang hépatocyte

acetyl CoA

G L Y C O L Y S E

G L U C O N E O G E N E S E

trioses phosphates

glycérol

galactose

lactate

PC

acides aminés cétoformateurs (LEU, ILE)

corps cétoniques

acides gras

+

alanine

oxaloacétate citrate

G 6Pase

oxaloacétate

Rôle du tissu adipeux

� A la naissance, la lipolyse libère du glycérol et des acides gras libres plasmatiques.

� Le glycérol entre directement dans la néoglucogenèse.

� Les acides gras libres produisent des corps cétoniques (acétoacétate et b-hydroxybutyrate)

� => substrats alternatifs pour différents tissus dont le cerveau (rôle de protecteur cérébral) � => diminution de la demande en glucose tissulaire

lactate

50 mg/g

5 mg/g

12

Équilibre glucidique néonatal

glycémie

Apports exogènes

Consommation tissulaire Production hépatique

cerveau

rein

globule rouge

tissu adipeux

muscle glycogénolyse néoglucogenèse

acides gras libres

+ acides aminés +

Si un déséquilibre apparaît entre la consommation tissulaire de glucose, la production hépatique ou les apports exogènes:

=> hypoglycémie

Quels sont les sujets à risque?

� Les nouveau-nés qui présentent:

� Une insuffisance des réserves énergétiques � Une augmentation de la demande énergétique � Une situation d’hyperinsulinisme

Insuffisance des réserves énergétiques

� Prématuré � Restriction de

croissance fœtale

Peu de corps cétoniques et de substrats alternatifs

Risques cérébraux majeurs

glycémie

Apports exogènes

Consommation Production hépatique

cerveau rein

globule rouge tissu adipeux

muscle glycogénolyse néoglucogenèse

acides gras libres +

Augmentation de la demande énergétique

� Hypoxie � Hypothermie,

infection, détresse respiratoire

� Polyglobulie

glycémie

Apports exogènes

Consommation Production hépatique

cerveau rein

globule rouge tissu adipeux

muscle glycogénolyse néoglucogenèse

acides gras libres +

Hyperinsulinisme secondaire � Nouveau-né de mère

diabétique � Syndrome de Wiedemann-

Beckwith

� Administration excessive de glucose en per partum, prise maternelle de b bloquants ou de diurétiques

glycémie

Apports exogènes

Consommation Production hépatique

cerveau rein

globule rouge tissu adipeux

muscle glycogénolyse néoglucogenèse

acides gras libres

insuline

+ -

+

Les situations plus rares et difficilement prévisibles � Hyperinsulinisme primaire

� Les déficits hormonaux

� Les déficits enzymatiques sur une des voies

métaboliques : tout déficit sur une voie métabolique jusque là assurée par le placenta entraîne un défaut d’adaptation à la VEU.

Ictère et adaptation à la VEU

� Hémolyse néonatale physiologique qui peut être aggravée par certaines situations

� Élimination hépatique de la bilirubine issue de la dégradation de l’hème des GR : les mécanismes peuvent être dépassés

� La conséquence est l’ictère néonatal dont la gravité est liée au risque d’ictère nucléaire

Conséquences

� Accumulation de Bilirubine non conjuguée (BNC) � Accumulation de BNC non liée à l’albumine (BNL) � Passage possible dans SNC (rare mais grave)

� Encéphalopathie bilirubinique = ictère nucléaire : léthargie, difficultés d'alimentation, vomissements, opisthotonos, convulsions, décès. � L'ictère nucléaire peut provoquer, plus tard un retard mental, une choréoathétose, une surdité de perception et une paralysie de la verticalité du regard.

• Production de bilirubine 2-3 fois plus importante • Conjugaison/Épuration hépatique diminuée par immaturité • Recyclage entéro-hépatique accéléré

Facteurs favorisants � Présence d’une bosse sero-sanguine, de

céphalhématome, d’ecchymoses � Polyglobulie � Asphyxie périnatale � Infection materno-foetale � Prématurité ou RCIU:

� La polyglobulie � Les hématomes fréquents chez l’extrême

prématuré � Immaturité hépatique

Coombs direct – -Infection -Déficit enzymatique (G6PD) -Incompatibilité ABO (50% Coombs -)

Ictère

Bilirubine libre Bilirubine conjuguée = cholestase

toujours pathologique Ictère physiologique Début > H24 Examen clinique normal Modéré Durée < 10 jours

Ictère pathologique Début < H24 Examen clinique anormal Intense et/ou prolongé

Hémolyse

Coombs direct + - Incompatibilité rhésique Ig anti D, anti-C, anti-e RAI + - Incompatibilité dans les autres sous-groupes (Kell) - Incompatibilité ABO

Déficit ou inhibition de la glycuro-conjugaison

Ictère au lait de mère Maladie de Gilbert Maladie de Crigler-Najjar

Prise en charge � Photothérapie :

� Principe: Utilise la capacité de la lumière à transformer la BNC liposoluble et toxique en photo-dérivés hydrosolubles et non toxiques éliminés par voie biliaire � Longueur d’onde la plus efficace : 480 nm (lumière bleue ou verte)

� Les réactions photochimiques produisent : � Des isomères instables plus hydrosolubles que la bilirubine, excrétés

dans la bile � Un isomère stable = la lumirubine éliminée dans la bile ou les urines,

surtout formée avec la lumière verte

Conclusions � L’adaptation à la vie extra-utérine met en jeu

plusieurs mécanismes déterminants: � La préparation in utero des organes et des fonctions

(liquide pulmonaire, réserves énergétiques) � Des évènements périnataux:

� Mise en route des systèmes hormonaux (catécholamines) � Actions mécaniques néonatales (ventilation pulmonaire)

� L’intégrité des organes et des fonctions (cardiopathies, erreurs innées du métabolisme…)

� Une parfaite coordination des différentes fonctions (succession temporelle des réactions métaboliques de régulation de la glycémie).

Conclusions

� La période d’adaptation à la vie extra-utérine doit être respectée. Il faut veiller à assurer � L’homéostasie thermique et glycémique en cas de

chirurgie néonatale � Opérer un patient stable sur le plan

hémodynamique et respiratoire � Ne pas oublier de surveiller l’ictère dans les

premiers jours, surtout chez un patient à jeun.