1 adaptation à la vie extra- utérine dangers de la prématurité

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Adaptation à la vie extra-utérine

Dangers de la prématurité

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Naissance

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In utero

• L’enfant est dépendant de sa mère, via le placenta pour :

– La régulation thermique– La nutrition– L’excrétion– Les échanges gazeux

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A la naissance

• Passage de la vie aquatique à la vie aérienne

• Le nouveau-né doit assurer sa respiration, sa circulation, sa thermorégulation, son métabolisme et excrétion

• Mise en place du système de défense contre les infections

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Adaptation respiratoire

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Développement pulmonaire pré et post-natal

• Phase embryonnaire : 3 à 8 SA

• Phase pseudo-glandulaire : 8 à 16 SA

• Phase canaliculaire 16 à 24 SA

• Phase sacculaire : de 24 SA au terme

• Phase alvéolaire : post-natale

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Phase embryonnaire

• Bourgeonnement endo-mésodermique

• Diverticule ventral du plancher de l’intestin antérieur primitif

• Bifurcation de 2 tubes dans un manchon de mésenchyme dense

• Dichotomie et bourgeonnement

• Mésoderme : réseau lâche de cellules indifférenciées et quelques capillaires

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Phase pseudo-glandulaire

• Dichotomie : 15 à 25 générations

• Début de différenciation cellulaire– Cellules ciliées 7 SA– Cellules de Clara (2)– Corps neuro-

épithéliaux (grains sérotonine)

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Phase canaliculaire

• Aplatissement cellulaire• Multiplication capillaire(3)• Différenciation cellulaire

– PI 8% des cellules (1)– PII 20 Sa 16% des

cellules, inclusions osmophiles(2)

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Phase sacculaire

• Maturation fonctionnelle

• Réseau capillaire

• PI et PII très différenciés

• Surfactant

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pneumocytes de type I espace sacculairepneumocytes de type IImembrane basale de voiesrespiratoiresmembrane basale des capillairesendothélium des capillaires

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pneumocytes de type Ipneumocytes de type IIcapillaires

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Phase alvéolaire

• Remodelage• Septa• Dans espace septal : développement

progressif– Du réseau capillaire– Interconnexion des cellules (endothéliales et

PI)– Fibroblastes– PN, macrophages et plasmocytes

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123456

canal alvéolairesepta primairessacs alvéolairespneumocytes de type Ipneumocytes de type IIcapillaires

123456

canal alvéolairesepta secondairesAlvéolespneumocytes de type Ipneumocytes de type IIcapillaires

Au stade alvéolaire, les alvéoles se forment à partir des extrémités terminales des sacs alvéolaires et leur diamètre s'accroît progressivement.

Au stade alvéolaire après la naissance, ils se forment de plus en plus d'alvéoles à partir des extrémités terminales des sacs alvéolaires. Avec le temps leur diamètre s'accroît et ils seront délimités par de septa secondaires

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Relation épithélio-mésenchymateuse

• Influence réciproque des cellules épithéliales et mésenchymateuses : échanges par prolongement cytoplasmique

• Mésenchyme nécessaire à la ramification des bronches (stimule les cellules endodermiques)

• Des facteurs de croissance (EGF) et des mitogènes spécifiques agissent sur les cellules épithéliales et les fibroblastes

• Le cartilage ne se différencie qu’en présence d’épithélium bronchique

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Epithélium et hormonesLes corticostéroïdes 1

• Chez l’animal– L’inactivation de l’axe adréno-corticotrope du fœtus

entraîne un retard de maturation pulmonaire– L’inactivation du gène codant pour récepteurs

glucocorticoïdes induit un retard– L’administration de gluco-cortocoïdes à une femelle

gestante restaure la maturation normale– Seuls les dérivés fluorés en 9β et DXM résistent à la

11 β OH stéroïde désOHase placentaire

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Epithélium et hormonesLes corticostéroïdes 2

• Rôle– Accélération de la maturation architecturale et

morphologique– Induit l’enzyme de construction des phospholipides

dans PII– Augmente le taux de protéine bcd (facteur de

transcription)– Prépare l’ épithélium à ses fonctions de résorption de

liquide pulmonaire (aquaporines, sous-unités à canal sodium)

– Accélère la fabrication des anti-oxydants

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Epithélium et hormones

• Les catécholamines agissent surtout sur la libération du surfactant

• Les androgènes inhibent la maturation pulmonaire, et favorisent la MMH

• Les hormones thyroïdiennes potentialisent l’action des corticoïdes

• Pas de rôle direct de l’insuline

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Facteurs locaux et environnementaux

• Nécessité d’un espace intra-thoracique et utérin adapté (volume d’expansion)– Anasarque ou hernie diaphragmatique : hypoplasie– Agénésie rénale : oligo-amnios : hypoplasie

• Mouvements respiratoires fœtaux : section du nerf phrénique chez l’animal : hypoplasie– Rôle des médicaments, toxiques, hypoxie

• Equilibre des pressions-volumes dans les futurs espaces aériens – Ligature de la trachée : distension pulmonaire et

hyperplasie

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Le liquide alvéolaire 1

• Formation à la phase canaliculaire : transfert d’eau et d ’électrolytes à travers l’épithélium des espaces aériens terminaux et de l’endothélium capillaire

• Composition différente du plasma et du LA (transport actif à double sens pour Cl, passif pour Na)

• Important pour le dévlpt du poumon

• Nécessaire pour humidification post-natale et clairance muco-ciliaire

• Formation permanente (>5ml/kg/h à terme)

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Le liquide alvéolaire 2

• Circulation : éliminé par la trachée, en partie dégluti par le fœtus ou libéré dans le LA

• Rôle– Pendant 2ème moitié de la vie fœtale : ?– Pression hydrostatique dans l’arbre aérien : rôle sur la

taille des saccules et des alvéoles, et amincissement des parois alvéolaires

– À la naissance, ouverture d’un poumon rempli de liquide plus facile que si collabé : facilitation de l’aération du poumon lors de la première inspiration

– Mais qq j avant naissance : ↘ production (25ml à 18 ml/kg) : meilleure adaptation VEU

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A la naissance

• Elimination du liquide pulmonaire : – Passive : pression thoracique et évaporation– Réabsorption épithéliale : selon la loi de

Starling avec transport actif de Na et eau

– Active : par pompes à Na (blocage par amiloride ou ouabaïne)

• Switch entre sécrétion de chlore et réabsorption du sodium

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Facteurs diminuant la clairance

• Absence de diminution de sécrétion anténatale (prématurité, césarienne)

• Production accrue de liquide (↗ pression capillaire, ↗ perméabilité vasculaire)

• Anomalies des PII – Immaturité des pompes

↘ activité des canaux Na

↘ activité de la Na/K ATPase

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Rôle fondamental dans adaptation à la vie extra- utérine

• Si œdème lésionnel

• Rétention de liquide alvéolaire

• Destruction ou désorientation du surfactant

→ détresse respiratoire

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Le surfactant

• Assemblage multimoléculaire synthétisé par une cellule différenciée de l’épithélium respiratoire distal : le pneumocyte de type II

• Constitué de phospholipides (90%) à haut pouvoir tensio-actif (lécithine et phosphatidyl-glycérol)

• Et de protéines spécifiques SP-A, B, C, D (étalement, orientation, anti-infectieux)

• Turn-over et recyclage +++ chez NNT (90% contre 50% chez adulte)

• Synthèse de novo très lente (30 h chez préma)

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27

25%

45%

3%2%

10%5% 7%3% SP-A,SP-B,SP-C,SP-D

protéines sériques

phosphatidylcholine nonsaturéephosphatidyl cholinesaturéephosphatidyléthanolamine

autres phospholipides

lipides neutres

phosphatidylglycérol

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Synthèse du surfactant

• Après 35 SA : synthèse par lécithine-synthétase , enzyme stable et résistante

• Entre 22 et 35 SA, synthèse assurée par méthyl transférase : + fragile– Inhibée par hypothermie, asphyxie,

hypoperfusion pulmonaire, et œdème pulmonaire

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Rôle du surfactant(1)

• Contribue à la stabilité mécanique des voies aériennes périphériques, et empêche l’affaissement des alvéoles au cours de l’expiration

• Lors de l’aération pulmonaire à la naissance, se crée une interface air-liquide avec dvlpt de forces de tension superficielles (TS) à l’origine d’une force P dirigée vers l’intérieur de la sphère

loi de Laplace P=2TS/R

P d’autant plus grande que le rayon est petitTS variable en fonction de la qualité des constituants des

surfacesEn grande partie compensée par surfactant

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Rôle du surfactant

• Diminue la tension superficielle, maintient la CRF à un niveau optimal et évite la présence de liquide d’œdème dans les alvéoles

• Fait varier la TS % rayon alvéolaire• Permet la coexistence d’alvéoles de taille différente• Réduit la part du travail ventilatoire qui dépend des

forces de surfaces en ↗ la compliance aux petits volumes pulmonaires

• ↘ pression d’ouverture alvéolaire• Abaisse la pression sanguine précapillaire

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Contrôles des mouvements respiratoires

• Présents durant la vie fœtale

• Intermittents, au cours du repos et du sommeilSignification? Régulation?

• Après la naissance, deviennent continus (origine de cette modification?)– ↗ PO2 et compression du cordon peuvent déclencher

une respiration continue in utero chez l’animal– Substance placentaire inhibitrice?

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La circulation pulmonaire foetale

• Présence de vaisseaux pulmonaires à lumière étroite et paroi épaisse

• Variations de pression et résistance au cours de la vie fœtale en relation avec ↗ du nombre des vaisseaux (plus que diamètre ou volume global du poumon)

• Résistances vasculaires très hautes à mi-grossesse, ↘ progressive vers le terme

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Régulation de la circulation pulmonaire foetale

• Le système nerveux autonome n’a aucun effet

• Hypoxie et acidose aggravent la VC pulm fœtale, surtout aux alentours du terme

• La PGE1 ↘ les résistances pulmonaires

• Les anti-PG exagèrent la réponse à l’hypoxie

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A la naissance

• Qualité et rapidité de l’aération pulmonaire conditionnent la perfection de l’adaptation cardio-respiratoire

• L’établissement de la 1ère respiration dépend de nombreux stimuli sensoriels et biochimiques

• Modifications très rapides du système aérien, de la circulation pulmonaire et de la circulation systémique

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Courbes pression-volume lors des deux premiers mouvements ventilatoires

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Adaptation respiratoire

• Élimination rapide du liquide des voies aériennes (constitution de la CRF et échanges gazeux alvéolo-capillaires) – par réabsorption au niveau de l’épithélium alvéolaire

(inhibition sécrétion de Cl et stimulation réabsorption Na)

– Rôle probablement négligeable de la compression thoracique

• Stimulation β adrénergique : sécrétion massive de surfactant par PII: stabilisation de la CRF

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Circulation vasculaire pulmonaire

• 1er cycle respiratoire aérien : addition des effets concourant à une VD – Chute immédiate des résistances vasculaires pulmonaires et ↗

du débit sanguin pulmonaire– Chute des pressions systolique et diastolique dans artère

pulmonaire

• Stimulation : – Mécanique : ventilation du poumon– Gazométrique : O2 et alcalose– Chimique :

• monoxyde d’azote NO

• Prostacycline PGI2

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La quantité de sang qui traverse les poumons est beaucoup plus grandequand les alvéoles sont pleins d’air à pression égale

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Le NO

• Fabriqué dans les cellules endothéliales à partir de la L-arginine grâce à la NO synthétase

• GMPC membranaire et protéine kinase→ VD

• Inflation et O2 déclenchent la sécrétion de NO

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Prostacycline

• Fabriquée à partir de l’acide arachidonique grâce à la cyclo-oxygénase

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Prostacycline PGI2

•Elle augmente beaucoup en fin de gestation

•La régulation est la même que pour le No

•Elle protège de la vasoconstriction hypoxique

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Chute des résistances pulmonairesAGII :angiotensine IIEDRF : endothelial-relaxing factorPG : prostaglandineQP : débit pulmonaire

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Facteurs vaso-constricteurs pulmonaires

• Mécaniques • Hypoxie• Chimiques :

– Endothéline– Métabolites arachidoniques via lipo-

oxygénase (thromboxane, leucotriènes) qui inhibent la cyclo-oxygénase et la sécrétion de NO

– PAF

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VRI : volume de réserve inspiratoire ;  VC : volume courant ;  VRE : volume de réserve expiratoire ;  VR : volume résiduel. CV (capacité vitale) = VRI + VC + VRE CI (capacité inspiratoire) = VC + VRI CRF : capacité résiduelle fonctionnelle CRF = VRE + VR

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Volume respiratoire Nouveau-né Adulte

Capacité résiduelle fonctionnelle (ml/kg)

27-30 30-34

Volume résiduel (ml/kg) 20 25-30

Volume courant (ml/kg) 6-8 5-7

Volume espace-mort (ml/kg) 2-2,5 2,2

Ventilation alvéolaire (VA) (ml/kg/mn)

100-150 60

VA/ CRF 4-5 1-2

VOLUMES PULMONAIRES

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Adaptation circulatoire

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La circulation fœtale

• Faibles pressions systémiques dues à la présence du placenta, branché directement sur les artères ombilicales (basse pression et haut débit)

• Fortes pressions pulmonaires (vx à lumière étroite et parois épaisses)

• 2 shunts D-G par FO et canal artériel• 1 shunt veineux moins important sur le plan

hémodynamique mais capital pour l’oxygénation du fœtus : le canal veineux d’Arantius

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• Le sang veineux placentaire arrive par la veine ombilicale et passe dans la VCI via le canal d’Arantius

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• Circulation en parallèle des coeurs droit et g, à débit égal

• VCS→ OD→ VD→ AP

• Canal artériel : – régulé par facteurs VC et VD– In utero, équilibre en faveur VD car hypoxie

physio, et rôle ++ des PG (CI AINS)

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• VG reçoit sang de la circulation pulmonaire (10%) et surtout du placenta

• VCI→ FO→ OG→ VG

• Le VG éjecte ce sang vers l’aorte pour la partie sup du corps (territoire sus-ductal)

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Circulation pulmonaire

• Très limitée in utero, car les résistances vasculaires sont très élevées– Facteurs mécaniques : compression par

alvéoles remplis de liquide– Facteurs biologiques : leucotriènes, TXA2,

endothéline1– hypoxie

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Régulation de la circulation fœtale si hypoxie ou acidose

• Chez l’adulte :

hypoxie→ ↗ débit cardiaque pour ↗ transport O2

• Chez fœtus

hypoxie→ bradycardie et↘ débit cardiaque

(compensé par une ↗ du retour placentaire par le canal d’Arantius aux dépens de la vascularisation hépatique)

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A la naissancePremier phénomène :

déplissement pulmonaire

Arrivée d ’air oxygéné dans les voies aériennes

Baisse des pressions artérielles pulmonaires et des pressions dans les cavités cardiaques droites

Deuxième phénomène :

Clampage du cordon

AO et VO s ’obstruent

Hausse des résistances artérielles systémiques

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A la naissance

• Les résistances vasculaires baissent rapidement• Le débit sanguin pulmonaire est X 8 à 10• Le retour sanguin veineux pulmonaire se fait dans

l’oreillette gauche et le foramen ovale se ferme• La décroissance des pressions se poursuit dans les 2 à

6 semaines suivantes, plus lentement et plus régulièrement

• Le shunt D-G à travers le CA s’inverse (médiateurs, clampage cordon) ce qui augmente encore le débit pulmonaire

• La PaO2 passe de 20 à 50 en qq mn• Secondairement, le CA se ferme

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Caractéristiques de la fonction circulatoire néonatale

• le débit cardiaque est très élevé

• la fréquence cardiaque est très élevée : 120 à 160/mn (seul moyen pour le nouveau-né de réguler son débit cardiaque)

• Le volume d ’éjection systolique est max (inotropisme +++)

• Les résistances artérielles systémiques sont encore basses /adulte (PAM : 40)

• Les résistances artérielles pulmonaires restent élevées/adulte

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Thermorégulation

Il existe une relation directe entre survie, croissance du nouveau-né

et température ambiante

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• Thermorégulation : dépend de l’équilibre dynamique :

Chaleur produite + chaleur acquise = chaleur perdue

• Centre de commande hypothalamique• Thermorécepteurs cutanés et centraux• Modulation permanente par mise en jeu des

effecteurs : thermogenèse, vasomotricité, évaporation et modification comportement

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• La température fœtale est >0.5°/température maternelle

• Le nouveau-né perd 0.25°/mn à 24° en l’absence de précautions (exposition au froid, peau mouillée)

• Chez le préma, le froid augmente la consommation d’O2 sans empêcher la chute de la température centrale car réponse immature

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La thermogenèse

• Possible au prix d’une dépense énergétique max– Essentiellement chimique (graisse brune)– Apparaît vers 26 SA– Lipolyse stimulée par les catécholamines, ce

qui va entraîner une production de chaleur au niveau de la chaîne respiratoire mitochondriale

– Pas de thermogenèse musculaire (frisson) chez le NN

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La thermolyse

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Exposition au froid

• NNT : ↗ consommation O2 et thermogenèse

• NN<1500g : ↗ consommation O2 mais perte de chaleur inéluctable (quelque soit l’âge gestationnel) car surface corporelle plus importante/poids, faible isolation cutanée, et peu de réserve en lipides

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Incubateurs : en pratique

• Incubateurs ouverts : – Pertes par convection (limitées par

vêtements, couverture plastique)

• Incubateurs fermés : – pertes par radiation (limitées par double paroi

ou tunnel en plexiglas)– Perte par évaporation si humidité<60%

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Recommandations

• Séchage et couverture du nouveau-né avec linge chaud

• Incubateur préchauffé et humidifié

• Préma : bonnet, chaussons, transport dans sac plastique

• Apports hydriques pour compenser pertes évaporatives

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Colonisation bactérienne du nouveau-né

Fait partie des importantes transformations biologiques

survenant à la naissance

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Colonisation du tube digestif1

• Germes très nombreux– Anaérobies facultatifs

• Entérobactéries : Coli, Klebsielle, Entérobacter• Streptocoques : D• Staphylocoques : S.epidermidis, S.aureus

– Anaérobies stricts : • Bactéroïdes fragilis (133 espèces)

– Flore lactique : lactobacilles et bifidobactéries

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Colonisation du tube digestif2

• Voie – descendante (pH gastrique neutre le premier jour)– ascendante : le méconium est un bon milieu de

culture• Développement et transformation

– Prédominance de bifidobactéries après une semaine puis stabilité

– Autres germes : Entérobactéries, lactobacilles, streptocoques, et bactéroïdes

– Variable en fonction du milieu de vie des premiers jours

– L’ATBthérapie, même parentérale, modifie la flore

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Colonisation cutanée

• Flore résidente, non pathogène

• Flore transitoire, potentiellement pathogène : S.aureus, Entérobactéries (Pseudomonas, Acinetobacter), Candida

• Colonisation dans les deux premiers jours

• Origine : flore vaginale de la mère (résidente), et environnement (transitoire)

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Colonisation pharyngée

• Flore normale (streptocoque& hémolytique) s’installe entre le 3ème et le 5ème jour

• Risque de surinfection si – S.aureus ou S.epi– Entérobactéries– Hemophilus

Surtout si BB intubé

• Transmission difficile à éviter (éviction du personnel infecté)

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Règles d’hygiène

• Eviter la transmission manuportée

(lavage des mains)

• Manipulation du BB par un nombre réduit de personnes

• Allaitement maternel recommandé

• Séchage de la peau : évite la macération propice à la colonisation par staphylocoque

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