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Physiopathologie de l'insuffisance rénale aiguë
Christian Combe
Université & Centre Hospitalier Universitaire de Bordeaux, France
IRA : Définition
� Baisse brutale et importante du Débit de
Filtration Glomérulaire
� La diurèse peut être conservée
� En règle, l'IRA est réversible
� Littérature :
● AKI � Acute Kidney Injury
● ARF � Acute Renal Failure
IRA : augmentation d'incidence aux États-Unis
Hsu et coll. J Am Soc Nephrol. J Am Soc Nephrol. 20 13;24:37-42
IRA : augmentation d'incidence aux États-Unis
Hsu et coll. J Am Soc Nephrol. J Am Soc Nephrol. 20 13;24:37-42
Diarrhée / IRA dans les pays pauvres
http://www.who.int/mediacentre/factsheets/ accès en 2014
Insuffisance rénale aiguëInsuffisance rénale aiguë
Pré-rénale30-60%
Pré-rénale30-60%
Rénale20-40%Rénale20-40%
Post-rénale1-10%
Post-rénale1-10%
VasculaireVasculaire Glom érulaireGlom érulaire InterstitielleInterstitielle TubulaireTubulaire
IschémiqueIschémique ToxiqueToxique PigmentsPigments
Epidémiologie de l’insuffisance rénale aiguë
050
100150200250300350400
Néc
rose
tub.
Pré
-rén
ale
IRC
aig
uë
Obs
truc
tive
N. i
nt.
Vas
cula
ire
Vas
cula
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GN
A
Aut
res
Nom
bre
Nb cas
Décès
Liaño et coll. Kidney Int 1996;50:811-818
18 hôpitaux madrilènesPériode 9 mois
Fonctions rénales dans l'IRA
IRA : Évaluation fonctions rénales
� Filtration glomérulaire
● Aucune formule utilisable, sauf formule dynamique
● Classification RIFLE, AKIN ou KDIGO
� Fonctions tubulaires
● Débit urinaire• Entrées-sorties
● Concentration des urines action ADH-AVP• Osmolalité urinaire
• U/P Créatinine, urée
● Excrétion urinaire des électrolytes• Sodium
� Fonctions endocrines
● Érythropoïétine, synthèse de rénine, synthèse de 1,25(OH)2D3
IRA : classification KDIGOKidney Disease: Improving Global Outcomes
Stade Créatininémie Débit urinaire
11,5 à 1,9 x base
ou� ≥ 26,5 µmol/L (0,3 mg/dL)
<0,5 ml/kg/h pdt 6 à12 h
22,0 à 2,9 x base <0,5 ml/kg/h ≥ 12 h
3
3,0 x baseou
�≥ 353,6 µmol/Lou
suppléance rénale
<0,3 ml/kg/h ≥ 24 hou
Anurie ≥ 12 h
KDIGO Clinical Practice Guideline for Acute Kidney Injury. Kidney Int Suppl. 2012;2:1–138
Clairance de la créatinine "cinétique"Constitution IRA
Chen S. J Am Soc Nephrol. 2013;24:877-888
Clairance de la créatinine "cinétique"
Chen S. J Am Soc Nephrol. 2013;24:877-888
KeGFR= SSPCr ×CrClMoyPCr
× 1− 24× ∆PCr
∆Temps(h)× Max∆PCrJour
SSPCr Créatininémie "steady state"
ClCr Clairance créatinine de base
SSPCr x ClCr Production musculaire de créatinine
MoyPCr Moyenne des 2 valeurs créatininémie
∆PCr Variation créatininémie
∆Temps (h) Intervalle entre 2 valeurs créatininémie
Max∆PCr/jour � max créat. en 1 jour (défaut 1,5 mg/dL soit 135 µmol/L)
Clairance de la créatinine "cinétique"IRA transitoire
Chen S. J Am Soc Nephrol. 2013;24:877-888
Insuffisance rénale aiguëInsuffisance rénale aiguë
Pré-rénale30-60%
Pré-rénale30-60%
Rénale20-40%Rénale20-40%
Post-rénale1-10%
Post-rénale1-10%
VasculaireVasculaire Glom érulaireGlom érulaire InterstitielleInterstitielle TubulaireTubulaire
IschémiqueIschémique ToxiqueToxique PigmentsPigments
Hémodynamique rénale et IRA
IRA fonctionnelle vs. ischémique
Atteinte rénale aiguë transitoire vs. persistante
Hémodynamique glomérulaire
DFG SN = QA x [(PCG - PT) - ππππ] x K F
AA AE
PCG
PT
ππππQA
Hypoperfusion rénale : maintien du DFG
DFG SN = QA x [( PPCGCG - PT) - ππππ] x KF
AA AE
PCG
PT
ππππQA
PAM et hémodynamique glomérulaire
60 80 100 120
PAM mmHg
0
50
100
150
200
DF
G n
l/min
60 80 100 120
PAM mmHg
0
10
20
30
40
50
PC
Gm
mH
g
60 80 100 120
PAM mmHg
2
2,5
3
3,5
4R
x 1
010
dyn.
s.cm
-5
RA
RE
Robertson et coll. Am J Physiol 1972;223:1191
Rats normauxhydropéniques
Pression partielle d'O2 et débit sanguin dans le rein
Veines
Cortex
Bandeexterne
Bande interne
Médullaireinterne
Méd
ulla
ire e
xter
ne
Rayons médullaires
Adapté de :Brezis M et coll:"The Kidney", 4th Ed.(Brenner & Rector)�Saunders, 993-1061, 1991
Consommation d'O 2 dans différents organes
Consommation d'O2 /délivrance d'O2 (%)
Rein 08%
Rein méd. externe 79%
Cerveau 34%
Rein de rat normal Ischémie : 30’, reperfusion : 10’
Rein d’une jeune femme de 18 ans décédée d’IRA (Solez, 1983)�
A dark zone in the medulla with pale cortex is frequently observed in experimental 1,2
and in human 3,4 ischemic ARF. (Brezis, Rosen and Epstein, in ARF, 1991)�
1. Diethelm et al, J Surg Res, 11: 265, 1971
3. Solez K. ARF. In “Pathology of the kidney”, p1069, 1983
2. Norlen et al, Kdney Int, 14: 1, 1978
4. Finckh et al. Q.J.Med, 31: 429, 1962
Atteinte aiguë
ischémique ou toxique
Normal
Nécrose/Obstruction
Infiltration/Prolifération
Régénération
Ré-épithélialisation Hypertrophie
Apoptose
Infiltration des leucocytes
Ysebaert D et al, 1999
Celluleinflammatoire
Injuredtissue
Membranebasale
Cellulesendothéliales
Lumièrevasculaire
Chimiotactisme � Signal �
Adhésion ferme � Migrationtransendothéliale
sélectines
chémokines (ICAM-1) �
Tubuleagressé
Ché
mo-
attr
acta
nts
CYTOKINESRANTESMCP-1...
TNF-IL-6
CHEMOKINESαααα
ββββ
iNOS
TGF-Cellule T
Monocyte
molécules d’adhésionintégrines
NO O -2 OH- OCl-
ONOO-
Atteinte cellule tubulaire
Vasoconstriction
LeucocyteSignal
�
GRplaquettes
Effet de l’ischémie sur la Na+, K+-ATPase, la polarité et le transport du Na+ dans les
cellules tubulaires proximales
Lameire et coll. Lancet 2005; 365: 417–30
RIFLE : le continuum de l'atteinte rénale aiguë
Lameire et coll. Lancet. 2008;372:1863-5
Insuffisance rénale aiguëInsuffisance rénale aiguë
Pré-rénale30-60%
Pré-rénale30-60%
Rénale20-40%Rénale20-40%
Post-rénale1-10%
Post-rénale1-10%
VasculaireVasculaire Glom érulaireGlom érulaire InterstitielleInterstitielle TubulaireTubulaire
IschémiqueIschémique ToxiqueToxique PigmentsPigments
Mécanismes d'IRA
IRA et segments
du néphron
Vulnérabilité du rein � Flux sanguin important
(1/4 du débit cardiaque)
� Activité métabolique élevée
� Grande surface endothéliale / poids d'organe
� Consommation d'O 2/O2 délivréélevée dans médullaire externe
� Systèmes enzymatiques multiples
� Transport transcellulaire
� Concentration de substances
Sites d’atteinte rénale
Ischémie
Lithium
Aciclovir Cisplatine HgCl2
Aminoglycosides
IECAINS
S2
S2
S1
S1
S3
S3
Cortex
Ray
ons
méd
ulla
ires
Bandeexterne
Medullary Ray S2
S 2
S1
Inner Medulla
In ner St ripe
Outer Medulla
Corte x S1
O uter
St ripe
S3 S3
Site of renal damag e
Ischemia
Lithium
Aciclovir Cisplatinum HgCl2 Aminoglycos ides
ACE inhibito rs NSAID
Vulner ability of the ki dney Impo rtant blood flow (1/4 cardiac ou tput) High metabolic activ ity Larg est endothelial s urface by weigh t Mult iple enzyme sys tems
Trans cellular transpo rt Conc entration of sub stances Prote in unbinding High O2 consumptio n/delivery ratio in ou ter medulla
����
����
Bandeinterne
Médullaireinterne
Méd
ulla
ire e
xter
ne
IRA et médicaments
Sites d’atteinte rénale
Ischémie
Lithium
Aciclovir Cisplatine Inhibiteurs protéaseMéthotrexatePhosphate
Aminoglycosides
IEC, sartansAINS
S2
S2
S1
S1
S3
S3
Cortex
Ray
ons
méd
ulla
ires
Bandeexterne
Medullary Ray S2
S 2
S1
Inner Medulla
In ner St ripe
Outer Medulla
Corte x S1
O uter
St ripe
S3 S3
Site of renal damag e
Ischemia
Lithium
Aciclovir Cisplatinum HgCl2 Aminoglycos ides
ACE inhibito rs NSAID
Vulner ability of the ki dney Impo rtant blood flow (1/4 cardiac ou tput) High metabolic activ ity Larg est endothelial s urface by weigh t Mult iple enzyme sys tems
Trans cellular transpo rt Conc entration of sub stances Prote in unbinding High O2 consumptio n/delivery ratio in ou ter medulla
����
����
Bandeinterne
Médullaireinterne
Méd
ulla
ire e
xter
ne
ImmunoallergieAINSPénicillines & céphaloAllopurinolBactrimSalicylésCiprofloxacineIndinavirDiurétiques anseLyse cellulaireHyperuricémieRhabdomyolyseNeuroleptiquesSédatifs
Rhabdomyolyse et IRA
Bosch et coll. N Engl J Med 2009;361:62-72
Sepsis et IRA
Schrier et Wang. N Engl J Med 2004;351:159-169
Effet glomérulaire direct ?
↑↑↑↑ pressionintra-tubulaire
↓↓↓↓ fluidetubulaire
↓↓↓↓ DFG Oligurie
(1) VasoconstrictionRénine-angiotensine
endothéline↓↓↓↓ PGI2↓↓↓↓ NO
(2)Obstruction
(3)Rétrofiltration
tubulaire
(4)Inflammationinterstitielle
Atteinte tubulaire(tube proximal et BAL) �
IschémieNéphrotoxines
Biopsie rénale dans l'IRA
Philipponnet et coll. Minerva Anestesiol. 2013;79:5 3-6
Étude rétrospective56 pts ds 5 réasAKIN I 5AKIN II 3AKIN III 35
PBR J9 post adm.7 hémorragies, 1 DC
PBR contributive ttt pour 40 ptsNouveau ttt pour 23
IRA : préventions primaire, secondaire, tertiaire
IRA : pontage vs angioplastie coronaires
Chang et coll. J Am Coll Cardiol. 2014;64:985-994
1933 pts CABG, 1004 pts PCI 52 578 pts CABG, 52 578pts PCI
Epidémio IRA post-opératoire
� Fréquence
● 2222 pontages coronaires
� 7,7% IR post-op (� créat. > 62µmol/l post-pré et > 177 µmol/)�
� 1,4% IR anurique
� Facteurs de risque IRA
● Age 70-79 ans ⇒ RR=1,6, 80-95 ans ⇒ RR=3,5
● Insuffisance cardiaque ⇒ RR=1,8
● Diabète ⇒ RR=1,8, glycémie>16,6 mmol/l ⇒ RR=3,7
● Insuffisance rénale (créat. 124-177µmol/l) ⇒ RR=2,3
Mangano et coll. Ann Intern Med 1998;128:194-203
IRA : interventions thérapeutiques
Molitoris. J Am Soc Nephrol 2003;14:265Molitoris. J Am Soc Nephrol 2003;14:265 ––267267
DF
G %
DF
G %
JoursJours
00 11 22 33 44 55 66 77
PrPréé--rréénalenale
InitiationInitiation
Extension
Extension
LLéésions sions éétabliestablies RRéécup
cupéération
ration
AA
BB
CC
00
100100
Prévention de l'IRA due à l'iode
Solomon et coll. N Engl J Med 1994;331:1416Solomon et coll. N Engl J Med 1994;331:1416 --14201420
Salé SaléMannitol
SaléFurosémide
0
10
20
30
40
50
Aug
men
t atio
ncr
éatin
ine
%
3/28 7/25 10/25
Prévention de l'IRA des produits de contraste iodés chez des IRC (créat 186±±±±53 µmol/l) �
Critère :���� créat > 44 µmol/l
IRA, acétylcystéine et produits de contraste iodés
Tepel et coll. N Engl J Med 2000;343:180Tepel et coll. N Engl J Med 2000;343:180 --44
Perner et coll. N Engl J Med 2012;367:124-134
Essai randomisécontrôlé 798 pts sepsis sévère6% HES 130/0.42 (Tetraspan) vs. Ringer ’s acetate 33 ml/kg/j
Obj. I : décès ou IRCT à 90 j
Sepsis, soluté de
rermplissage et IRA
IRA et diurétiques de l’anse
� Prévention IRA
� � mortalité
� � fonction rénale et évolution IRA
� � nécessité dialyse
� � débit urinaire
Majumdar et Kjellstrand. Seminars in Dialysis 1996; 9:454Majumdar et Kjellstrand. Seminars in Dialysis 1996; 9:454--459459
IRA et furosémide
Cantarovich et coll. Am J Kidney Dis 2004;443:402-9
Essai randomisé. 338 pts IRA RRTFurosémide (25 mg/kg/j IV ou 35 mg/kg/j po) vs PlaceboObj. I : survieObj. II : # séances HDObj. III : Tps en HD, tps pour créat < 200 µM, tps pour U 2 L/j
From: Diuretics, Mortality, and Nonrecovery of Renal Function in Acute Renal Failure
JAMA. 2002;288(20):2547-2553. doi:10.1001/jama.288.20.2547
Groups are stratified by day 1 status. For those patients who were diuretic resistant (furosemide equivalent per milliliter ratio ≥1.0), the No. at risk for days 1, 2, 3, and 5 were 35, 19, 10, and 3, respectively. Analysis includes 411 of the 416 patients who survived at least 7 days after nephrology consultation in the intensive care unit. Data are excluded for5 patients who died at an unknown time.
Figure Legend:
IRA : conséquences
IRA et MRC : continuité physiopathologique
Chawla et Kimmel. Kidney Int. 2012;82:516-24
IRA transitoire ou persistante : impact
Périnel et coll. Crit Care Med 2015
447 pts consécutifs283 IRA initiale175 IRA persistante >3 j108 pts IRA transitoire
IRA transitoire ou persistante : impact
Périnel et coll. Crit Care Med 2015
447 pts consécutifs283 IRA initiale175 IRA persistante >3 j108 pts IRA transitoire
Chirurgie cardiaque, FR post-op et survie long-terme
Loef et coll. J Am Soc Nephrol 2005;16:195–200
843 ptsChirurgie 1991Suivi 100 mois
Chirurgie cardiaque, FR post-op et survie long-terme
Loef et coll. J Am Soc Nephrol 2005;16:195–200
Variable RR (IC 95%)� P
� fonction rénale post-op 1,63 (1,15–2,32) 0,006
Artérite MI 1,75 (1,18–2,59) 0,005
Clairance créat. pré-op 0,99 (0,98–1,0) 0,005
Durée opération (mn)� 1,004 (1,002–1,006) 0,001
Age (ans)� 1,06 (1,04–1,09) 0,001
IRA : physiopathologie
� Hypoperfusion rénale
● IRA "fonctionnelle" ou "pré-rénale" évolue vers
● Ischémie rénale
● Nécrose tubulaire aiguë
� Rôle d'amplification de l'inflammation interstitielle
● Hypoxie
● IRA en contexte sepsis
� Séquelles d'IRA
● Facteur de Maladie Rénale Chronique
● Facteur de mortalité ultérieure
Prévention de l'IRA
� Fonction rénale● IRC
● Sujets âgés
� Prévention néphrotoxicité• � néphrotoxiques
● Adaptations posologiques
● Expansion VEC
� � infections nosocomiales
� Manœuvres pharmaco.● Expansion VEC
● Vasodilatateurs rénaux
● Inhibiteurs calciques
� Interventions pré et post-chir.● Optimisation hémodynamique
� O2 tissus