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Hibernation et lésions de reperfusion

Deux phénomènes particuliers sont liés à l’ischémie, l’hibernation et le préconditionnement (voir Préconditionnement). Quatre autres processus sont liés à la reperfusion myocardique : les lésions de reperfusion irréversibles, la sidération, la non-reperfusion et les arythmies.

 

Hibernation

Entre l’ischémie aiguë sans traduction hémodynamique et la nécrose tissulaire de l’infarctus, il existe tout un éventail dans l’intensité et la durée de la dysfonction ventriculaire. Le myocarde hibernant est du tissu viable mais ischémié de manière continue et chronique, qui présente une dysfonction contractile grave et prolongée, sans signes de nécrose, pouvant s’étendre à tout le ventricule. Cette situation, liée à une hypoperfusion, est un mode d’auto-préservation, rapidement réversible en cas de reperfusion (Figure 9.6A) [47]. Le bas débit coronaire suffit à maintenir la viabilité métabolique, mais non la contractilité; le taux d’ATP est normal mais la densité des récepteurs β est diminuée [313]. La fonction peut être stimulée par des agents ionotropes, mais cette stimulation est potentiellement délétère, car l’hibernation est une forme d’autoprotection myocardique [105]. Une revascularisation myocardique peut restaurer la fonction en l’espace de quelques heures à quelques jours [145]. Malgré la mauvaise fonction préopératoire, le pronostic est excellent si la viabilité du myocarde a pu être démontrée par les tests préopératoires (échocardiographie de stress à la dobutamine, IRM avec contraste, etc) [119].

L’examen échographique d’un coeur souffrant d’un infarctus frais laisse voir une zone dysfonctionnelle plus étendue que ne le sera la lésion cicatricielle ultérieure. C’est la zone bordante : la périphérie de la région ischémiée souffre d’une hypocontractilité associée à l’hypoperfusion, qui est une forme d’hibernation. Ce phénomène est réversible lors du rétablissement de la perfusion, alors que la partie centrale nécrosée ne peut plus récupérer.

 

Lésions de reperfusion

La reperfusion d’un tissu myocardique ischémié génère des lésions supplémentaires qui s’ajoutent à celles induites par l’interruption circulatoire, et met en route une cascade de phénomènes pouvant aboutir à des lésions cellulaires irréversibles [125,368].

  1. Alors que la cellule ischémique s’était placée sur un mode de survie en anaérobiose, la reperfusion amène soudain un excès d’oxygène aux mitochondries. Il s’ensuit une libération importante de ROS (Reactive oxygen species, radicaux libres) dans le cytoplasme cellulaire et une réduction massive de la production de NO.
  2. L’ouverture des canaux mitochondriaux MTPT (mitochondrial permeability transition pore) laisse fuir dans le cytoplasme des agents oxydants et découple la phosphorylation oxydative source d’ATP (voir Figure 5.7).
  3. L’augmentation brusque du Ca2+ intracellulaire est lié au dysfonctionnement du réticulum sarcoplasmique ; elle engendre une hypercontracture des myocytes qui peut aller jusqu’au stone heart.
  4. L’activation des neutrophiles déclenche une cascade inflammatoire locale et une libération accrue de ROS.
  5. La vasodilatation massive de la zone ischémiée, qui abolit l’autorégulation, est responsable d’une flux sanguin excessif malgré une pression de perfusion normale, et d’un risque d’œdème et/ou de surpression à l’intérieur de l’organe au moment de la reperfusion.

Bien que certaines substances utilisées dans des préparations animales (nicorandil, cyclosporine A, magnésium, méthylprednisolone, atorvastatine, anticalciques, etc) puissent atténuer les lésions de reperfusion, aucune étude clinique n’a mis en évidence un effet cardioprotecteur significatif [368].

 

Sidération (Stunning)

Ce phénomène consiste en une persistance de la dysfonction ventriculaire après revascularisation, alors que l’angor, le segment ST et la perfusion ont récupéré. Malgré le rétablissement de la perfusion coronarienne, la récupération n’est pas immédiate comme dans l’hibernation, et la fonction contractile reste altérée pendant une période allant de quelques heures à plusieurs jours (Figure 9.6B) [44]. Cette lésion fonctionnelle survient à des degrés divers après angioplastie ou après pontage aorto-coronarien. Le myocarde lésé est caractérisé par des lésions ultrastructurales et électrophysiologiques sans nécrose, et par une perte de l’autorégulation coronarienne qui y rend le flux pression-dépendant. Il est «intoxiqué» par des radicaux libres (peroxydes) et par une augmentation du Ca2+ sarcoplasmique [119,374]. Bien que les réserves en ATP soient conservées, le couplage excitation-contraction est défaillant. La dysfonction est systolique et diastolique. Le myocarde sidéré reste stimulable par des agents catécholaminergiques.

 

Non-reperfusion (No-reflow)

Malgré la restauration d’un flux épicardique normal, le flux intramyocardique reste souvent compromis ou absent : c’est le phénomène du No-reflow, qui augmente la taille de l’infarctus, la mortalité et les complications (arythmies, insuffisance ventriculaire). On estime que la reperfusion n’est parfaitement rétablie que dans 35% des cas d’angioplastie ou de revascularisation chirurgicale [257]. Les causes de la non-reperfusion sont multiples, mais les possibilités thérapeutiques très limitées [282].

  1. Embolisation distale d’athéromes, de thrombus et d’amas plaquettaires ; de nouveaux cathéters permettent d’aspirer les débris lors d’angioplastie.
  2. Lésions ischémiques ; traitements possibles : diminuer le délai de revascularisation, béta-bloqueur, IEC, bloqueurs de l’angiotensine II.
  3. Lésions de reperfusion ; possibilités thérapeutiques : anti-plaquettaire anti-GP IIb/IIIa (abciximab), anti-endothéline E1 (bosentan), anti-thrombexane A2 (aspirine), post-conditionnement (nicorandil, adénosine, cyclosporine ; voir Préconditionnement).
  4. Conditions métaboliques : hyperglycémie, hypercholestérolémie ; traitement : insuline, statines.

 

Les arythmies

Les déséquilibres électro-chimiques liés à la reperfusion peuvent entraîner le dysfonctionnement électrique de certaines cellules et occasionner des arythmies ventriculaires malignes réfractaires aux thérapeutiques habituelles. Toutefois, ces arythmies sont en général réversibles si l’on parvient à maintenir la perfusion myocardique pendant quelques heures. Leur prise en charge demande beaucoup de persévérance : certains patients sont sortis de l’hôpital en rythme sinusal après avoir été défibrillés une cinquantaine de fois pendant les premières heures post-CEC.

 

Ischémie et reperfusion
Hibernation: forme d’autoprotection dans laquelle le myocarde ischémié devient hypocontractile pour adapter sa mVO2 au faible DO2. L’étendue est variable, mais il n’y a pas de nécrose; la fonction de ce myocarde est stimulable par des catécholamines; elle est récupérable en cas de revascularisation (de quelques heures à quelques jours).
Lésions de reperfusion: l’apport massif d’O2 libère des superoxydes et des radicaux libres toxiques pour la cellule et s’accompagne d’une hypercalcémie sarcoplasmique. Bien que la pression soit normale, le flux sanguin est excessif par rapport à la vasodilatation maximale des zones ischémiées. Des arythmies ventriculaires malignes sont fréquentes, mais potentiellement réversibles.
Sidération: persistance de la dysfonction myocardique après revascularisation alors que la perfusion est récupérée; la durée est de quelques heures à plusieurs jours; la fonction est stimulable par des catécholamines.
Non-reperfusion: absence de flux distal intra-myocardique alors que le flux épicardique est rétabli.

 

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