8.5.4 Coagulopathie peropératoire

La chirurgie cardiaque s’accompagne d’une coagulopathie souvent importante, qui est par nature multifactorielle mais en grande partie liée à la circulation extracorporelle (CEC) [18,47].

 

 

 

Indépendamment de toute lésion tissulaire, la CEC déclenche directement la formation de thrombine et de fibrine. Cinq minutes après sa mise en route, leur taux est déjà augmenté de 20 fois, alors que ces substances ne se rencontrent normalement qu’au niveau de la plaie et non dans la circulation systémique [4]. Plusieurs phénomènes interviennent [18,41].

 

L’expression du facteur tissulaire (FT) et de la voie extrinsèque sont essentiellement liées au traumatisme chirurgical, à l’activation par les aspirations et à la réaction inflammatoire. Les leucocytes activés s'infiltrent entre les cellules endothéliales et produisent des radicaux libres, des superoxydes et des enzymes lysosomiques; c'est la cause de lésions endothéliales, d'augmentation de perméabilité capillaire, d'accumulation liquidienne extracellulaire et de syndrome inflammatoire systémique (voir Chapitre 7 Syndrome inflammatoire). Les lésions imparties aux plaquettes et aux facteurs de coagulation (dénaturation protéique) sont directement liées à la durée de CEC, à la profondeur de l'hypothermie (≤ 25°), aux aspirations, et au contact avec l'air (réservoir veineux, aspirations). 

 

On peut réduire l’activation de la coagulation par différents moyens, mais, hormis l’anticoagulation, leur efficacité est très variable. 

 

L’anticoagulation et la coagulopathie liées à la CEC doivent être respectivement antagonisée et traitée pour limiter les risques hémorragiques. L’antagoniste de l’héparine est la protamine, administrée à raison de 1 mg de protamine pour 1 mg d’héparine. Un excès de protamine peut inhiber la cascade coagulatoire et l’activité plaquettaire. La protamine est injectée dès la décanulation de CEC. Elle présente plusieurs effets secondaires:

 

 

 

 

 

 

L’héparine est indispensable au bon déroulement d’une CEC. C’est la raison pour laquelle elle est injectée par voie veineuse centrale après avoir contrôlé le reflux sanguin, ou adminsistrée directement dans l’OD par le chirurgien ; l’injection est suivie d'un rinçage pour être sûr que la totalité de la dose soit injectée. Qu’elle soit administrée par le chirurgien ou par l’anesthésiste, son injection est clairement annoncée de manière à ce que le/la perfusionniste puisse procéder à un ACT de contrôle 3-5 minutes plus tard. La dose de charge d’héparine pour obtenir une anticoagulation adéquate pour une CEC est de 300-400 U/kg [11]. Ensuite, les doses supplémentaires doivent être titrées selon la réponse individuelle du patient. L’ACT minimal nécessaire pour éviter des problèmes thrombotique ou hémorragique pendant une CEC est toujours discutée, mais une valeur ≥ 450 secondes est généralement acceptée comme référence pour les circuits standards, et une valeur de ≥ 250 secondes pour les assistances avec circuits pré-héparinés. Si l'ACT est < 400 secondes, on ne commence pas la CEC sans ajouter une dose supplémentaire d'héparine (5'000 – 10'000 UI) ; on procède à un nouveau contrôle après 3 minutes.

 

 

Il arrive que l’ACT n’atteigne pas les valeurs recherchées malgré une dose élevée d’héparine. Cette résistance à l’héparine est due en général à un déficit en antithrombine (AT III) lié à plusieurs causes [12].

 

La prise en charge est basée sur trois éléments.

 

L’attitude la plus logique est de doser l’AT III et de ne donner du concentré d’antithrombine que lorsque le taux est bas ; s’il est normal, une augmentation du dosage d’héparine suffit le plus souvent [12].

 

 

La protamine antagonise l’héparine dans un rapport 1:1 (mg). Le dosage de la protamine est surévalué si le calcul est effectué sur la base de la quantité totale d’héparine administrée, car il ne tient pas compte de l’élimination progressive. Il est donc recommandé de ne donner que le 80% de la dose ou de titrer l’héparine résiduelle. Un excès de protamine peut en effet augmenter l’hémorragie, car la substance active la sécrétion endothéliale de plasminogène et se lie à la thrombine, bloquant ainsi la transformation du fibrinogène en fibrine. Un dosage adéquat est d’autant plus important que la protamine a des effets secondaires importants : libération d’histamine (hypotension artérielle systémique), réaction anaphylactique, choc vasoplégique, hypertension artérielle pulmonaire.

 

 

 

Hémodilution

 

Le mélange du sang avec le liquide d'amorçage (800-1’500 mL de solution hydro-électrolytique) est responsable d'une hémodilution majeure qui abaisse soudainement l'hématocrite aux environs de 25% et qui diminue la pression colloïdo-osmotique de 40% [21]. C'est la cause principale de la chute de pression enregistrée au début de la CEC. La pression remonte ensuite parce que l'hypothermie provoque une stimulation des résistances artérielles périphériques (RAS) et parce que la viscosité augmente à mesure que la température du sang baisse. La chute de la pression osmotique aggrave la fuite liquidienne extracellulaire dans l'espace interstitiel des poumons, du coeur, du foie, des reins, des viscères abdominaux et des muscles.

 

L'hémodilution est avantageuse sur plusieurs plans (voir Chapitre 7, Liquide d’amorçage). 

 

En CEC normothermique, un Ht de 18% suffit juste à remplir les besoins en oxygène d'un malade endormi et curarisé [30]. Lorsque l’Hb est < 70 g/L, le flux sanguin cérébral augmente de 45% et le flux plasmatique rénal s’élève dans la zone corticale, mais la réserve coronarienne diminue de 50% et la perfusion splanchnique est à la limite de l'ischémie [35,42]. 

 

L’hémodilution n’est bénéfique que dans certaines limites. Un Ht inférieur à 22%, par exemple, est un facteur prédictif indépendant de morbi-mortalité postopératoire [20]. L'Ht a un impact particulier sur la fonction cérébrale et sur la fonction rénale. Les troubles neurocognitifs deviennent plus importants lorsque l’Ht minimal est de 15-17% [8] ; seul un Ht > 28% assure un status neurologique postopératoire normal [45]. Chez les enfants, le score neurologique et le développement psychomoteur sont meilleurs lorsque l’Ht en CEC est élevé (28%) que lorsqu’il est bas (21%) [23]. D’autre part, la fonction rénale s’aggrave linéairement avec la baisse de l’hémoglobine lorsque l’hématocrite est < 30% [43]. Un Ht de 25-28% en cours de CEC est donc la limite inférieure de sécurité pour garantir la reprise fonctionnelle des organes.

 

 

Le contact avec des surfaces étrangères de différentes natures provoque une série de traumatismes hématologiques plus ou moins sévères, et en général directement proportionnels à la durée de la CEC. De plus, les pompes provoquent des lésions mécaniques des éléments figurés, qui sont fonction de leur degré d'occlusivité et de leur vitesse de rotation. Enfin, les aspirations dans le champ opératoire sont responsables d’une partie des dégâts inflammatoires et érythrocytaires, qui sont d'autant plus graves que les aspirations sont puissantes et prolongées et que l'hémorragie est importante. L'hémolyse qui en résulte est bien visible dans les urines qui deviennent rouge-bordeau. Dans ce cas, il est nécessaire de maintenir un débit urinaire satisfaisant et d'alcaliniser les urines avec du bicarbonate de Na⁺ (50-100 mmoles i.v.) pour freiner la cristallisation de l'Hb libre dans les tubules [19]. 

 

Une autre cause d'hémolyse est la présence d'agglutinines froides. C'est une maladie autoimmune caractérisée par la présence d'anticorps causant l'agglutination des érythrocytes en dessous d'un certain seuil de température. Les agglutinines froides sont des anticorps IgM dirigés contre des antigènes Anti-Ig présents sur la membranne des globules rouges. Elles causent une agglutination de ces derniers à basse température. Au réchaufffement, ces aggrégats provoquent des thrombi microvasculaires et sont hémolysés, ce qui dégage une grande quantité d'hémoglobine libre. Cette affection est une maladie idiopathique, ou la séquelle d'un processus infectieux ou lymphoprolifératif. Son incidence est inférieure à 1% des patients de chirurgie cardiaque. L'affection se manifeste par des thromboses périphériques et une hémolyse (voir Chapitre 21 Coagulopathies).

 

Les agglutinines froides sont détectées au test de Coombs direct (présence de complément sur les GR du patient) et indirect (présence d’anticorps sériques). Elles existent chez tous les individus, mais ne réagissent normalement qu’à 0-4°C. Leur signification clinique tient à leur taux sérique et à la valeur de la température à laquelle elles sont activées. Les valeurs considérées comme sûres pour la CEC sont un titre inférieur à 1:32 à une température de 4°C, sans agglutination détectable à 28°C ou au-dessus. Les probabilités de complications peropératoires deviennent significatives pour des taux supérieurs à 1:512 à 4°C, ou inférieurs à cette valeur si la température d'activation est supérieure à 25°C [33]. 

 

En salle d'opération, on prend une série de précautions.

 

Les crises se manifestent par une hémolyse et des occlusions vasculaires périphériques myocardiques, hépatiques et rénales. 
 

 

 

 

 

Lorsqu’un patient souffre de thrombocytopénie induite par l’héparine (voir HIT), d’autres anticoagulants sont à disposition, mais ces substances n’ont pas d’antagoniste et ne sont pas renversées par la protamine. Leur élimnination dépend de leur demi-vie sérique (voir Inhibiteurs directs de la thrombine, Tableau 8.1 et Tableau 8.2) et de l’utilisation d’un circuit d’hémofiltration en fin de CEC [1,6,15,24,26].

 

Ces substances ont une influence variable sur les tests de coagulation [26]. L'ACT présente une bonne corrélation avec le taux circulant de bivalirudine et d'argatroban. L'aPTT est modifié, mais de façon non-linéaire. Le TP est davantage affecté par l'argatroban que par la bivalirudine. Les tests plus spécifiques comme le temps d'écarine ou le dosage de l'effet anti-IIa ne sont malheureusement pas disponibles dans tous les hôpitaux. La bivalirudine, qui est l'agent le plus sûr, est utilisée dans les situations où l'on craint la survenue d'une thrombocytopénie induite par l'héparine (HIT) ou dans celles qui exigent une anticoagulation profonde de courte durée comme la PCI [26].

 

 

 

 

 

La CEC est le cas le plus emblématique de la stimulation par la voie de contact du complément (Figure 8.20) (voir Chapitre 07, Syndrome inflammatoire systémique). 

 

Figure 8.20 : Activation par la voie de contact. Dans un vaisseau bordé d’endothélium intact, les différents facteurs circulent sous forme inactive. Mais en présence de surfaces chargées négativement comme le verre, les métaux ou les plastiques (CEC), le Facteur XII se clive en F XIIa (activé). Celui-ci transforme la prékallikréine en kallikréine, les kininogènes en bradykinine et le facteur XI en F XIa ; ce dernier processus aboutit à la formation de thrombine par la voie intrinsèque de la coagulation. Le F XIIa favorise aussi la transformation de plasminogène en plasmine, provoquant la fibrinolyse. Le contact active directement le complément par la voie alternative, et indirectement par le F XIIa (voie classique). MAC (membrane attack complex) : complexe protéique qui attaque les membranes cellulaires, résultat ultime des voies du complément.

 

En présence de surfaces chargées négativement comme le verre, les métaux ou les plastiques, le Facteur XII se clive en F XIIa (activé). Celui-ci transforme la prékallikréine en kallikréine, les kininogènes en bradykinine et le facteur XI en F XIa ; ce dernier processus aboutit à la formation de thrombine par la voie intrinsèque de la coagulation. Le F XIIa favorise aussi la transformation de plasminogène en plasmine, provoquant la fibrinolyse. Le contact active directement le complément par la voie alternative, et indirectement par le facteur XIIa (voie classique). D’autres phénomènes de la CEC concourent au déclenchement du complément, comme le relargage d’endotoxines par le tube digestif et la formation de complexes héparine-protamine. La voie cellulaire est également stimulée par le contact, soit par l’intermédiaire du facteur XIIa et de la kallikréine, soit directement par l’activation des neutrophiles. Mais le circuit extracoroprel ne possède pas d’endothélium pour limiter ces différentes réactions, qui peuvent donc prendre une ampleur excessive et se distribuer dans tout l’organisme. 

 

La durée de CEC, la profondeur de l'hypothermie et le degré d'hémodilution ont tous été évoqués comme facteurs aggravants, mais ils ne paraissent avoir qu'un rôle secondaire dans la genèse du SIRS [22]. Les lésions mécaniques de la pompe, de l'oxygénateur et des filtres, le contact du sang avec les surfaces étrangères (circuits) et avec l'air (aspirations, réservoir veineux), sont les éléments déclencheurs principaux. Plus de 50% des neutrophiles sont séquestrés dans les poumons durant le réchauffement; leur dégranulation contribue aux dommages cellulaires pulmonaires. Le SIRS se déclenche dans les premières minutes de la CEC et s’éteint vers le 4ème – 5ème jour postopératoire ; il est suivi d’une période de relative immunodépression [38]. Le pic des marqueurs inflammatoires survient vers la 5ème heure après la CEC.

 

Au cours d’une CEC, la stimulation inflammatoire conduit donc à un état instable caractérisé par une série de phénomènes (Figure 8.21).

 

Figure 8.21 : Représentation schématique des mécanismes mis en jeu dans la genèse du syndrome inflammatoire systémique [d'après références 22,41].

 

La question de déterminer la part de la CEC par rapport à celle de la chirurgie cardiaque elle-même dans la genèse du SIRS peut être approchée par l'observation de la chirurgie à coeur battant. Cette dernière est associée à une réduction, mais pas à une disparition, des taux postopératoires de marqueurs de la réaction inflammatoire comme le C3a, le C5a, le TNF-alpha ou l'interleukine-6 et l’IL-8 [7,9,17]. Toutefois, la signification de ces variations est incertaine, puisque l'IL-8 et le C3a sont liés au traumatisme tissulaire direct et que l'IL-10 a des propriétés anti-inflammatoires [32]. Les effets de la CEC dépendent largement de l'équilibre entre la libération des médiateurs pro-inflammatoires et celle des médiateurs anti-inflammatoires [28]. Certaines populations affichent une réaction pro-inflammatoire dominante, telles les personnes âgées ou celles qui souffrent de dysfonction ventriculaire gauche [40]. Elles pourraient bénéficier particulièrement de la chirurgie à coeur battant. Dans les groupes à risque faible, les taux de complications liés au SIRS sont identiques entre les opérations avec ou sans CEC [34,36]. Le circuit de CEC est donc un facteur déclenchant majeur, mais il n'est pas le seul responsable de la réaction inflammatoire (voir Thérapie anti-inflammatoire) [44]. 

 

 

© CHASSOT PG, MARCUCCI C, Décembre 2013, dernière mise à jour, Novembre 2018

 

Références