24.2.4 Solutions de cardioplégie

Malgré un demi-siècle de recherche sur la cardioplégie, de nombreuses questions restent irrésolues, et la solution idéale n’est toujours pas trouvée. Il existe de nombreuses variations dans ces perfusats.

 

Le but d’une cardioplégie est de remplir six exigences physiologiques: l'arrêt cardiaque immédiat, le frein du métabolisme, l'apport de substrat, le maintien du pH, la prévention de l'oedème, et la prévention des lésions de reperfusion [4].

 

 

La solution de cardioplégie cristalloïde est la plus simple et la moins coûteuse ; elle est efficace dans les cas standards. Les solutions les plus utilisées sont de type extracellulaire enrichi en potassium et pauvre en calcium, comme la solution de St. Thomas n° 2 (Plegisol™) (Tableau 24.2). La solution de del Nido (basée sur le Plasma-Lyte A™ additionné de K⁺, de Mg⁺, de bicarbonate et de mannitol, sans Ca²⁺) est également de type extracellulaire, mais on y ajoute 20% de sang. D’autres solutions miment la composition intracellulaire (basses en sodium et en calcium), comme la solution de Bretschneider, qui est aussi utilisée pour la préservation d'organes en transplantation [23]. On ajoute habituellement du magnésium pour diminuer l'augmentation de [Ca²⁺]i que provoque l'hyperkaliémie. L'avantage de la cardioplégie cristalloïde est la clarté du champ opératoire pour le chirurgien et la rhéologie favorable pour atteindre des zones distales à des obstructions coronariennes serrées, mais le désavantage est l'impossibilité de transporter de l'oxygène et le risque d'hémodilution. Elle est de plus en plus remplacée par la cardioplégie au sang.

 

Les solutions de type St Thomas sont administrées par une pompe séparée du circuit de CEC (Figure 24.5) sous une pression d'environ 70-150 mmHg et un débit de 200-300 mL/min pendant au moins 2 minutes, car il faut 2 mL de solution par gramme de coeur, soit environ 500 mL pour un adulte. Pour l’entretien de l’arrêt, il suffit de répéter la perfusion toutes les 30 minutes avec un débit de 150 mL/min pendant 1-2 minutes. La température est de 5-10°. Par voie rétrograde, la pression de perfusion est de 20-30 mmHg environ, avec une valeur maximale de 40 mmHg. 

 

Figure 24.5 : Schéma d'un circuit de CEC. Le système de cardioplégie est représenté en rouge. Il aspire la solution de cardioplégie (en jaune), l'équilibre à la température désirée par un échangeur thermique et la propulse par une pompe dédiée dans la ligne de cardioplégie, implantée en l'occurrence dans la racine de l'aorte. Pour une cardioplégie au sang, il prend le sang à la sortie de l'oxygénateur, le mélange avec la solution électrolytique riche en potassium, et pompe le mélange dans la ligne de cardioplégie. La cardioplégie est administrée dans la racine de l'aorte, perfusée directement dans les coronaires en cas d'aortotomie, ou injectée à basse pression dans le sinus coronaire [d’après référence 10].

 

Une modification de la cardioplégie cristalloïde consiste à administrer un petit volume d'une solution hautement concentrée [2]. Ces très fortes concentrations, notamment en en K⁺, sont possibles parce que la quantité perfusée représente approximativement le volume de l'arbre coronarien; la majeure partie de la solution reste donc dans le cœur et ne se déverse pas dans la circulation générale. Ce petit volume ne permet pas des échanges thermiques significatifs; la protection, d'une durée de 30-60 minutes, est assurée par la composition de la solution mais non par l'hypothermie.

 

Les données actuelles montrent que ces différentes solutions sont probablement équivalentes entre elles en terme d'incidence d'infarctus, de FA ou de fonction ventriculaire post-CEC, mais elles sont insuffisantes pour assurer leur efficacité dans les cas à haut risque coronarien ou dans les dysfonctions ventriculaires sévères [17,23].

 

 

Le sang artériel prélevé sur le circuit de CEC par une pompe séparée est additionné d'une solution électrolytique riche en potassium dans une proportion cristalloïde/sang de 1:4. Il traverse un échangeur thermique indépendant (Figure 24.6). Le mélange est souvent additionée de mannitol, d'un tampon (THAM, Tris) et de solution citrate-phosphate-dextrose pour abaisser le calcium. Le but est de réduire la calcémie (chélation), d'accroître l'osmolarité, de tamponner, et de gérer la température. Le résultat est un perfusat alcalin (pH ≥ 7.6) et hyperosmolaire (≥ 330 mOsm), contenant 20-26 mmol/L de potassium et peu de calcium (≤ 1 mmol/L) (Tableau 24.3). On profite ainsi de la capacité du sang à transporter de l'oxygène, de son pouvoir tampon, et de ses qualités rhéologiques et oncotiques. Le sang, et tout particulièrement les érythrocytes, ont l'avantage d'apporter des antagonistes des radicaux libres (superoxide dismutase, glutathion, catalase). L'histidine des protéines du plasma fournit la majeure partie du pouvoir tampon, efficace quelle que soit la température. Par rapport aux solutions cristalloïdes à 4°C, la cardioplégie au sang oblige à de plus fréquentes reperfusions pour maintenir l'asystolie (toutes les 15-20 minutes) [26].

 

Figure 24.6 : Circuit de cardioplégie au sang avec ses différents composants. 

 

 

La cardioplégie au sang offre une protection supérieure à celle des solutions cristalloïdes, notamment dans les cas à risque élevé (coronaropathie sévère, dysfonction ventriculaire): moins de lésions ischémiques et d'infarctus, reprise du rythme sinusal spontané plus fréquente, meilleure préservation des réserves d'ATP, meilleure fonction ventriculaire post-CEC, moindre libération d'enzymes (CK-MB, troponines) [8,25]. Ces données ne se traduisent cependant par aucun effet sur la morbi-mortalité [12,27]. Il existe même une tendance vers davantage de séquelles neurologiques chez les patients opérés en normothermie et perfusés avec une cardioplégie au sang normothermique [12].

 

Une variation dans la proportion solution/sang consiste à injecter par une pompe-seringue (à 45 mL/h) une solution cardioplégique concentrée contenant 16 mmol/L de KCl et 3 mmol/L de Mg²⁺ dans un débit de sang pris sur la ligne artérielle de CEC, dont la température est > 30°C [6]. Cette technique limite le degré d’hémodilution ("miniplégie").

 

La cardioplégie au sang peut être administrée sous trois températures différentes [8,26].

 

Bien qu'il existe de multiples manières de gérer la protection myocardique, on peut faire quelques propositions de principe [3].

 

Substances ajoutées

 

Les solutions de cardioplégie doivent être légèrement hyperosmolaires pour diminuer l'oedème, légèrement alcalines pour freiner l'acidose lactique, et contenir peu de calcium pour minimiser l'accumulation calcique intracellulaire et intra-mitochondriale. De nombreux additifs sont utilisés pour remplir ces fonctions et de nombreuses substances peuvent être ajoutées dans le but de réduire les lésions d'ischémie/reperfusion [14,16,26].

 

D'une manière générale, le passage des travaux expérimentaux chez l'animal aux applications cliniques chez l'homme s'est avéré décevant en raison de la complexité des facteurs en jeu, des nombreuses comorbidités et des traitements annexes qui interfèrent avec l'effet cardioprotecteur de ces substances.

 

 

De nombreuses substances agissent comme détoxifiants des radicaux libres (ROS : reactive oxygen species). De multiples études expérimentales chez l’animal ont démontré leur utilité pour diminuer les lésions myocardiques de l’ischémie et de la reperfusion. Les études cliniques, en revanche, n’ont pas mis en évidence d’impact sur le devenir des patients, bien que certaines de ces substances réduisent significativement les dégâts cellulaires [15]. L’application clinique se heurte à trois problèmes : 1) les tissus ischémiques sont peu accessibles aux médicaments administrés, 2) ceux-ci ont un faible taux de pénétration intracellulaire, 3) les organes concernés (cœur, vaisseaux, reins) souffrent déjà d’affections modifiant leur réaction à ces substances.

 

Parmi les anti-oxydants, on peut citer plusieurs substances, malheureusement sans grand impact en clinique. 

 

Plusieurs agents d’anesthésie se trouvent avoir un certain effet protecteur intracellulaire face à l’ischémie, notamment le propofol et le thiopental, plus efficaces sur le système nerveux central que sur le myocarde ; les diazépines ont peu d’activité protectrice, et l’étomidate est dénué d’effet. Les halogénés exercent une protection efficace par préconditionnement, qui représente une double activité sur les radicaux libres : ils induisent la formation d’un petite quantité de ROS qui agit comme messager intracellulaire, puis diminuent le taux total de ROS massivement libérés pendant l’ischémie et la reperfusion [21]. De cette manière, ils atténuent les lésions biochimiques et structurelles de l’ischémie dans le cœur, les reins, le foie, les reins et le cerveau (voir Préconditionnement) [13,20]. 

 

 

© CHASSOT PG, Juin 2008, dernière mise à jour, Juin 2018

 

Références