Changements métaboliques et physiologiques au cours d'une chirurgie orthopédique mineure chez des patients par ailleurs en bonne santé

Supplémentation en oxygène pendant l'anesthésie générale Pendant l'anesthésie générale, l'utilisation d'oxygène supplémentaire pour éviter une hypoxémie potentiellement mortelle est une pratique courante depuis de nombreuses années. Cela conduit à des niveaux supranormaux d'oxygène dans les poumons (hyperoxie) et la plupart des patients ont également des niveaux supranormaux de pression partielle d'oxygène artériel (PaO2) dans leur sang (hyperoxémie). La même hyperoxie iatrogène est également fréquente chez les patients ventilés mécaniquement en unité de soins intensifs. On semble oublier que la supplémentation en oxygène est un médicament et comme tout médicament il ne doit pas être administré en excès.

Pendant l'anesthésie générale, une fraction fixe d'oxygène inspiré allant de 0,3 à 1,0 est souvent utilisée. Les patients sont surveillés avec une mesure continue de la saturation périphérique en oxygène et si celle-ci est faible ou si un gaz artériel présente une PaO2 faible, la FiO2 est encore augmentée. Cependant, une diminution au-delà de la FiO2 préfixée est rarement effectuée même si la saturation en oxygène est de 100 % ou si le gaz artériel présente une PaO2 élevée.

De plus en plus de preuves remettent en question la sécurité de cette utilisation libérale de l'hyperoxie en tant que supplément d'oxygène élevé et la formation de ROS peut entraîner un dysfonctionnement cellulaire et ainsi contribuer au dysfonctionnement pulmonaire postopératoire.

Les effets néfastes de l'oxygène FiO2 dépassant la teneur atmosphérique de 0,21 peuvent avoir des effets toxiques directs sur les tissus pulmonaires, en particulier pour les FiO2 dépassant 0,60. Des études des années 1970 ont montré que lors de la respiration de FiO2 1.0 pendant plus de quatre heures, les personnes présentaient des symptômes légers comme la trachéobronchite et la pleurésie. Il s'agit d'une légère irritation derrière le sternum, dans les voies respiratoires ou dans les poumons. Cet inconfort est aggravé par l'inspiration profonde et peut entraîner une toux. Ils ont également montré qu'une FiO2 élevée de 0,95-1,0 administrés pendant plusieurs jours entraînent un œdème pulmonaire et éventuellement une fibrose pulmonaire. Une FiO2 élevée induit également un effondrement des zones pulmonaires conduisant à un shunt pulmonaire en raison de l'atélectasie de réabsorption et induit une vasodilatation pulmonaire, mais induit par ailleurs une vasoconstriction dans tous les autres lits vasculaires (sauf dans l'utérus) et réduit ainsi le débit cardiaque et la perfusion des organes terminaux.

Le mécanisme précis des dommages cellulaires directs et de la vasoconstriction est inconnu, mais on pense qu'il est dû à une production accrue de ROS5.

Dans le cadre clinique de patients gravement malades, l'hyperoxie et l'hyperoxémie ont été associées à une mortalité accrue, en particulier dans des sous-groupes de patients ayant subi un accident vasculaire cérébral, une lésion cérébrale traumatique et ceux réanimés après un arrêt cardiaque, et il a également été démontré une augmentation de la taille de l'infarctus et de la mortalité après un infarctus cérébral et du myocarde . Le traitement périopératoire avec une FiO2 élevée a également été associé à une mortalité accrue et à des complications respiratoires majeures.

Métabonomique Ces derniers temps, on s'est beaucoup intéressé à la formation de ROS dans des conditions hyperoxiques. Outre l'induction du stress oxydatif, les ROS affectent également un certain nombre de voies de transduction du signal qui conduisent à des changements cellulaires. Ces changements peuvent être détectés à l'aide de la métabonomique.

La métabonomique est l'analyse de toutes les petites molécules ou métabolites présents dans un échantillon donné à l'aide de la résonance magnétique nucléaire (RMN) ou de la spectrométrie de masse (MS). La métabonomique donne un "instantané" de tous les métabolites dans un échantillon donné et a donc un grand potentiel pour trouver plusieurs nouveaux biomarqueurs par l'analyse des changements continus du profil métabolique en réponse à une exposition donnée.

Oscillométrie L'anesthésie et une FiO2 élevée entraînent un collapsus des petites voies respiratoires. Un nouveau système d'oscillométrie des voies respiratoires (TremoFlo C-100) permet une mesure simple et non invasive des changements dans les petites voies respiratoires. Le système mesure la résistance et la réactance de manière non invasive lors d'une respiration normale.

L'essai Nous examinerons des patients ambulatoires par ailleurs en bonne santé subissant une chirurgie orthopédique mineure pendant une anesthésie générale pour élucider les changements métaboliques et physiologiques causés par la ventilation avec FiO2 0,50 pendant 45 minutes suivant les réglages standard. Le condensat expiré (EBC) et le sang artériel seront prélevés avant la chirurgie et répétés pendant la chirurgie après 45 minutes de ventilation mécanique avec une FiO2 de 0,50. Les deux EBC et les deux échantillons de sang seront conservés à -80 °C pour analyse après l'inclusion de tous les patients. Les changements métaboliques seront mesurés avec la technique RMN et l'analyse statistique multivariée comparant les valeurs de base aux valeurs obtenues après 45 minutes d'exposition à l'oxygène. Tous les spécimens seront détruits après les analyses RMN. L'effondrement des petites voies respiratoires induit par l'anesthésie et la FiO2 sera évalué en mesurant la résistance et la réactance après la chirurgie par rapport à une mesure de base avant la chirurgie.