MÉCANISMES PHYSIOPATHOLOGIQUES GÉNÉRAUX EN CHOC

Compte tenu de la variabilité étiologique, comme le montre le tableau 1, les mécanismes pathogéniques impliqués dans la physiopathologie du choc diffèrent fortement selon le sous-type de choc. Il existe un ensemble commun de mécanismes physiopathologiques, adaptatifscompensatoires ou altératifs, activés quelle que soit la forme du choc. Ces mécanismes physiopathologiques diffèrent qualitativement et quantitativement selon la forme du choc. De plus, le moment temporaire auquel il est déclenché diffère également.

Changements hémodynamiques en état de choc

En état de choc, la diminution du débit cardiaque, respectivement de la pression artérielle systémique, résulte de :

• diminution primaire du débit cardiaque par : diminution de la précharge cardiaque (hypovolémie- choc hypovolémique), diminution de la contractilité cardiaque (choc cardiogénique), remplissage cardiaque diastolique déficient (choc obstructif extracardiaque)

• diminution primaire de la résistance vasculaire systémique (vasodilatation) - choc distributif (septique, anaphylactique, neurogène).

Les modifications du débit cardiaque et de la résistance vasculaire périphérique entraînent les profils cliniques de choc suivants :

• Le choc froid – hypodynamique – le débit cardiaque est faible, la vasoconstriction périphérique compensatoire augmente la résistance vasculaire systémique (centralisation de la circulation) et les téguments seront froids. La centralisation de la circulation sacrifie les téguments, le tube digestif et les reins, organes qui deviennent rapidement ischémiques. L'hypotension survient lorsque le mécanisme sympatho-surrénalien compensateur est épuisé et que les modifications physiopathologiques au niveau des organes sont sévères. Ce tableau clinique est présent dans les chocs obstructifs hypovolémiques, cardiogéniques, extracardiaques.

• Le choc chaud – hyperdynamique – la vasodilatation périphérique avec téguments chauds est associée à une augmentation compensatoire de la fréquence cardiaque et à une augmentation du débit cardiaque initial. Cependant, l'augmentation de la fréquence cardiaque réduit le temps d'extraction de l'oxygène des tissus et conduit à une hypoxie. Ce tableau clinique est caractéristique du choc distributif.

Modifications de la microcirculation en état de choc

Le territoire microcirculatoire est la cible de tous les déséquilibres hémodynamiques, inflammatoires et hémostatiques en état de choc ; ces modifications affectent directement les cellules, du fait d'une altération de la perfusion. Des dommages microcirculatoires importants et les conséquences cellulaires/métaboliques qui en résultent conduisent à l'irréversibilité du choc. L'altération de la perfusion tissulaire peut se produire par : a) Modifications du calibre et de la perméabilité de la microcirculation Dans les chocs distributifs, le secteur microcirculatoire est primaire altéré. Dans les autres types de chocs, les changements sont secondaires. Dans le choc hypovolémique, l'activation sympathique induit une vasoconstriction des artérioles de diamètre moyen. Simultanément, la vasodilatation des petites artérioles se produit par l'intermédiaire d'autorégulateurs métaboliques. Dans ces conditions, le flux sanguin capillaire diminue et devient spatialement et temporellement hétérogène, phénomène qui s'amplifie au fur et à mesure que le choc progresse vers le stade irréversible. L'hétérogénéité marquée du flux sanguin capillaire affecte l'extraction de l'oxygène tissulaire. La réduction du flux sanguin capillaire, associée à la modification de l'expression des molécules d'adhésion cellulaire à la surface de l'endothélium et à l'activation des neutrophiles, au sein de la réponse inflammatoire systémique, conduisent à l'adhérence des neutrophiles à l'endothélium, limitant le passage des érythrocytes (phénomène qui augmente l'hypoxie tissulaire). En dynamique, l'œdème des cellules endothéliales limite encore le flux des érythrocytes et des leucocytes. L'activation des plaquettes et de la coagulation conduit à la formation de microthrombi, CID- coagulation intravasculaire diseminee- bloquant le flux sanguin capillaire et aggravant l'ischémie tissulaire. Les dommages aux cellules endothéliales (dus à l'action des ROS, du NO et du peroxynitrite) entraînent une perte de protéines dans l'interstitium, ce qui amplifie l'œdème interstitiel et aggrave l'hypovolémie.

b) Ouverture de shunts artério-veineux

Un autre facteur conduisant à l'altération de la perfusion tissulaire est l'ouverture des shunts artério-veineux, réduisant encore le flux sanguin à travers le réseau capillaire.

Modifications du métabolisme cellulaire en état de choc

Toutes les formes de choc ont pour point final le dysfonctionnement cellulaire induit par l'hypoxie suite à la diminution globale du débit sanguin ou sa mauvaise répartition entre les secteurs de la microcirculation. Le résultat est une diminution de la production d'ATP cellulaire.

À ce stade, le métabolisme aérobie est arrêté et les cellules entrent en anaérobiose. Dans des conditions de métabolisme anaérobie, l'accumulation d'acide lactique conduit à une acidose lactique.

Dans le choc septique, les mécanismes de dysfonctionnement métabolique cellulaire sont plus complexes que dans les autres formes de choc. Médiateurs inflammatoires : ROS, NO,

TNF-alpha, les lipopolysaccharides bactériens perturbent la fonction mitochondriale, créant une hypoxie cytopathique

Mécanismes immunitaires/inflammatoires en état de choc

Les infections sévères, les hémorragies sévères, l'hypoxie et l'hypoperfusion tissulaire prolongée, les lésions tissulaires sévères et étendues (traumatisme, brûlure, chirurgie), induisent une inflammation locale, une activation leucocytaire, une décharge de cytokines et de médiateurs inflammatoires systémiques. Dans le choc septique, le mécanisme inflammatoire est à l'origine d'une instabilité hémodynamique et d'un dysfonctionnement des systèmes fonctionnels. Dans les autres types de choc, ce mécanisme agit plus tardivement. L'intensité de la réponse inflammatoire systémique est beaucoup plus importante en cas de choc traumatique qu'en cas de choc hypovolémique, car en cas de traumatisme, la perte hémorragique est associée à des lésions tissulaires étendues qui déclenchent l'inflammation.

La reprise du flux sanguin dans les zones ischémiques (spontanée ou après réanimation hémodynamique), entraîne des lésions de reperfusion, selon l'importance du stress oxydatif dans les tissus précédemment endommagés par l'ischémie.

L'une des théories sous-jacentes à l'explication de l'apparition de MODS est la théorie de la translocation bactérienne selon laquelle dans toutes les formes de choc il y a une perte de la barrière intestinale qui favorise la translocation bactérienne, la septicémie et, enfin, l'installation de MODS.

La mortalité due au MODS est d'environ 51 % lorsque 2 organes/systèmes sont touchés et de 100 % lorsque 5 organes/systèmes sont touchés. Dans MODS, les mécanismes adaptatifs sont surmontés et des thérapies énergétiques sont nécessaires pour augmenter les chances de survie.

La Stadification Du Choc

L'évolution des déséquilibres physiopathologiques conduit à l'évolution clinique étagée du choc : le stade réversible (compensé et progressif/décompensé) et réfractaire/irréversible.

Les causes de l'irréversibilité des modifications physiopathologiques induites par le choc peuvent être :

1- Ischémie cérébrale sévère qui entraîne l'inhibition des centres vasomoteurs et cardio-respiratoires dans la formation réticulée bulbo-pontine. Il en résulte une chute spectaculaire de la tension artérielle et des activités cardiaques et respiratoires.

2- la chute sévère de la TA qui provoque une ischémie cardiaque sévère ; ce dernier potentialise la baisse de TA. Un cercle vicieux avec rétroaction positive s'établit ainsi.

3- le relâchement des sphincters précapillaires alors que les veinules restent en vasoconstriction. Le sang stagne dans le lit capillaire. Par conséquent, une extravasation de liquide dans l'espace interstitiel et une obstruction thrombotique des capillaires avec CID se produisent.

Le Syndrome De Dysfonctionnement Organique Multiple

Le syndrome de dysfonctionnement d'organes multiples (MODS - Syndrome de dysfonctionnement d'organes multiples) survient lorsqu'un dysfonctionnement organique affecte 2 organes ou systèmes ou plus. Cela peut compliquer toute forme de choc. Elle survient chez > 10 % des patients présentant un polytraumatisme sévère et est la première cause de décès chez ceux qui survivent > 24 h au traumatisme. Lorsque le MODS survient à la suite de dysfonctionnements organiques suite à un facteur étiologique primaire (ex : traumatisme), il s'agit de MODS primaire. Lorsque le MODS est associé au SIRS [ Le syndrome de réponse inflammatoire systémique (SRIS) est une affection sepsis-like associée à une inflammation systémique qui peut être déclenchée par une variété d'agressions non microbiennes, telles que des brûlures, des traumatismes et/ou pancréatite] et survient quelques jours ou semaines après l'action de l'agent étiologique primaire, il s'agit de MODS secondaire. Le choc septique est la cause la plus fréquente de MODS secondaire.

De plus, le choc se caractérise par le phénomène de conditionnement/amplification des mécanismes physiopathologiques mis en jeu, créant un « cercle vicieux » favorable à la mise en place de MODS.

Troubles cérébraux

La circulation cérébrale est entretenue par le phénomène d'autorégulation qui dépend de la pression artérielle moyenne (PAM). La perfusion cérébrale est adéquate si TAP est ≥ 70 mmHg où TAP = 1/3 (TAP-TAD) + TAD. En dessous de ces valeurs de TAM, l'autorégulation de la circulation cérébrale ne fonctionne plus, provoquant une ischémie zonale du tissu cérébral à la périphérie des zones perfusées par les grosses artères cérébrales (infarctus "watershed"). L'ischémie entraîne une augmentation de la perméabilité de la barrière hémato-encéphalique, avec œdème cérébral et altération de l'état de conscience selon le degré du déficit de perfusion.

Troubles cardiaques

La fréquence cardiaque est augmentée de manière compensatoire (sauf choc hémorragique dans lequel une bradycardie paradoxale se produit en raison de la stimulation vagale), mais une stimulation sympathique excessive peut entraîner des tachycardies supraventriculaires et l'apparition de foyers ectopiques ventriculaires.

Lorsque l'autorégulation de la circulation cardiaque (qui a une composante de régulation myogénique - vasomotrice - dépendante de la pression de perfusion et une composante de régulation métabolique dépendante de l'adénosine qui augmente en condition d'hypoperfusion et a un effet vasodilatateur) ne fonctionne plus, des phénomènes d'ischémie myocardique apparaissent qui peut-il aller à la nécrose. La région sous-endocardique est la plus sensible à l'ischémie car c'est, physiologiquement, la région la moins perfusée. Les phénomènes ischémiques peuvent s'accompagner de troubles de la conduction. L'ischémie du tissu cardiaque s'installe plus rapidement chez les personnes dont la pression de perfusion a déjà été abaissée par des conditions telles que la cardiopathie ischémique.

Les troubles du rythme, de la conduction et ischémiques conduisent finalement à une insuffisance cardiaque aiguë.

Troubles respiratoires

L'hypoperfusion tissulaire entraîne une diminution de la pression de perfusion pulmonaire (due à la diminution de la DC), ce qui augmente le rapport V/Q (ventilation/perfusion) et donc l'hypoxie respiratoire associée. Cela s'accompagne d'une accumulation excessive de CO2 (hypercapnie), qui entraîne la stimulation des centres respiratoires du tronc cérébral et l'augmentation compensatoire de la fréquence respiratoire. La tachypnée va entraîner une hypocapnie (par élimination excessive de CO2) entraînant une alcalose respiratoire.

Le poumon est également la cible commune des blessures médiées par des processus inflammatoires-immunitaires dans tous les types de choc. Le processus inflammatoire médié par les neutrophiles activés provoque la libération abondante de médiateurs inflammatoires et de ROS au niveau pulmonaire, ce qui entraîne une augmentation de la perméabilité vasculaire et une accumulation de liquide dans l'interstitium et les alvéoles pulmonaires. L'inflammation provoque également la destruction des pneumocytes de type II, entraînant le déficit de production de surfactant et l'affaissement des alvéoles pulmonaires (atélectasie). Ces phénomènes caractérisent l'apparition du SDRA (syndrome de détresse respiratoire aiguë), dans lequel l'hypoxémie est réfractaire. Le taux de mortalité du choc compliqué de SDRA est très élevé (60-90%).

Troubles renaux

L'oligurie (diurèse < 400 ml/jour) est le symptôme cardinal du choc. Il se produit en raison de la centralisation de la circulation, avec la réduction conséquente du taux de filtration glomérulaire. Ils apparaissent successivement :

- nécrose tubulaire aiguë

- obstruction des trompes par des éléments cellulaires agrégés ou des détritus cellulaires

- lésions de l'épithélium des tubes rénaux avec troubles profonds des phénomènes de réabsorption et de sécrétion.

Tous ces phénomènes finiront par conduire à l'apparition d'une insuffisance rénale aiguë avec des augmentations marquées de l'urée et de la créatinine sériques.

Troubles gastro-intestinaux

Les manifestations gastro-intestinales sont la conséquence d'une hypoperfusion, d'une sympathotonie et de phénomènes inflammatoires, et consistent en l'apparition possible de :

- iléus paralytique

- gastrite érosive

- pancréatite

- hémorragies de la muqueuse du côlon

Troubles hepatique

L'hypoperfusion hépatique entraîne une ischémie du tissu hépatique qui peut évoluer vers une nécrose avec de légères augmentations des enzymes de l'hépatocytolyse (transaminases, LDH) environ 1 à 3 jours après l'atteinte hépatique. Si les lésions ischémiques sont étendues, le foie « de choc » apparaît avec des augmentations massives des enzymes d'hépatocytolyse. La conséquence est l'apparition d'une insuffisance hépatique avec une diminution de la synthèse protéique (albumines et facteurs de coagulation). La diminution de l'albuminémie entraîne la diminution de la pression colloïdo-osmotique, la perte de liquide de l'espace intravasculaire vers l'espace interstitiel et la diminution du VSCE. De plus, la synthèse inadéquate des facteurs de coagulation favorisera l'apparition de troubles de l'hémostase, dont le CID.

Troubles hématologiques

Les conséquences hématologiques les plus importantes du choc sont :

- favoriser la survenue de CID par la thromboplastine libérée des organes lésés et par l'activation des activateurs de la fibrinolyse ; L'CID survient plus fréquemment en cas de choc septique.

- l'hypoxie stimule la libération d'érythropoïétine et l'érythropoïèse.

- la thrombocytopénie par dilution est associée à un choc hypovolémique dans lequel une correction thérapeutique du volume intravasculaire a été effectuée.

Troubles du m étabolisme

Le métabolisme des glucides

Dans les phases initiales du choc, l'hyperactivation sympatho-surrénalienne entraîne une augmentation de la libération d'ACTH, de glucocorticoïdes et de glucagon et une diminution de la libération d'insuline. L'hyperglycémie se produit consécutivement. L'augmentation de la gluconéogenèse et de la glycogénolyse contribue également à l'augmentation de la glycémie. Aux stades ultimes, en raison de l'incapacité du foie à assurer la gluconéogenèse et de l'épuisement des réserves de glycogène, l'hypoglycémie est atteinte.

Le métabolisme lipidique

Diminution de l'AGL due à une hypoperfusion du tissu adipeux. L'activité de la lipoprotéine lipase (LPL) est également réduite, entraînant une hypertriglycéridémie.

Le métabolisme des protéines

Les catécholamines, les glucocorticoïdes et le glucagon augmentent le catabolisme des protéines (protéolyse), accentuant l'augmentation de l'urée et de la créatinine sériques.

Troubles de l'equilibre acido-basique

Au fur et à mesure que l'hypoxie tissulaire progresse, l'accumulation consécutive d'acide laccide provoque l'apparition d'une acidose métabolique. L'acidose métabolique aggrave les troubles hydro -électrolytiques induits par le dysfonctionnement rénal. Il contribue également à l'amplification des troubles du rythme cardiaque et de la