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Physiopathologie de l'insuffisance rénale aiguë

Christian Combe

Université & Centre Hospitalier Universitaire de Bordeaux, France

IRA : Définition

� Baisse brutale et importante du Débit de

Filtration Glomérulaire

� La diurèse peut être conservée

� En règle, l'IRA est réversible

� Littérature :

● AKI � Acute Kidney Injury

● ARF � Acute Renal Failure

IRA : augmentation d'incidence aux États-Unis

Hsu et coll. J Am Soc Nephrol. J Am Soc Nephrol. 20 13;24:37-42

IRA : augmentation d'incidence aux États-Unis

Hsu et coll. J Am Soc Nephrol. J Am Soc Nephrol. 20 13;24:37-42

Diarrhée / IRA dans les pays pauvres

http://www.who.int/mediacentre/factsheets/ accès en 2014

Insuffisance rénale aiguëInsuffisance rénale aiguë

Pré-rénale30-60%

Pré-rénale30-60%

Rénale20-40%Rénale20-40%

Post-rénale1-10%

Post-rénale1-10%

VasculaireVasculaire Glom érulaireGlom érulaire InterstitielleInterstitielle TubulaireTubulaire

IschémiqueIschémique ToxiqueToxique PigmentsPigments

Epidémiologie de l’insuffisance rénale aiguë

050

100150200250300350400

Néc

rose

tub.

Pré

-rén

ale

IRC

aig

uë

Obs

truc

tive

N. i

nt.

Vas

cula

ire

Vas

cula

rite

GN

A

Aut

res

Nom

bre

Nb cas

Décès

Liaño et coll. Kidney Int 1996;50:811-818

18 hôpitaux madrilènesPériode 9 mois

Fonctions rénales dans l'IRA

IRA : Évaluation fonctions rénales

� Filtration glomérulaire

● Aucune formule utilisable, sauf formule dynamique

● Classification RIFLE, AKIN ou KDIGO

� Fonctions tubulaires

● Débit urinaire• Entrées-sorties

● Concentration des urines action ADH-AVP• Osmolalité urinaire

• U/P Créatinine, urée

● Excrétion urinaire des électrolytes• Sodium

� Fonctions endocrines

● Érythropoïétine, synthèse de rénine, synthèse de 1,25(OH)2D3

IRA : classification KDIGOKidney Disease: Improving Global Outcomes

Stade Créatininémie Débit urinaire

11,5 à 1,9 x base

ou� ≥ 26,5 µmol/L (0,3 mg/dL)

<0,5 ml/kg/h pdt 6 à12 h

22,0 à 2,9 x base <0,5 ml/kg/h ≥ 12 h

3

3,0 x baseou

�≥ 353,6 µmol/Lou

suppléance rénale

<0,3 ml/kg/h ≥ 24 hou

Anurie ≥ 12 h

KDIGO Clinical Practice Guideline for Acute Kidney Injury. Kidney Int Suppl. 2012;2:1–138

Clairance de la créatinine "cinétique"Constitution IRA

Chen S. J Am Soc Nephrol. 2013;24:877-888

Clairance de la créatinine "cinétique"

Chen S. J Am Soc Nephrol. 2013;24:877-888

KeGFR= SSPCr ×CrClMoyPCr

× 1− 24× ∆PCr

∆Temps(h)× Max∆PCrJour

SSPCr Créatininémie "steady state"

ClCr Clairance créatinine de base

SSPCr x ClCr Production musculaire de créatinine

MoyPCr Moyenne des 2 valeurs créatininémie

∆PCr Variation créatininémie

∆Temps (h) Intervalle entre 2 valeurs créatininémie

Max∆PCr/jour � max créat. en 1 jour (défaut 1,5 mg/dL soit 135 µmol/L)

Clairance de la créatinine "cinétique"IRA transitoire

Chen S. J Am Soc Nephrol. 2013;24:877-888

Insuffisance rénale aiguëInsuffisance rénale aiguë

Pré-rénale30-60%

Pré-rénale30-60%

Rénale20-40%Rénale20-40%

Post-rénale1-10%

Post-rénale1-10%

VasculaireVasculaire Glom érulaireGlom érulaire InterstitielleInterstitielle TubulaireTubulaire

IschémiqueIschémique ToxiqueToxique PigmentsPigments

Hémodynamique rénale et IRA

IRA fonctionnelle vs. ischémique

Atteinte rénale aiguë transitoire vs. persistante

Hémodynamique glomérulaire

DFG SN = QA x [(PCG - PT) - ππππ] x K F

AA AE

PCG

PT

ππππQA

Hypoperfusion rénale : maintien du DFG

DFG SN = QA x [( PPCGCG - PT) - ππππ] x KF

AA AE

PCG

PT

ππππQA

PAM et hémodynamique glomérulaire

60 80 100 120

PAM mmHg

0

50

100

150

200

DF

G n

l/min

60 80 100 120

PAM mmHg

0

10

20

30

40

50

PC

Gm

mH

g

60 80 100 120

PAM mmHg

2

2,5

3

3,5

4R

x 1

010

dyn.

s.cm

-5

RA

RE

Robertson et coll. Am J Physiol 1972;223:1191

Rats normauxhydropéniques

Pression partielle d'O2 et débit sanguin dans le rein

Veines

Cortex

Bandeexterne

Bande interne

Médullaireinterne

Méd

ulla

ire e

xter

ne

Rayons médullaires

Adapté de :Brezis M et coll:"The Kidney", 4th Ed.(Brenner & Rector)�Saunders, 993-1061, 1991

Consommation d'O 2 dans différents organes

Consommation d'O2 /délivrance d'O2 (%)

Rein 08%

Rein méd. externe 79%

Cerveau 34%

Rein de rat normal Ischémie : 30’, reperfusion : 10’

Rein d’une jeune femme de 18 ans décédée d’IRA (Solez, 1983)�

A dark zone in the medulla with pale cortex is frequently observed in experimental 1,2

and in human 3,4 ischemic ARF. (Brezis, Rosen and Epstein, in ARF, 1991)�

1. Diethelm et al, J Surg Res, 11: 265, 1971

3. Solez K. ARF. In “Pathology of the kidney”, p1069, 1983

2. Norlen et al, Kdney Int, 14: 1, 1978

4. Finckh et al. Q.J.Med, 31: 429, 1962

Atteinte aiguë

ischémique ou toxique

Normal

Nécrose/Obstruction

Infiltration/Prolifération

Régénération

Ré-épithélialisation Hypertrophie

Apoptose

Infiltration des leucocytes

Ysebaert D et al, 1999

Celluleinflammatoire

Injuredtissue

Membranebasale

Cellulesendothéliales

Lumièrevasculaire

Chimiotactisme � Signal �

Adhésion ferme � Migrationtransendothéliale

sélectines

chémokines (ICAM-1) �

Tubuleagressé

Ché

mo-

attr

acta

nts

CYTOKINESRANTESMCP-1...

TNF-IL-6

CHEMOKINESαααα

ββββ

iNOS

TGF-Cellule T

Monocyte

molécules d’adhésionintégrines

NO O -2 OH- OCl-

ONOO-

Atteinte cellule tubulaire

Vasoconstriction

LeucocyteSignal

�

GRplaquettes

Effet de l’ischémie sur la Na+, K+-ATPase, la polarité et le transport du Na+ dans les

cellules tubulaires proximales

Lameire et coll. Lancet 2005; 365: 417–30

RIFLE : le continuum de l'atteinte rénale aiguë

Lameire et coll. Lancet. 2008;372:1863-5

Insuffisance rénale aiguëInsuffisance rénale aiguë

Pré-rénale30-60%

Pré-rénale30-60%

Rénale20-40%Rénale20-40%

Post-rénale1-10%

Post-rénale1-10%

VasculaireVasculaire Glom érulaireGlom érulaire InterstitielleInterstitielle TubulaireTubulaire

IschémiqueIschémique ToxiqueToxique PigmentsPigments

Mécanismes d'IRA

IRA et segments

du néphron

Vulnérabilité du rein � Flux sanguin important

(1/4 du débit cardiaque)

� Activité métabolique élevée

� Grande surface endothéliale / poids d'organe

� Consommation d'O 2/O2 délivréélevée dans médullaire externe

� Systèmes enzymatiques multiples

� Transport transcellulaire

� Concentration de substances

Sites d’atteinte rénale

Ischémie

Lithium

Aciclovir Cisplatine HgCl2

Aminoglycosides

IECAINS

S2

S2

S1

S1

S3

S3

Cortex

Ray

ons

méd

ulla

ires

Bandeexterne

Medullary Ray S2

S 2

S1

Inner Medulla

In ner St ripe

Outer Medulla

Corte x S1

O uter

St ripe

S3 S3

Site of renal damag e

Ischemia

Lithium

Aciclovir Cisplatinum HgCl2 Aminoglycos ides

ACE inhibito rs NSAID

Vulner ability of the ki dney Impo rtant blood flow (1/4 cardiac ou tput) High metabolic activ ity Larg est endothelial s urface by weigh t Mult iple enzyme sys tems

Trans cellular transpo rt Conc entration of sub stances Prote in unbinding High O2 consumptio n/delivery ratio in ou ter medulla

����

����

Bandeinterne

Médullaireinterne

Méd

ulla

ire e

xter

ne

IRA et médicaments

Sites d’atteinte rénale

Ischémie

Lithium

Aciclovir Cisplatine Inhibiteurs protéaseMéthotrexatePhosphate

Aminoglycosides

IEC, sartansAINS

S2

S2

S1

S1

S3

S3

Cortex

Ray

ons

méd

ulla

ires

Bandeexterne

Medullary Ray S2

S 2

S1

Inner Medulla

In ner St ripe

Outer Medulla

Corte x S1

O uter

St ripe

S3 S3

Site of renal damag e

Ischemia

Lithium

Aciclovir Cisplatinum HgCl2 Aminoglycos ides

ACE inhibito rs NSAID

Vulner ability of the ki dney Impo rtant blood flow (1/4 cardiac ou tput) High metabolic activ ity Larg est endothelial s urface by weigh t Mult iple enzyme sys tems

Trans cellular transpo rt Conc entration of sub stances Prote in unbinding High O2 consumptio n/delivery ratio in ou ter medulla

����

����

Bandeinterne

Médullaireinterne

Méd

ulla

ire e

xter

ne

ImmunoallergieAINSPénicillines & céphaloAllopurinolBactrimSalicylésCiprofloxacineIndinavirDiurétiques anseLyse cellulaireHyperuricémieRhabdomyolyseNeuroleptiquesSédatifs

Rhabdomyolyse et IRA

Bosch et coll. N Engl J Med 2009;361:62-72

Sepsis et IRA

Schrier et Wang. N Engl J Med 2004;351:159-169

Effet glomérulaire direct ?

↑↑↑↑ pressionintra-tubulaire

↓↓↓↓ fluidetubulaire

↓↓↓↓ DFG Oligurie

(1) VasoconstrictionRénine-angiotensine

endothéline↓↓↓↓ PGI2↓↓↓↓ NO

(2)Obstruction

(3)Rétrofiltration

tubulaire

(4)Inflammationinterstitielle

Atteinte tubulaire(tube proximal et BAL) �

IschémieNéphrotoxines

Biopsie rénale dans l'IRA

Philipponnet et coll. Minerva Anestesiol. 2013;79:5 3-6

Étude rétrospective56 pts ds 5 réasAKIN I 5AKIN II 3AKIN III 35

PBR J9 post adm.7 hémorragies, 1 DC

PBR contributive ttt pour 40 ptsNouveau ttt pour 23

IRA : préventions primaire, secondaire, tertiaire

IRA : pontage vs angioplastie coronaires

Chang et coll. J Am Coll Cardiol. 2014;64:985-994

1933 pts CABG, 1004 pts PCI 52 578 pts CABG, 52 578pts PCI

Epidémio IRA post-opératoire

� Fréquence

● 2222 pontages coronaires

� 7,7% IR post-op (� créat. > 62µmol/l post-pré et > 177 µmol/)�

� 1,4% IR anurique

� Facteurs de risque IRA

● Age 70-79 ans ⇒ RR=1,6, 80-95 ans ⇒ RR=3,5

● Insuffisance cardiaque ⇒ RR=1,8

● Diabète ⇒ RR=1,8, glycémie>16,6 mmol/l ⇒ RR=3,7

● Insuffisance rénale (créat. 124-177µmol/l) ⇒ RR=2,3

Mangano et coll. Ann Intern Med 1998;128:194-203

IRA : interventions thérapeutiques

Molitoris. J Am Soc Nephrol 2003;14:265Molitoris. J Am Soc Nephrol 2003;14:265 ––267267

DF

G %

DF

G %

JoursJours

00 11 22 33 44 55 66 77

PrPréé--rréénalenale

InitiationInitiation

Extension

Extension

LLéésions sions éétabliestablies RRéécup

cupéération

ration

AA

BB

CC

00

100100

Prévention de l'IRA due à l'iode

Solomon et coll. N Engl J Med 1994;331:1416Solomon et coll. N Engl J Med 1994;331:1416 --14201420

Salé SaléMannitol

SaléFurosémide

0

10

20

30

40

50

Aug

men

t atio

ncr

éatin

ine

%

3/28 7/25 10/25

Prévention de l'IRA des produits de contraste iodés chez des IRC (créat 186±±±±53 µmol/l) �

Critère :���� créat > 44 µmol/l

IRA, acétylcystéine et produits de contraste iodés

Tepel et coll. N Engl J Med 2000;343:180Tepel et coll. N Engl J Med 2000;343:180 --44

Perner et coll. N Engl J Med 2012;367:124-134

Essai randomisécontrôlé 798 pts sepsis sévère6% HES 130/0.42 (Tetraspan) vs. Ringer ’s acetate 33 ml/kg/j

Obj. I : décès ou IRCT à 90 j

Sepsis, soluté de

rermplissage et IRA

IRA et diurétiques de l’anse

� Prévention IRA

� � mortalité

� � fonction rénale et évolution IRA

� � nécessité dialyse

� � débit urinaire

Majumdar et Kjellstrand. Seminars in Dialysis 1996; 9:454Majumdar et Kjellstrand. Seminars in Dialysis 1996; 9:454--459459

IRA et furosémide

Cantarovich et coll. Am J Kidney Dis 2004;443:402-9

Essai randomisé. 338 pts IRA RRTFurosémide (25 mg/kg/j IV ou 35 mg/kg/j po) vs PlaceboObj. I : survieObj. II : # séances HDObj. III : Tps en HD, tps pour créat < 200 µM, tps pour U 2 L/j

From: Diuretics, Mortality, and Nonrecovery of Renal Function in Acute Renal Failure

JAMA. 2002;288(20):2547-2553. doi:10.1001/jama.288.20.2547

Groups are stratified by day 1 status. For those patients who were diuretic resistant (furosemide equivalent per milliliter ratio ≥1.0), the No. at risk for days 1, 2, 3, and 5 were 35, 19, 10, and 3, respectively. Analysis includes 411 of the 416 patients who survived at least 7 days after nephrology consultation in the intensive care unit. Data are excluded for5 patients who died at an unknown time.

Figure Legend:

IRA : conséquences

IRA et MRC : continuité physiopathologique

Chawla et Kimmel. Kidney Int. 2012;82:516-24

IRA transitoire ou persistante : impact

Périnel et coll. Crit Care Med 2015

447 pts consécutifs283 IRA initiale175 IRA persistante >3 j108 pts IRA transitoire

IRA transitoire ou persistante : impact

Périnel et coll. Crit Care Med 2015

447 pts consécutifs283 IRA initiale175 IRA persistante >3 j108 pts IRA transitoire

Chirurgie cardiaque, FR post-op et survie long-terme

Loef et coll. J Am Soc Nephrol 2005;16:195–200

843 ptsChirurgie 1991Suivi 100 mois

Chirurgie cardiaque, FR post-op et survie long-terme

Loef et coll. J Am Soc Nephrol 2005;16:195–200

Variable RR (IC 95%)� P

� fonction rénale post-op 1,63 (1,15–2,32) 0,006

Artérite MI 1,75 (1,18–2,59) 0,005

Clairance créat. pré-op 0,99 (0,98–1,0) 0,005

Durée opération (mn)� 1,004 (1,002–1,006) 0,001

Age (ans)� 1,06 (1,04–1,09) 0,001

IRA : physiopathologie

� Hypoperfusion rénale

● IRA "fonctionnelle" ou "pré-rénale" évolue vers

● Ischémie rénale

● Nécrose tubulaire aiguë

� Rôle d'amplification de l'inflammation interstitielle

● Hypoxie

● IRA en contexte sepsis

� Séquelles d'IRA

● Facteur de Maladie Rénale Chronique

● Facteur de mortalité ultérieure

Prévention de l'IRA

� Fonction rénale● IRC

● Sujets âgés

� Prévention néphrotoxicité• � néphrotoxiques

● Adaptations posologiques

● Expansion VEC

� � infections nosocomiales

� Manœuvres pharmaco.● Expansion VEC

● Vasodilatateurs rénaux

● Inhibiteurs calciques

� Interventions pré et post-chir.● Optimisation hémodynamique

� O2 tissus