Hémofiltration

L'hémofiltration repose sur l'utilisation d'une membrane hautement perméable dans un hémofiltre, relié à une artère et une veine par des lignes d'hémodialyse modifiées. Le gradient de pression artérioveineuse permet la circulation du sang dans le circuit extracorporel sans pompe. L'ultrafiltration lente et continue et la réinfusion liquidienne sont les principales méthodes de maintien de l'équilibre hydrique chez les patients en unité de soins intensifs. L'hémofiltration artérioveineuse continue repose uniquement sur la convection. La purification du sang est obtenue par ultrafiltration et remplacement du liquide perdu lors de la filtration, contrairement à la diffusion utilisée en hémodialyse « classique ». Depuis les années 1980, cette technique est régulièrement utilisée en unité de soins intensifs pour les patients dont l'état critique ne permettait pas le recours à d'autres types de TRR. Il est important de noter que son utilisation a permis aux cliniques non équipées d'équipements et de dispositifs d'hémodialyse de réaliser une TRR chez les patients atteints d'insuffisance rénale aiguë. L'avantage indéniable de l'hémofiltration artérioveineuse continue réside dans l'absence d'impact négatif sur le système circulatoire et la possibilité de contrôler efficacement l'équilibre hydrique. De plus, il est possible de mettre en œuvre un traitement intensif pour les patients atteints d'oligoanurie, incluant perfusion-transfusion, traitement médicamenteux et nutrition parentérale et entérale. Cependant, certaines limites ont été identifiées chez les patients atteints de syndrome de défaillance multiviscérale. L'efficacité maximale pouvant être atteinte avec cette méthode est de 14 à 18 litres d'ultrafiltrat par jour. Par conséquent, la clairance quotidienne de l'urée ne peut pas dépasser 18 litres. Étant donné que la plupart des patients atteints de syndrome de défaillance multiviscérale présentent un état d'hypercatabolisme prononcé, cette clairance de l'urée entraîne un contrôle insuffisant de son taux et, naturellement, un traitement inadéquat.

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Mécanisme d'action

Lors de la perfusion sanguine à travers un hémofiltre, une large gamme de substances toxiques circulantes et de leurs métabolites (poids moléculaire jusqu'à la préalbumine) sont éliminés avec le filtrat. La composition du filtrat est comparable à celle de l'urine primaire produite par les reins. La quantité de substances toxiques éliminées dépend du volume de liquide remplacé dans le lit vasculaire. L'intensité de la détoxification est proportionnelle au taux de filtration et au coefficient de tamisage des métabolites à travers une membrane semi-perméable donnée. Le volume de liquide remplacé et la durée de la procédure sont déterminés en fonction des paramètres cliniques et biologiques du patient.

Le passage sans entrave des substances osmotiquement actives à travers la membrane dans le flux liquide maintient l'osmolarité initiale du sang et du BCC. La déshydratation isoosmolaire est essentielle à la prévention de l'hyperhydratation intracellulaire et de l'œdème cérébral (syndrome de déséquilibre).

Un inconvénient majeur de cet accès est l'instabilité du débit sanguin dans le circuit extracorporel, causée par une diminution du gradient artérioveineux lors d'une hypotension, souvent observée chez les patients en unité de soins intensifs, ou par une thrombose du circuit circulatoire et du filtre. Ces complications sont fréquentes avec l'hémofiltration artérioveineuse continue, car sa vitesse élevée entraîne une augmentation significative de l'hématocrite, de la viscosité sanguine et une hyperprotéinémie du volume sanguin à l'intérieur du filtre, qui se thrombose lorsque le flux sanguin ralentit dans le circuit extracorporel. Ces inconvénients de la méthode conduisent souvent à l'arrêt d'un traitement pourtant indispensable pour le patient, réduisant ainsi son efficacité globale. Tout cela a entraîné une limitation significative de l'utilisation de l'hémofiltration artérioveineuse en unité de soins intensifs et a conduit au développement de nouveaux moyens et méthodes techniques de remplacement continu de la thrombus.

Grâce à l'introduction de cathéters à double lumière et de modules de perfusion de nouvelle génération en pratique clinique, l'hémofiltration veino-veineuse et l'hémodiafiltration veino-veineuse se sont généralisées et sont considérées comme la référence absolue en dialyse en unité de soins intensifs. Dans ce type de traitement, un module de perfusion assure le flux sanguin le long du circuit extracorporel. L'efficacité de la méthode est considérablement accrue par l'utilisation de la convection, de l'ultrafiltration et de la diffusion. Un débit sanguin ne dépassant pas 200 ml/min, associé à une vitesse similaire du dialysat injecté à contre-courant, permet de maintenir une clairance de l'urée élevée pendant la procédure (jusqu'à 100 ml/min).

L'hémodiafiltration veino-veineuse continue, comparée à l'hémodialyse « classique », assure une stabilité hémodynamique complète, un contrôle total de l'équilibre hydrique, permet un apport nutritionnel adéquat, permet de contrôler la concentration des substances dissoutes et de corriger ou de prévenir le développement d'un déséquilibre électrolytique. Les résultats d'un essai contrôlé randomisé publié en 2000 par Claudio Ronco ont montré que l'augmentation du volume d'hémofiltration grâce à des méthodes de traitement continu peut améliorer la survie des patients atteints d'insuffisance rénale aiguë et de sepsis. Le bénéfice potentiel de l'augmentation du volume d'ultrafiltration est associé à l'effet positif de la TRR continue sur les médiateurs humoraux du sepsis, qui sont adsorbés sur la membrane filtrante ou directement éliminés par convection. Cette étude a démontré la validité de l'augmentation de la dose d'hémofiltration chez les patients atteints d'insuffisance rénale aiguë et de sepsis.

Ainsi, cette technique sert aujourd'hui de forme efficace de soutien artificiel de la fonction rénale et a des indications « extrarénales » pour la purification du sang dans le cadre d'une thérapie intensive complexe de défaillance multiviscérale et de septicémie.

L'utilisation de membranes synthétiques, biocompatibles et hautement perméables permet, par convection, d'augmenter la clairance des substances de poids moléculaire moyen, principalement les cytokines, dont beaucoup sont hydrosolubles. De ce fait, il est possible de réduire leur concentration dans la circulation sanguine grâce à des techniques de purification sanguine extracorporelle. De nombreux médiateurs pro- et anti-inflammatoires étant classés comme substances de poids moléculaire « moyen », des recherches sont constamment menées pour étudier l'efficacité des méthodes convectives (hémofiltration et hémodiafiltration) dans leur élimination. Les résultats d'études expérimentales et cliniques de ces dernières années indiquent que les méthodes modernes de détoxification extracorporelle ne peuvent éliminer qu'un nombre limité de molécules « moyennes », telles que les cytokines, les composants du complément, etc. Bien sûr, le mécanisme de transfert de masse par convection est beaucoup plus efficace à cet égard que celui par diffusion, mais lors de procédures continues chez des patients atteints d'insuffisance rénale aiguë, un débit d'hémofiltration « à dose rénale » allant jusqu'à 2 l/h est généralement utilisé. Cette dose est suffisante pour assurer une RRT adéquate et une capacité minimale, cliniquement négligeable, à éliminer les médiateurs inflammatoires. En revanche, il a été démontré que l'adsorption des médiateurs inflammatoires sur la membrane de l'hémofiltre est significative, notamment aux premiers stades de la purification extracorporelle du sang (les 2 à 3 premières heures suivant le début de la procédure). L'adsorption des cytokines circulantes et des composants du complément sur la membrane poreuse du filtre permet une diminution temporaire de leur concentration plasmatique, ce qui est d'une importance biologique et clinique significative. Malheureusement, les membranes de l'hémofiltre ne sont pas conçues pour la sorption et, à mesure que les pores sont saturés, leur efficacité à éliminer les cytokines diminue rapidement.

Ainsi, la « dose rénale » d'hémofiltration (jusqu'à 2 l/h) est suffisante pour remplacer la fonction rénale dans le traitement de l'insuffisance rénale aiguë, mais insuffisante pour modifier le taux de médiateurs inflammatoires dans le syndrome de défaillance multiviscérale et le sepsis. Par conséquent, l'hémofiltration continue n'est pas utilisée en cas de sepsis, sauf en cas d'association avec une insuffisance rénale sévère.

Hémofiltration à haut volume

Selon les données de recherche, les avantages de l'hémofiltration veino-veineuse à haut volume sont évidents chez les patients atteints de défaillance multiviscérale et de sepsis. Des études cliniques ont démontré son efficacité: diminution de la mortalité chez les patients atteints de sepsis et amélioration des paramètres hémodynamiques, parallèlement à une diminution du recours aux vasopresseurs et aux adrénergiques. L'augmentation de la dose d'hémofiltration au-delà de la dose rénale habituelle a un effet positif sur la survie des patients atteints de syndrome de défaillance multiviscérale.

Le débit d'ultrafiltration avec cette méthode atteint 6 l/h ou plus, et le volume journalier est de 60 à 80 l. L'hémofiltration veino-veineuse à haut volume est utilisée uniquement pendant la journée (6 à 8 heures) et cette technique est dite pulsatoire. Cela est dû à la nécessité d'un débit sanguin élevé, d'un calcul précis du volume d'ultrafiltration et d'un besoin accru de solutions de remplacement.

Raisons de l’effet positif de l’hémofiltration veino-veineuse à haut volume dans le traitement complexe du sepsis:

• Raccourcir la phase pro-inflammatoire du sepsis en filtrant la partie non liée des cytokines, réduisant ainsi les dommages associés aux organes et aux tissus.
• Diminution de la concentration et de l'élimination des composants sanguins responsables de l'état de choc chez l'homme (endothéline-1, responsable du développement de l'hypertension pulmonaire précoce dans le sepsis; endocannabinoïdes responsables de la vasoplégie; facteur dépresseur myocardique impliqué dans la pathogénèse de l'insuffisance cardiaque aiguë dans le sepsis).
• Réduction de la concentration plasmatique du facteur PAM (inhibiteur de l'activation du plasminogène), réduction de la coagulopathie intravasculaire diffuse. Il est connu que le taux de facteur PAI-I dans le sepsis est corrélé à des valeurs élevées sur l'échelle APACHE II et à un taux de mortalité significatif.
• Réduire les manifestations de l’immunoparalysie après une septicémie et réduire le risque de développer une infection secondaire.
• Suppression de l'apoptose des macrophages et des neutrophiles.

Ainsi, l'hémofiltration veino-veineuse à haut volume est une méthode de détoxification extracorporelle qui permet une réduction significative de la concentration plasmatique de la plupart des médiateurs de l'inflammation, permettant ainsi de gérer la réponse inflammatoire systémique. Cependant, les filtres et membranes utilisés pour l'hémofiltration dans le traitement de l'insuffisance rénale aiguë, compte tenu de leur taille de pores et de leurs coefficients de tamisage, ne sont probablement pas d'une importance significative pour le traitement extracorporel du sepsis.