Hypercapnie

Tout en oxygénant l'organisme, le système respiratoire élimine simultanément le dioxyde de carbone (CO2), un produit métabolique que le sang transporte des tissus vers les alvéoles pulmonaires. Grâce à la ventilation alvéolaire, ce produit est éliminé du sang. L'hypercapnie désigne donc un taux anormalement élevé de dioxyde de carbone dans le sang.

Épidémiologie

Selon les statistiques étrangères, en cas d'obésité avec un IMC de 30 à 35, un syndrome d'hypoventilation se développe dans 10 % des cas, et avec un indice de masse corporelle de 40 et plus - dans 30 à 50 %.

Parmi les patients souffrant d’hypercapnie sévère, la mortalité due à l’insuffisance respiratoire est en moyenne de 65 %.

Causes hypercapnie

Les pneumologues citent les raisons suivantes pour expliquer l’augmentation des niveaux de dioxyde de carbone (sa pression partielle – PaCO2) dans le sang:

• bronchite chronique obstructive et BPCO;
• exacerbation de l’asthme et réduction prolongée de la perméabilité des voies respiratoires (obstruction), conduisant à un état asthmatique;
• hypertension pulmonaire, qui peut être associée à des lésions des alvéoles dans la bronchiolite chronique oblitérante, l'emphysème pulmonaire, la pneumopathie, ainsi que la silicose et d'autres maladies pneumoniques - maladies professionnelles des voies respiratoires;
• syndrome de détresse respiratoire de l'adulte;
• réduction du volume respiratoire, y compris dans les cas de pneumosclérose (souvent causée par une bronchite chronique); atélectasie pulmonaire et bronchectasie chronique; problèmes cardiaques et certaines maladies systémiques;
• l'apnée du sommeil, qui affecte négativement l'équilibre de l'O2 et du CO2 dans le sang en raison d'une respiration superficielle et intermittente; [ 1 ]
• diminution du tonus et/ou de l'élasticité du diaphragme et des muscles respiratoires intercostaux dans les myopathies de nature dystrophique ou neurologique, par exemple, la myasthénie, la sclérose latérale amyotrophique, le syndrome de Guillain-Barré.

L'hypercapnie et l'accident vasculaire cérébral, les lésions cérébrales traumatiques et les tumeurs cérébrales peuvent être étiologiquement liées en raison de troubles circulatoires cérébraux et de lésions du centre respiratoire de la moelle allongée.

De plus, une hypercapnie métabolique est également observée, causée par un déséquilibre électrolytique (déséquilibre acido-basique) lors de fièvre, de troubles hormonaux (hypercorticisme, thyrotoxicose), de maladies néphrologiques (insuffisance rénale), d'alcalose métabolique et du développement d'une septicémie. [ 2 ]

L'hypercapnie chez les enfants peut être causée par:

• malformations congénitales du système bronchopulmonaire;
• syndrome de détresse respiratoire du nouveau-né;
• aspiration des voies respiratoires des nouveau-nés avec du liquide amniotique et du méconium;
• hypertension pulmonaire persistante du nouveau-né.

Chez les nourrissons prématurés, un manque d'oxygène dans le sang - hypoxémie et hypercapnie - se développe avec une dysplasie bronchopulmonaire associée à une assistance respiratoire artificielle prolongée (SLA). [ 3 ]

Facteurs de risque

Outre les lésions pulmonaires infectieuses fréquentes – bronchopneumonie et pneumonie – ainsi que toutes les maladies bronchopulmonaires chroniques, le risque d’hypercapnie augmente avec:

• fumeur;
• degré élevé d'obésité (avec un excès de poids avec un IMC supérieur à 30-35, le processus respiratoire devient difficile);
• lésions pulmonaires causées par l’inhalation de substances toxiques ou par l’inhalation d’air contenant des concentrations anormalement élevées de CO2;
• hypothermie (hypothermie);
• cancer du poumon;
• fortes doses d’alcool, surdose de dérivés de l’opium (dépression de la respiration centrale);
• déformations de la poitrine, notamment avec courbure de la colonne vertébrale;
• pathologies auto-immunes avec fibrose systémique (polyarthrite rhumatoïde, mucoviscidose, etc.);
• la présence d'anomalies génétiques - hypoventilation centrale congénitale ou syndrome de la malédiction d'Ondine.

Pathogénèse

Au cours du métabolisme cellulaire, du dioxyde de carbone est produit dans les mitochondries. Ce dioxyde de carbone se diffuse ensuite dans le cytoplasme, l'espace intercellulaire et les capillaires, se dissolvant dans le sang et se liant à l'hémoglobine des érythrocytes. L'élimination du CO₂ se produit également lors de la respiration par échange gazeux dans les alvéoles, c'est-à-dire par diffusion du gaz à travers les membranes alvéolo-capillaires. [ 4 ]

Normalement (au repos), le volume respiratoire est de 500 à 600 ml; la ventilation pulmonaire est de 5 à 8 l/min et le volume minute de ventilation alvéolaire est de 4 200 à 4 500 ml.

En assimilant souvent l'hypercapnie, l'hypoxie et l'acidose respiratoire, les physiologistes associent la pathogenèse de l'augmentation de la pression partielle de dioxyde de carbone (PaCO2) dans le sang à une ventilation alvéolaire altérée, dont le résultat est l'hypercapnie.

À propos, l'hypercapnie et l'acidose sont liées, car l'acidose respiratoire, associée à une diminution du pH artériel, est une perturbation de l'équilibre acido-basique avec augmentation de la teneur en dioxyde de carbone dans le sang, provoquée par une hypoventilation. C'est l'acidose respiratoire qui explique les maux de tête, la somnolence diurne, les tremblements, les convulsions et les troubles de la mémoire. [ 5 ]

Or, une diminution du taux de CO2 dans le sang – hypocapnie et hypercapnie (c'est-à-dire son augmentation) – sont des conditions diamétralement opposées. Dans ce cas, l'hypocapnie survient avec hyperventilation pulmonaire. [ 6 ]

Mais revenons au mécanisme de développement de l'hypercapnie. Lors de la ventilation pulmonaire, l'air expiré (environ un tiers) n'est pas entièrement débarrassé de son dioxyde de carbone, car une partie reste dans l'espace mort physiologique du système respiratoire – le volume d'air de ses différents segments, qui n'est pas immédiatement soumis aux échanges gazeux. [ 7 ]

Les maladies bronchopulmonaires et d'autres facteurs provoquent des perturbations du lit capillaire pulmonaire et de la structure du tissu alvéolaire, réduisent la surface de diffusion et la perfusion alvéolaire, et augmentent également le volume d'espace mort, où le taux d'O₂ est faible et celui de CO₂ très élevé. Lors du cycle respiratoire suivant (inspiration-expiration), le dioxyde de carbone n'est pas complètement éliminé, mais reste dans le sang. [ 8 ]

Par exemple, dans la bronchite chronique obstructive, en raison d'une diminution de la ventilation alvéolaire, on observe une hypoxémie et une hypercapnie, c'est-à-dire que le niveau d'oxygène dans le sang diminue et la teneur en dioxyde de carbone augmente.

Une hypercapnie chronique avec de faibles taux d'O₂ dans le sang peut survenir en l'absence de causes évidentes, principalement respiratoires. Dans ce cas, l'hypoventilation alvéolaire est associée à un trouble (probablement d'origine génétique) du fonctionnement des chimiorécepteurs centraux du CO₂ dans la moelle allongée ou des chimiorécepteurs des corps carotidiens de la paroi externe de l'artère carotide. [ 9 ]

Symptômes hypercapnie

Le syndrome d’hypercapnie à développement lent, ou plus précisément le syndrome d’hypoventilation alvéolaire, peut être asymptomatique et ses premiers signes – maux de tête, vertiges, sensation de fatigue – ne sont pas spécifiques.

Les symptômes de l'hypercapnie peuvent également inclure: somnolence, rougeur de la peau du visage et du cou, tachypnée (respiration rapide), rythme cardiaque anormal avec arythmie, augmentation de la pression artérielle, spasmes musculaires et astérix (tremblement oscillatoire des mains) et évanouissement.

La dyspnée (essoufflement) est observée assez souvent, bien que l'hypercapnie et l'essoufflement puissent être indirectement liés, car une respiration superficielle mais fréquente est observée dans les maladies bronchopulmonaires (conduisant à une détérioration de la ventilation alvéolaire).

Le tableau clinique de l'hypercapnie sévère se caractérise par un rythme cardiaque irrégulier, des convulsions, une confusion et une perte de connaissance, une désorientation et des crises de panique. Parallèlement, si le cerveau et le cœur ne reçoivent pas suffisamment d'oxygène, le risque de coma ou d'arrêt cardiaque est élevé.

L'état d'urgence est une hypercapnie aiguë ou une insuffisance pulmonaire hypoxémique aiguë.

L'hypercapnie permissive fait référence à une pression partielle élevée de CO2 due à une hypoventilation chez des patients ventilés mécaniquement présentant une lésion pulmonaire due à un syndrome de détresse respiratoire aiguë ou à une exacerbation de l'asthme bronchique. [ 10 ]

Complications et conséquences

Une hypercapnie modérée à sévère peut entraîner des complications importantes et des conséquences négatives.

L'hypercapnie et l'hypoxie entraînent un manque d'oxygène dans le corps.

De plus, des niveaux élevés de dioxyde de carbone dans le sang provoquent une augmentation du débit cardiaque avec une forte augmentation de la pression artérielle et intracrânienne; une hypertrophie du ventricule droit du cœur (cœur pulmonaire); des changements dans le système hormonal, le cerveau et le système nerveux central - avec certaines réactions mentales et états d'irritabilité, d'anxiété et de panique.

Et, bien sûr, une insuffisance respiratoire peut survenir soudainement, ce qui peut entraîner la mort. [ 11 ]

Diagnostics hypercapnie

Les troubles de la ventilation alvéolaire ayant de nombreuses causes, l'examen du patient, ses antécédents médicaux et ses plaintes sont complétés par des études des organes respiratoires, de l'état des muscles respiratoires et de la circulation cérébrale, l'identification de troubles hormonaux et métaboliques, de pathologies rénales, etc. Par conséquent, le diagnostic peut nécessiter l'intervention de spécialistes compétents à profil restreint.

Des analyses sanguines sont nécessaires pour déterminer la composition des gaz, le niveau de pH, la teneur en bicarbonate du plasma, etc.

Des diagnostics instrumentaux sont effectués: spirométrie pulmonaire, capnométrie et capnographie (détermination de la pression partielle de CO2 dans le sang artériel), examen radiographique de la fonction pulmonaire, EEC; si nécessaire - échographie et tomodensitométrie d'autres systèmes et organes

Le diagnostic différentiel vise à déterminer l’étiologie de l’hypercapnie. [ 12 ]

Traitement hypercapnie

Lorsque la cause de l’hypercapnie est précisément connue, le traitement vise la maladie bronchopulmonaire sous-jacente et des médicaments appropriés sont prescrits.

Tout d’abord, ce sont les bronchodilatateurs: Alupent (Orciprénaline), Atrovent, Isadrin, Aerophyllin, Hexaprenaline, etc.

La physiothérapie est également largement utilisée pour la bronchite obstructive et la BPCO; pour plus de détails, voir Physiothérapie pour la maladie pulmonaire obstructive chronique.

La benzomopine, l'azamoline, l'oliphen et d'autres antihypoxants sont prescrits en cas de déficit en oxygène. Ainsi, l'oliphen (comprimés et solution injectable) est contre-indiqué chez les patients souffrant de troubles de la circulation cérébrale, et ses effets secondaires se limitent à une urticaire allergique et à une hypotension artérielle modérée. [ 13 ], [ 14 ]

La ventilation mécanique en cas d'hypercapnie (avec intubation endotrachéale) est nécessaire en cas d'insuffisance respiratoire aiguë. Pour améliorer les échanges gazeux et prévenir les troubles respiratoires et l'hypoxémie, on utilise une ventilation non invasive en pression positive (avec apport d'oxygène par masque facial). [ 15 ]

La prévention

Pour éviter l'hypercapnie il faut:

• arrêter de fumer et limiter la consommation d’alcool;
• se débarrasser des kilos en trop;
• traiter les maladies bronchopulmonaires en temps opportun, en évitant qu'elles ne deviennent chroniques, et également surveiller l'état en présence de pathologies systémiques et auto-immunes;
• Évitez d'inhaler des gaz toxiques
• maintenir le tonus musculaire (par une activité physique régulière et, si possible, sportive).

Prévoir

Le pronostic de l'hypercapnie est variable, selon son étiologie. Plus le patient est jeune, mieux c'est. [ 16 ]

Et avec une hypercapnie sévère, un dysfonctionnement du système respiratoire, l’arrêt de l’activité cardiaque et la mort des cellules cérébrales par manque d’oxygène constituent une menace bien réelle.