Adaptation la vie extrautrine Dangers de la prmaturit

Adaptation à la vie extrautérine Dangers de la prématurité 1

Naissance 2

In utero • L’enfant est dépendant de sa mère, via le placenta pour : – La régulation thermique – La nutrition – L’excrétion – Les échanges gazeux 3

A la naissance • Passage de la vie aquatique à la vie aérienne • Le nouveau-né doit assurer sa respiration, sa circulation, sa thermorégulation, son métabolisme et excrétion • Mise en place du système de défense contre les infections 4

Adaptation respiratoire 5

Développement pulmonaire pré et post-natal • • • Phase embryonnaire : 3 à 8 SA Phase pseudo-glandulaire : 8 à 16 SA Phase canaliculaire 16 à 24 SA Phase sacculaire : de 24 SA au terme Phase alvéolaire : post-natale 6

Phase embryonnaire • Bourgeonnement endomésodermique • Diverticule ventral du plancher de l’intestin antérieur primitif • Bifurcation de 2 tubes dans un manchon de mésenchyme dense • Dichotomie et bourgeonnement • Mésoderme : réseau lâche de cellules indifférenciées et quelques capillaires 7

Phase pseudo-glandulaire • Dichotomie : 15 à 25 générations • Début de différenciation cellulaire – Cellules ciliées 7 SA – Cellules de Clara (2) – Corps neuroépithéliaux (grains sérotonine) 8

Phase canaliculaire • Aplatissement cellulaire • Multiplication capillaire(3) • Différenciation cellulaire – PI 8% des cellules (1) – PII 20 Sa 16% des cellules, inclusions osmophiles(2) 9

Phase sacculaire • Maturation fonctionnelle 1 2 3 • Réseau capillaire pneumocytes de type II capillaires • PI et PII très différenciés 1 2 3 4 • Surfactant 5 6 pneumocytes de type I espace sacculaire pneumocytes de type II membrane basale de voies respiratoires membrane basale des capillaires endothélium des capillaires 10

Phase alvéolaire • Remodelage • Septa • Dans espace septal : développement progressif – Du réseau capillaire – Interconnexion des cellules (endothéliales et PI) – Fibroblastes – PN, macrophages et plasmocytes 11

1 2 3 4 5 6 canal alvéolaire septa primaires sacs alvéolaires pneumocytes de type II capillaires Au stade alvéolaire, les alvéoles se forment à partir des extrémités terminales des sacs alvéolaires et leur diamètre s'accroît progressivement. 1 2 3 4 5 6 canal alvéolaire septa secondaires Alvéoles pneumocytes de type II capillaires Au stade alvéolaire après la naissance, ils se forment de plus en plus d'alvéoles à partir des extrémités terminales des sacs alvéolaires. Avec le temps leur diamètre s'accroît et ils seront délimités par de septa secondaires 12

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Relation épithélio-mésenchymateuse • Influence réciproque des cellules épithéliales et mésenchymateuses : échanges par prolongement cytoplasmique • Mésenchyme nécessaire à la ramification des bronches (stimule les cellules endodermiques) • Des facteurs de croissance (EGF) et des mitogènes spécifiques agissent sur les cellules épithéliales et les fibroblastes • Le cartilage ne se différencie qu’en présence d’épithélium bronchique 14

Epithélium et hormones Les corticostéroïdes 1 • Chez l’animal – L’inactivation de l’axe adréno-corticotrope du fœtus entraîne un retard de maturation pulmonaire – L’inactivation du gène codant pour récepteurs glucocorticoïdes induit un retard – L’administration de gluco-cortocoïdes à une femelle gestante restaure la maturation normale – Seuls les dérivés fluorés en 9β et DXM résistent à la 11 β OH stéroïde dés. OHase placentaire 15

Epithélium et hormones Les corticostéroïdes 2 • Rôle – Accélération de la maturation architecturale et morphologique – Induit l’enzyme de construction des phospholipides dans PII – Augmente le taux de protéine bcd (facteur de transcription) – Prépare l’ épithélium à ses fonctions de résorption de liquide pulmonaire (aquaporines, sous-unités à canal sodium) – Accélère la fabrication des anti-oxydants 16

Epithélium et hormones • Les catécholamines agissent surtout sur la libération du surfactant • Les androgènes inhibent la maturation pulmonaire, et favorisent la MMH • Les hormones thyroïdiennes potentialisent l’action des corticoïdes • Pas de rôle direct de l’insuline 17

Facteurs locaux et environnementaux • Nécessité d’un espace intra-thoracique et utérin adapté (volume d’expansion) – Anasarque ou hernie diaphragmatique : hypoplasie – Agénésie rénale : oligo-amnios : hypoplasie • Mouvements respiratoires fœtaux : section du nerf phrénique chez l’animal : hypoplasie – Rôle des médicaments, toxiques, hypoxie • Equilibre des pressions-volumes dans les futurs espaces aériens – Ligature de la trachée : distension pulmonaire et hyperplasie 18

Le liquide alvéolaire 1 • Formation à la phase canaliculaire : transfert d’eau et d ’électrolytes à travers l’épithélium des espaces aériens terminaux et de l’endothélium capillaire • Composition différente du plasma et du LA (transport actif à double sens pour Cl, passif pour Na) • Important pour le dévlpt du poumon • Nécessaire pour humidification post-natale et clairance muco-ciliaire • Formation permanente (>5 ml/kg/h à terme) 19

Le liquide alvéolaire 2 • Circulation : éliminé par la trachée, en partie dégluti par le fœtus ou libéré dans le LA • Rôle – Pendant 2ème moitié de la vie fœtale : ? – Pression hydrostatique dans l’arbre aérien : rôle sur la taille des saccules et des alvéoles, et amincissement des parois alvéolaires – À la naissance, ouverture d’un poumon rempli de liquide plus facile que si collabé : facilitation de l’aération du poumon lors de la première inspiration – Mais qq j avant naissance : ↘ production (25 ml à 18 ml/kg) : meilleure adaptation VEU 20

A la naissance • Elimination du liquide pulmonaire : – Passive : pression thoracique et évaporation – Réabsorption épithéliale : selon la loi de Starling avec transport actif de Na et eau – Active : par pompes à Na (blocage par amiloride ou ouabaïne) • Switch entre sécrétion de chlore et réabsorption du sodium 21

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Facteurs diminuant la clairance • Absence de diminution de sécrétion anténatale (prématurité, césarienne) • Production accrue de liquide (↗ pression capillaire, ↗ perméabilité vasculaire) • Anomalies des PII – Immaturité des pompes ↘ activité des canaux Na ↘ activité de la Na/K ATPase 23

Rôle fondamental dans adaptation à la vie extra- utérine • Si œdème lésionnel • Rétention de liquide alvéolaire • Destruction ou désorientation du surfactant → détresse respiratoire 24

Le surfactant • Assemblage multimoléculaire synthétisé par une cellule différenciée de l’épithélium respiratoire distal : le pneumocyte de type II • Constitué de phospholipides (90%) à haut pouvoir tensio -actif (lécithine et phosphatidyl-glycérol) • Et de protéines spécifiques SP-A, B, C, D (étalement, orientation, anti-infectieux) • Turn-over et recyclage +++ chez NNT (90% contre 50% chez adulte) • Synthèse de novo très lente (30 h chez préma) 25

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Synthèse du surfactant • Après 35 SA : synthèse par lécithine-synthétase , enzyme stable et résistante • Entre 22 et 35 SA, synthèse assurée par méthyl transférase : + fragile – Inhibée par hypothermie, asphyxie, hypoperfusion pulmonaire, et œdème pulmonaire 29

Rôle du surfactant(1) • Contribue à la stabilité mécanique des voies aériennes périphériques, et empêche l’affaissement des alvéoles au cours de l’expiration • Lors de l’aération pulmonaire à la naissance, se crée une interface air-liquide avec dvlpt de forces de tension superficielles (TS) à l’origine d’une force P dirigée vers l’intérieur de la sphère loi de Laplace P=2 TS/R P d’autant plus grande que le rayon est petit TS variable en fonction de la qualité des constituants des surfaces En grande partie compensée par surfactant 30

Rôle du surfactant • Diminue la tension superficielle, maintient la CRF à un niveau optimal et évite la présence de liquide d’œdème dans les alvéoles • Fait varier la TS % rayon alvéolaire • Permet la coexistence d’alvéoles de taille différente • Réduit la part du travail ventilatoire qui dépend des forces de surfaces en ↗ la compliance aux petits volumes pulmonaires • ↘ pression d’ouverture alvéolaire • Abaisse la pression sanguine précapillaire 31

Contrôles des mouvements respiratoires • Présents durant la vie fœtale • Intermittents, au cours du repos et du sommeil Signification? Régulation? • Après la naissance, deviennent continus (origine de cette modification? ) – ↗ PO 2 et compression du cordon peuvent déclencher une respiration continue in utero chez l’animal – Substance placentaire inhibitrice? 32

La circulation pulmonaire foetale • Présence de vaisseaux pulmonaires à lumière étroite et paroi épaisse • Variations de pression et résistance au cours de la vie fœtale en relation avec ↗ du nombre des vaisseaux (plus que diamètre ou volume global du poumon) • Résistances vasculaires très hautes à mi-grossesse, ↘ progressive vers le terme 33

Régulation de la circulation pulmonaire foetale • Le système nerveux autonome n’a aucun effet • Hypoxie et acidose aggravent la VC pulm fœtale, surtout aux alentours du terme • La PGE 1 ↘ les résistances pulmonaires • Les anti-PG exagèrent la réponse à l’hypoxie 34

A la naissance • Qualité et rapidité de l’aération pulmonaire conditionnent la perfection de l’adaptation cardio-respiratoire • L’établissement de la 1ère respiration dépend de nombreux stimuli sensoriels et biochimiques • Modifications très rapides du système aérien, de la circulation pulmonaire et de la circulation systémique 35

Courbes pression-volume lors deux premiers mouvements ventilatoires 36

Adaptation respiratoire • Élimination rapide du liquide des voies aériennes (constitution de la CRF et échanges gazeux alvéolo-capillaires) – par réabsorption au niveau de l’épithélium alvéolaire (inhibition sécrétion de Cl et stimulation réabsorption Na) – Rôle probablement négligeable de la compression thoracique • Stimulation β adrénergique : sécrétion massive de surfactant par PII: stabilisation de la CRF 37

Circulation vasculaire pulmonaire • 1 er cycle respiratoire aérien : addition des effets concourant à une VD – Chute immédiate des résistances vasculaires pulmonaires et ↗ du débit sanguin pulmonaire – Chute des pressions systolique et diastolique dans artère pulmonaire • Stimulation : – Mécanique : ventilation du poumon – Gazométrique : O 2 et alcalose – Chimique : • monoxyde d’azote NO • Prostacycline PGI 2 38

La quantité de sang qui traverse les poumons est beaucoup plus grande quand les alvéoles sont pleins d’air à pression égale 39

Le NO • Fabriqué dans les cellules endothéliales à partir de la L-arginine grâce à la NO synthétase • GMPC membranaire et protéine kinase→ VD • Inflation et O 2 déclenchent la sécrétion de NO 40

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Prostacycline • Fabriquée à partir de l’acide arachidonique grâce à la cyclooxygénase 42

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Prostacycline PGI 2 • Elle augmente beaucoup en fin de gestation • La régulation est la même que pour le No • Elle protège de la vasoconstriction hypoxique 44

Chute des résistances pulmonaires AGII : angiotensine II EDRF : endothelial-relaxing factor PG : prostaglandine QP : débit pulmonaire 45

Facteurs vaso-constricteurs pulmonaires • Mécaniques • Hypoxie • Chimiques : – Endothéline – Métabolites arachidoniques via lipooxygénase (thromboxane, leucotriènes) qui inhibent la cyclo-oxygénase et la sécrétion de NO – PAF 46

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VRI : volume de réserve inspiratoire ; VC : volume courant ; VRE : volume de réserve expiratoire ; VR : volume résiduel. CV (capacité vitale) = VRI + VC + VRE CI (capacité inspiratoire) = VC + VRI CRF : capacité résiduelle fonctionnelle CRF = VRE + VR 48

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Adaptation circulatoire 50

La circulation fœtale • Faibles pressions systémiques dues à la présence du placenta, branché directement sur les artères ombilicales (basse pression et haut débit) • Fortes pressions pulmonaires (vx à lumière étroite et parois épaisses) • 2 shunts D-G par FO et canal artériel • 1 shunt veineux moins important sur le plan hémodynamique mais capital pour l’oxygénation du fœtus : le canal veineux d’Arantius 51

• Le sang veineux placentaire arrive par la veine ombilicale et passe dans la VCI via le canal d’Arantius 52

• Circulation en parallèle des coeurs droit et g, à débit égal • VCS→ OD→ VD→ AP • Canal artériel : – régulé par facteurs VC et VD – In utero, équilibre en faveur VD car hypoxie physio, et rôle ++ des PG (CI AINS) 53

• VG reçoit sang de la circulation pulmonaire (10%) et surtout du placenta • VCI→ FO→ OG→ VG • Le VG éjecte ce sang vers l’aorte pour la partie sup du corps (territoire sus-ductal) 54

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Circulation pulmonaire • Très limitée in utero, car les résistances vasculaires sont très élevées – Facteurs mécaniques : compression par alvéoles remplis de liquide – Facteurs biologiques : leucotriènes, TXA 2, endothéline 1 – hypoxie 56

Régulation de la circulation fœtale si hypoxie ou acidose • Chez l’adulte : hypoxie→ ↗ débit cardiaque pour ↗ transport O 2 • Chez fœtus hypoxie→ bradycardie et↘ débit cardiaque (compensé par une ↗ du retour placentaire par le canal d’Arantius aux dépens de la vascularisation hépatique) 57

A la naissance Premier phénomène : déplissement pulmonaire Arrivée d ’air oxygéné dans les voies aériennes Baisse des pressions artérielles pulmonaires et des pressions dans les cavités cardiaques droites Deuxième phénomène : Clampage du cordon AO et VO s ’obstruent Hausse des résistances artérielles systémiques 58

A la naissance • Les résistances vasculaires baissent rapidement • Le débit sanguin pulmonaire est X 8 à 10 • Le retour sanguin veineux pulmonaire se fait dans l’oreillette gauche et le foramen ovale se ferme • La décroissance des pressions se poursuit dans les 2 à 6 semaines suivantes, plus lentement et plus régulièrement • Le shunt D-G à travers le CA s’inverse (médiateurs, clampage cordon) ce qui augmente encore le débit pulmonaire • La Pa. O 2 passe de 20 à 50 en qq mn • Secondairement, le CA se ferme 59

Caractéristiques de la fonction circulatoire néonatale • le débit cardiaque est très élevé • la fréquence cardiaque est très élevée : 120 à 160/mn (seul moyen pour le nouveau-né de réguler son débit cardiaque) • Le volume d ’éjection systolique est max (inotropisme +++) • Les résistances artérielles systémiques sont encore basses /adulte (PAM : 40) • Les résistances artérielles pulmonaires restent élevées/adulte 60

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Thermorégulation Il existe une relation directe entre survie, croissance du nouveau-né et température ambiante 64

• Thermorégulation : dépend de l’équilibre dynamique : Chaleur produite + chaleur acquise = chaleur perdue • Centre de commande hypothalamique • Thermorécepteurs cutanés et centraux • Modulation permanente par mise en jeu des effecteurs : thermogenèse, vasomotricité, évaporation et modification comportement 65

• La température fœtale est >0. 5°/température maternelle • Le nouveau-né perd 0. 25°/mn à 24° en l’absence de précautions (exposition au froid, peau mouillée) • Chez le préma, le froid augmente la consommation d’O 2 sans empêcher la chute de la température centrale car réponse immature 66

La thermogenèse • Possible au prix d’une dépense énergétique max – Essentiellement chimique (graisse brune) – Apparaît vers 26 SA – Lipolyse stimulée par les catécholamines, ce qui va entraîner une production de chaleur au niveau de la chaîne respiratoire mitochondriale – Pas de thermogenèse musculaire (frisson) chez le NN 67

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La thermolyse 69

Exposition au froid • NNT : ↗ consommation O 2 et thermogenèse • NN<1500 g : ↗ consommation O 2 mais perte de chaleur inéluctable (quelque soit l’âge gestationnel) car surface corporelle plus importante/poids, faible isolation cutanée, et peu de réserve en lipides 70

Incubateurs : en pratique • Incubateurs ouverts : – Pertes par convection (limitées par vêtements, couverture plastique) • Incubateurs fermés : – pertes par radiation (limitées par double paroi ou tunnel en plexiglas) – Perte par évaporation si humidité<60% 71

Recommandations • Séchage et couverture du nouveau-né avec linge chaud • Incubateur préchauffé et humidifié • Préma : bonnet, chaussons, transport dans sac plastique • Apports hydriques pour compenser pertes évaporatives 72

Colonisation bactérienne du nouveau-né Fait partie des importantes transformations biologiques survenant à la naissance 73

Colonisation du tube digestif 1 • Germes très nombreux – Anaérobies facultatifs • Entérobactéries : Coli, Klebsielle, Entérobacter • Streptocoques : D • Staphylocoques : S. epidermidis, S. aureus – Anaérobies stricts : • Bactéroïdes fragilis (133 espèces) – Flore lactique : lactobacilles et bifidobactéries 74

Colonisation du tube digestif 2 • Voie – descendante (p. H gastrique neutre le premier jour) – ascendante : le méconium est un bon milieu de culture • Développement et transformation – Prédominance de bifidobactéries après une semaine puis stabilité – Autres germes : Entérobactéries, lactobacilles, streptocoques, et bactéroïdes – Variable en fonction du milieu de vie des premiers jours – L’ATBthérapie, même parentérale, modifie la flore 75

Colonisation cutanée • Flore résidente, non pathogène • Flore transitoire, potentiellement pathogène : S. aureus, Entérobactéries (Pseudomonas, Acinetobacter), Candida • Colonisation dans les deux premiers jours • Origine : flore vaginale de la mère (résidente), et environnement (transitoire) 76

Colonisation pharyngée • Flore normale (streptocoque& hémolytique) s’installe entre le 3ème et le 5ème jour • Risque de surinfection si – S. aureus ou S. epi – Entérobactéries – Hemophilus Surtout si BB intubé • Transmission difficile à éviter (éviction du personnel infecté) 77

Règles d’hygiène • Eviter la transmission manuportée (lavage des mains) • Manipulation du BB par un nombre réduit de personnes • Allaitement maternel recommandé • Séchage de la peau : évite la macération propice à la colonisation par staphylocoque 78

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