51e congrès national d'anesthésie et de réanimation.
Infirmiers. Infirmier(e)s de réanimation
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Technique d’épuration extrarénale au citrate
F. Gimbert, M. Amette, N. Herrati, D. Journois mailto:d.journois@invivo.edu
Service d’anesthésie-réanimation chirurgicale, Hôpital Européen Georges Pompidou, 20–40, rue Leblanc, 75908 Paris cedex, France
Indications

L’utilisation de l’héparine comme anticoagulation des circuits d’épuration extrarénale (EER) se fait de manière systémique et est donc à l’origine de répercussions sur l’ensemble de l’organisme. Or certains patients nécessitant une EER présentent une contre-indication à l’utilisation de l’héparine. Parmi eux, on peut citer :

Mode d’action

Le calcium ionisé (forme active du calcium comme coenzyme des protéines de la coagulation) est un cofacteur essentiel dans la cascade de la coagulation et de l’activation des plaquettes (figure 1). Le citrate (sel de l’acide citrique) a la propriété d’être un chélateur du calcium ionisé, c’est-à-dire qu’il crée des complexes chimiques « citrate–calcium » stables, et neutralise ainsi le calcium de façon durable.

Figure 1.
Figure 1. Représentation schématique de la cascade de la coagulation. Les étapes impliquant l’action du calcium ionisé comme coenzyme sont mises en évidence.

Ainsi, en introduisant dans le circuit d’épuration, en amont du filtre, une solution de citrate, on empêche les phénomènes naturels de coagulation de se produire lors du contact entre la membrane d’épuration et le sang du patient. Cette neutralisation du calcium ne peut pas être appliquée à l’ensemble de la circulation car une calcémie normale est nécessaire pour permettre la contraction cardiaque, musculaire et la vasomotricité.

De ce fait, le citrate est utilisé comme un anticoagulant régional (non systémique). Il est en partie évacué par la filtration (hémofiltration) ou la diffusion (dialyse) et la partie qui retourne au patient est normalement rapidement métabolisée par le foie. La part de citrate résiduelle dans le sang de la ligne veineuse du circuit d’EER est « neutralisée » par l’apport de calcium à la dose précise qui permet le retour à une calcémie ionisée systémique normale.

Conséquences
Pour le patient
Bénéfices

On obtient la possibilité d’offrir une EER de qualité à des patients à haut risque hémorragique [13]. Il a également été observé dans une récente étude que les EER au citrate sont bien et éventuellement mieux tolérées que celles à l’héparine et qu’elles pourraient être à l’origine d’un meilleur rétablissement de la fonction rénale, d’une survie du circuit plus importante. En outre, une différence de mortalité en faveur du citrate par rapport à l’emploi d’une héparine de bas poids moléculaire a également été retrouvée à cette occasion [4]. Il est très probable, sur la base de ces résultats ou du fait de l’expérience favorable de ceux qui l’essaient, que les indications du citrate–calcium soient étendues progressivement à de nombreux autres patients.

Risques

Les risques imputables à l’emploi de la technique citrate–calcium sont bien connus et sont relativement rares. Certains de ces risques ont été découverts à l’époque où les transfusions massives entraînaient des apports importants et rapides de citrate [5,6]. Ils peuvent pour la plupart être prévenus dans le cadre de l’EER où les apports sont modestes et lents. Pour détecter les tendances et les variations de l’équilibre calcique et acidobasique, des prélèvements répétés sont nécessaires. Ces prélèvements sont indispensables et doivent être effectués rigoureusement pour le bon fonctionnement de l’EER, la survie du filtre, et surtout pour éviter les sous-dosages ou surdosages en citrate et en calcium, qui ont des effets potentiellement très graves (tableau 1).

Tableau 1. Surdosage et sous-dosage en citrate et en calcium.
 SurdosageSous-dosage
CitrateAlcalose métaboliqueThrombose du filtre
Hypocalcémie
CalciumTroubles cardiaques (arythmie ventriculaire, arrêt cardiaque)Troubles neuromusculaires (convulsions, etc.)
Troubles rénaux (polyurie, altération parenchyme rénal, insuffisance rénale)Troubles cardiaques (arythmie, insuffisance cardiaque)
Pancréatite aiguëTroubles digestifs (diarrhée)
Troubles digestifs 
Hypocalcémie

L’hypocalcémie ionisée systémique est le risque majeur. Elle est liée au principe même de l’utilisation du citrate qui neutralise le calcium.

Le calcium ionisé du circuit se lie au citrate et est en partie éliminé dans l’ultrafiltrat sous forme de complexes citrate–calcium. De plus, on utilise des solutions de restitution (ou de dialysat) sans calcium afin de ne pas interférer avec cette anticoagulation. À défaut de pouvoir enlever le citrate introduit à l’entrée du circuit, cette hypocalcémie induite de façon régionale (dans le circuit) doit impérativement être compensée par l’apport d’une solution de calcium. Cette administration se fait directement au niveau du circuit d’épuration, en postfiltre, juste avant le retour au patient (voie veineuse efférente). L’équilibre doit toujours être recherché pour obtenir une anticoagulation efficace et une calcémie normale (afin d’éviter des troubles du rythme graves voire des arrêts cardiocirculatoires). On imagine que si le dispositif chargé d’apporter cette compensation en calcium ne fonctionne pas, les conséquences peuvent être graves et d’apparition rapide. Pour cette raison, il est indispensable d’utiliser un appareil d’EER qui contrôle lui-même cette administration et qui soit donc capable d’arrêter immédiatement l’apport de citrate en cas d’incapacité, même temporaire, d’administrer du calcium. En outre, le contrôle simultané des débits de calcium et de citrate permet une adaptation rigoureuse et continue des apports de calcium aux besoins réels.

Alcalose métabolique

Contrairement à une idée répandue, le citrate, en utilisation normale ou en cas d’accumulation, n’est pas lui-même responsable de l’alcalose métabolique qui était souvent observée aux débuts de cette technique. En effet, le citrate est un anion dissocié au pH plasmatique et il se comporte comme un acide faible (comme le lactate dont le métabolisme est proche) ; il induit de ce fait une acidose métabolique liée à sa concentration. On a souvent affirmé que le citrate est transformé en bicarbonate par le foie et que l’origine de l’alcalose métabolique se trouve là. On sait aujourd’hui que la concentration de bicarbonate est une conséquence et non la cause de l’équilibre acidobasique. C’est en fait l’apport de citrate sous forme trisodique où 3 ions sodium sont associés à un anion rapidement métabolisé (le citrate) qui accroît la différence des ions forts et entraîne une alcalose métabolique [7]. Cet effet secondaire du citrate trisodique peut également se manifester sous la forme d’une hypernatrémie.

Hypernatrémie

L’hypernatrémie résulte des apports importants de sodium associés au citrate sous la forme du citrate trisodique alors que des volumes hydriques normaux ou restreints sont administrés. Elle peut être en partie évitée par l’utilisation de moniteurs d’EER dotés d’un logiciel spécialement dédié à l’anticoagulation au citrate–calcium. En effet, dans ce cas, le citrate trisodique est administré en quantités optimisées, c’est-à-dire exactement égales à ce qui est nécessaire, sans excès aucun. Les apports sodés sont ainsi réduits.

Une autre façon pour réduire le risque d’hypernatrémie est de veiller à apporter des quantités importantes de chlorure. Les solutés de substitution destinés à la technique citrate–calcium sont déjà enrichis en chlorure par rapport aux solutés habituels d’EER [4]. En outre, le calcium est administré sous forme de chlorure de calcium (et pas de gluconate de calcium), et le magnésium sous forme de chlorure de magnésium (et pas de sulfate de magnésium). Avec des apports chlorés importants, le sodium excédentaire s’associe à cet anion minéral ; tous deux peuvent être éliminés ensemble par ultrafiltration.

Intoxication au citrate

Une vraie intoxication au citrate (et non un accès excessif de sodium) peut se rencontrer en particulier chez les patients insuffisants hépatiques sévères. Le tableau est alors celui d’une acidose (par défaut de métabolisation et accumulation de citrate dans le sang). On peut suspecter ce risque quand le taux de prothrombine ou le taux de facteur V baisse en dessous de 50 % [8]. Le dosage combiné du calcium total et du calcium ionisé systémique permet de calculer le ratio Ca/Ca++. Ce ratio doit rester inférieur à 2,3. Au-delà, il est recommandé de cesser l’apport de citrate (et de calcium) puis de cesser l’EER aux premiers signes de thrombose du circuit au profit d’une technique à anticoagulation traditionnelle [9].

Hypomagnésémie

Le citrate est également un chélateur du magnésium. Son pouvoir chélateur à l’égard de cet autre cation divalent est néanmoins moindre que pour le calcium. Les dosages répétés sont moins nécessaires, mais il faut en apporter en compensation dans les perfusions quotidiennes de façon dirigée par un dosage au moins quotidien.

Pour le personnel

Cette technique nécessite une surveillance infirmière et médicale accrue du patient, du fait de son état (patient de réanimation), des risques potentiels cités ci-dessus ou de ceux qui sont induits par la machine d’EER. Cette technique demande des connaissances supplémentaires sur l’utilisation spécifique de l’EER au citrate et une bonne formation initiale des équipes.

Enfin, il est nécessaire de mettre en œuvre une organisation interne et un rangement scrupuleux du matériel pour éviter les confusions entre les différentes techniques proposées dont le matériel se ressemble.

En pratique
Schéma du montage

Le schéma de principe d’une machine à anticoagulation régionale au citrate–calcium est exposé à la figure 2.

Figure 2.
Figure 2. Dispositif d’épuration extrarénale (EER) destiné à la technique du citrate–calcium. Deux pompes additionnelles administrent le citrate et le calcium respectivement à l’entrée et à la sortie du circuit.

La solution de citrate est injectée sur la voie dite « artérielle » en début de circuit. La solution de calcium est injectée sur la voie dite « veineuse » en fin de circuit. Selon les fournisseurs, les lignes sont soit préintégrées dans le circuit, soit à monter soi-même. Certaines machines pouvant fonctionner avec la technique citrate comportent un module citrate–calcium incluant les deux pompes correspondante (Multifiltrate®, Fresenius).

Matériel nécessaire

Actuellement, tous les fournisseurs ne proposent pas de machine avec mode citrate intégré ; il convient, pour réaliser cette technique, d’utiliser une machine le permettant. Pour chacune, il existe un kit spécifique de lignes incluant les lignes citrate et calcium. Les membranes ainsi que les poches de substitution sont différentes en mode citrate : différence de composition par rapport aux risques induits par le citrate (poche sans calcium, moins de sodium, plus de magnésium, plus de chlorure, moins de bicarbonate). Les poches de citrate et la préparation des poches de calcium sont spécifiques à chaque machine et à chaque méthode. Il est essentiel de suivre scrupuleusement les consignes de chaque fabriquant. Certaines machines devraient disposer dans un proche futur de la possibilité de paramétrer la composition des liquides employés et donc de s’adapter à toutes les solutions du marché.

Autres consignes

La purge du circuit se fait au sérum salé isotonique seul comme d’habitude. Les débits de citrate et de calcium sont réglés sur la machine avec les valeurs par défaut, fournies par le constructeur, ou avec les valeurs précédemment prescrites en cas de renouvellement de circuit. Les changements ne sont réalisés que sur prescription médicale et sont en général de faible importance. Le principe général est de :

  • corriger les anomalies de la calcémie ionisée systémique (mesure artérielle ou veineuse systémique) par des ajustements du débit de calcium en sortie de circuit ;
  • corriger les anomalies de la calcémie ionisée du circuit (mesure à la sortie immédiate du filtre) par des ajustements du débit de citrate en entrée de circuit.

Le débit sanguin doit rester stable car le débit de citrate en dépend. Il doit en outre être nettement plus faible qu’en mode épuration classique (héparine) afin d’utiliser le moins de citrate possible et de laisser le temps aux complexes calcium–citrate de se former. En effet, les débits sanguins élevés requièrent des quantités de citrate plus importantes et accroissent donc le risque d’effet secondaire lié au citrate trisodique. Cela explique que les techniques diffusives (hémodialyse) ou faiblement convectives (hémodiafiltration) soient celles pour lesquelles l’anticoagulation au calcium–citrate fonctionne le mieux, car elles ne requièrent pas de débit sanguin important pour être efficaces. Les techniques convectives à forte clairance (« haut volume » ou « haut débit ») ne peuvent être réalisées sous anticoagulation au citrate–calcium que pendant de courtes périodes de temps ou en optimisant de façon logicielle de nombreux déterminants de l’accumulation de citrate. Les principaux industriels travaillent à l’obtention d’un procédé fiable pour cette dernière indication.

Quelle surveillance infirmière spécifique ?
Surveillance biologique
Dosage du calcium ionisé
Quand ?

Quelques minutes après le branchement du patient pour s’assurer qu’il n’y a pas d’erreur grossière de composition des fluides ou de montage du circuit. Des inversions calcium/citrate ont été décrites et leurs conséquences ont été évitées grâce à cette approche systématique.

Puis toutes les 4 à 6 h (selon prescription médicale). Ce dosage permet des réajustements d’autant plus faibles qu’ils sont fréquents, permettant de rendre la technique parfaitement sûre.

Comment ?

  • Sur la machine en postfiltre (mais avant la restitution de calcium) au niveau du site de prélèvement prévu sur la ligne : reflet de la quantité de citrate nécessaire pour un bon effet « anticoagulant ». Le calcium ionisé « machine » doit être compris entre 0,30 et 0,35 mmol/l.
  • Chez le patient : reflet de la quantité nécessaire de calcium à réinjecter au patient sur la voie efférente. Le calcium ionisé « systémique » doit être compris entre 1,12 et 1,20 mmol/l. Le prélèvement sanguin régulier du patient réclame un bon abord vasculaire tel qu’un cathéter artériel fonctionnel.

Les débits de citrate et de calcium sont à adapter après chaque résultat en suivant le protocole en usage dans le service pour la technique et la machine utilisées.

Autres bilans
Ionogramme sanguin

L’ionogramme sanguin est utile toutes les 6 à 12 h pour des raisons habituelles lors de l’emploi des techniques d’EER ou pour des raisons spécifiques à la technique citrate–calcium.

Éléments à surveiller non spécifiques

  • Potassium : risque d’hypokaliémie en cas d’apports (par substitution ou par dialyse) inférieurs aux pertes. Le risque est cardiaque (arythmie, asystolie), neuromusculaire (arrêt ventilatoire, rhabdomyolyse), polyurie, etc. Le traitement est préventif : reconstitution de poches de substitution ou de dialyse contenant la concentration exacte de potassium souhaitée, en général autour de 4 mmol/l. Il convient de faire attention à la valeur de départ des poches : certaines sont à 0, d’autres à des valeurs supérieures.
  • Phosphore : la déplétion phosphorée est également la règle en EER mais les pertes sont en général moindres qu’avec le potassium. On peut au choix supplémenter dans la base quotidienne liquidienne que reçoit le patient ou dans chaque poche.

Éléments à surveiller spécifiques

  • Calcium total : l’apport continu de citrate pendant plusieurs jours risque d’entraîner une hypercalcémie totale. La calcémie totale est la somme des concentrations des calcémies ionisées, liée aux diverses protéines et liée au citrate. On peut donc avoir une calcémie ionisée systémique normale et une hypercalcémie totale. On estime qu’un rapport calcémie totale/calcémie ionisée supérieur à 2,3 est le reflet d’une accumulation trop importante de citrate [9]. Ce phénomène se rencontre en cas d’apports de citrate importants avec apports de calcium adaptés mais donc importants et/ou en cas d’insuffisance hépatique relative ou absolue.
  • Calcium ionisé : comme envisagé plus haut, le calcium ionisé est mesuré en deux points distincts (circuit et patient) toutes les 4 à 6 h. Ces dosages permettent d’éviter les dérives qui sont à l’origine de dyscalcémies ou d’accumulation de citrate. Ils servent en effet à régler ces deux débits.
  • Magnésium : autre cation divalent, le magnésium doit être dosé toutes les 24 h afin d’en adapter les apports. En effet, le magnésium est également éliminé par chélation par le citrate.
  • pH et sodium : la mesure du pH et du sodium est en général réalisée toutes les 4 à 6 h en même temps que le calcium ionisé. Sa valeur permet de déceler rapidement le développement d’une alcalose, en règle hypernatrémique, ou d’une acidose par accumulation de citrate.
  • Chlore : le taux de chlorure plasmatique est très important car il est la garantie contre la survenue d’une alcalose métabolique induite par les apports sodés. Son dosage est nécessaire une à deux fois par jour selon que l’on est en position d’équilibre ou pas.
  • Bilan hépatique : il est réalisé toutes les 48 h au minimum. Il permet de déceler l’apparition de ce facteur de risque de l’intoxication au citrate.

Surveillance clinique

Une surveillance clinique est associée à la surveillance biologique. Le monitorage habituel de réanimation permet de détecter l’apparition de troubles de rythme, de chute du débit cardiaque ou d’hypotension artérielle secondaire à des désordres de la calcémie. L’apparition d’un syndrome hémorragique se détecte sur des saignements extériorisés (gingivorragies, épistaxis, hémorragie digestive), une expansion des hématomes existants, un pansement chirurgical, etc.

Surveillance du dispositif d’EER

Comme pour toute EER, on vérifie régulièrement le bon fonctionnement du cathéter, son positionnement, son pansement ainsi que les lignes et leur positionnement.

Les débits de citrate et de calcium doivent être ceux prescrits et ne sont en général modifiés qu’à la lecture des résultats biologiques. On s’assure de la fonctionnalité des pompes pour ne pas risquer de surdosage ou de sous-dosage de citrate et de calcium.

Le débit sanguin doit rester stable (pour ne pas perturber les débits de citrate et donc les dosages en calcium ionisé) ; il convient donc de faire en sorte que la pompe s’arrête le moins possible.

Sur les machines récentes, les pompes de citrate et de calcium sont asservies à la pompe à sang, ce qui permet l’arrêt instantané des trois pompes lors de l’arrêt de la pompe à sang.

Il importe également de surveiller les volumes restants dans les poches de citrate et de calcium car certaines machines n’ont pas d’alarme de fin de perfusion (Aquarius®) et d’autres ne permettent pas de récupérer l’air dans la tubulure de calcium qui retourne directement sur la voie efférente (Fresenius®).

Comme ailleurs en EER, on surveille attentivement les pressions (même s’il existe très peu de problème de pression avec le mode citrate étant donné les faibles débits sanguins utilisés et le mode hémodialyse continu qui ne fonctionne qu’en dialysat sur la machine Multifiltrate®).

Enfin, une bonne gestion des stocks de consommables est nécessaire.

Conclusion

Les techniques d’EER au citrate sont des alternatives efficaces des techniques utilisant l’héparine. Elles réduisent considérablement le risque hémorragique et prolongent la durée de vie de la membrane. Leur mise en œuvre est facile mais nécessite de bien comprendre le mécanisme d’action de cette anticoagulation régionale. Une surveillance clinique et biologique simple mais incontournable permet d’éviter des complications potentiellement sévères. La prescription médicale est rendue compliquée par des situations particulières comme d’importants déséquilibres acidobasiques ou en cas d’insuffisance hépatique.

Références
[1] Gabutti L, Marone C, Colucci G, et al. Citrate anticoagulation in continuous venovenous hemodiafiltration : a metabolic challenge. Intensive Care Med 2002 ; 28 (10) : 1419-25.
   
[2] Mehta RL, McDonald BR, Aguilar MM, et al. Regional citrate anticoagulation for continuous arteriovenous hemodialysis in critically ill patients. Kidney Int 1990 ; 38 (5) : 976-81.
   
[3] Mehta RL, McDonald BR, Ward DM. Regional citrate anticoagulation for continuous arteriovenous hemodialysis. An update after 12 months. Contrib Nephrol 1991 ; 93 : 210-4.
   
[4] Oudemans-van Straaten HM, Bosman RJ, Koopmans M, et al. Citrate anticoagulation for continuous venovenous hemofiltration. Crit Care Med 2009 ; 37 (2) : 545-52.
   
[5] Argent DE. Citrate intoxication following a rapid massive blood transfusion. Br J Anaesth 1957 ; 29 (3) : 136-7.
   
[6] Lee BL, Auerbach PS, Olson KR, et al. Cardiac arrest following direct intravenous administration of a citrate anticoagulant solution. Ann Emerg Med 1986 ; 15 (11) : 1353-6.
   
[7] Sinaceur M, Journois D, eds. Équilibre acide-base : Le bilan pratique d’une « révolution ». Paris : MAPAR Éditions ; 2009.
   
[8] Kramer L, Bauer E, Joukhadar C, et al. Citrate pharmacokinetics and metabolism in cirrhotic and noncirrhotic critically ill patients. Crit Care Med 2003 ; 31 (10) : 2450-5.
   
[9] Hetzel GR, Taskaya G, Sucker C, et al. Citrate plasma levels in patients under regional anticoagulation in continuous venovenous hemofiltration. Am J Kidney Dis 2006 ; 48 (5) : 806-11.