La pharmacocinétique de protoxyde d'azote

26.11.2010

PHARMACOCINÉTIQUE

Données générales

Ce sujet étant développé dans un autre article de l'EMC [20], seules certaines spécificités du protoxyde d'azote seront ici abordées. La figure 4 illustre l'évolution des concentrations de protoxyde d'azote dans les différents groupes tissulaires [18]. Même si l'évolution est relativement plus lente dans les tissus qui ne sont pas richement vascularisés, tels ceux constitutifs du " compartiment musculaire ", il apparaît qu'en moins de 5 min la fraction alvéolaire atteint 90 % de la fraction inspirée et qu'il en est de même en moins de 7 min pour la fraction cérébrale.

Les facteurs de variation : débit cardiaque, ventilation alvéolaire, agissent dans le même sens pour le protoxyde d'azote que pour les autres agents anesthésiques par inhalation, mais avec une intensité moindre, car l'intensité de la variation est fonction de la solubilité, surtout dans le sang [22, 53] (fig. 5).

En définitive, le débit de protoxyde d'azote quittant l'alvéole vers les tissus (" uptake ") diminue assez rapidement avec le temps (fig. 6) [22]. La conséquence pratique en est la nécessité de réduire assez rapidement la FIN2O dans un circuit fermé ou semi-fermé.

Un des points les plus importants est qu'en fin d'anesthésie le protoxyde d'azote est de loin l'agent qui quitte le plus rapidement alvéole et tissus richement vascularisés, permettant un réveil rapide, quelle qu'ait été la durée de l'anesthésie (fig. 7) [22].

Effet concentration, effet deuxième gaz, effet Fink

Le protoxyde d'azote étant un anesthésique peu puissant, il est utilisé à de fortes concentrations. Ceci associé au fait que l'azote est encore moins (30 fois moins) soluble que le protoxyde d'azote, a pour conséquence que le débit de gaz qui quitte l'alvéole vers la circulation pulmonaire à l'induction (Q. N20) est supérieur au débit de gaz qui quitte la circulation pulmonaire vers l'alvéole (Q. N2). Les conséquences de ce phénomène sont doubles : 1) ceci correspond en fait à une " ventilation ", certes " cachée ", mais une ventilation quand même, c'est-à-dire un passage de gaz au travers de la membrane alvéolaire ; 2) le volume du poumon diminue d'autant, ce qui concentre les gaz qu'il contient.

Selon le gaz considéré, l'ensemble de ces phénomènes a été appelé : pour le protoxyde d'azote : " effet concentration ", qui signifie que le rapport FA/FI pour le protoxyde d'azote s'élève plus vite et plus haut lorsque la concentration de ce gaz est élevée (par exemple 60 %), qu'il ne le ferait si cette concentration était basse (par exemple 1 %) ; pour un agent halogéné associé : " effet deuxième gaz " ; pour l'oxygène : " hyperoxie de diffusion ".

Ces modifications sont transitoires et cessent dès qu'il y a équilibre, c'est-à-dire en quelques minutes. Au réveil, le phénomène symétrique est observé, appelé selon le gaz considéré : " effet concentration inverse ", " effet deuxième gaz inverse ", " hypoxie de diffusion " encore dénommée " effet Fink " (fig.8) [70]. Ce dernier est à l'origine de l'habitude d'augmenter la FIO2 pendant quelques minutes au moment de l'arrêt du protoxyde d'azote.

Cavités aériennes closes

Des phénomènes du même ordre ont été décrits dans les cavités closes, le bilan positif du transfert de gaz se traduisant par une augmentation : de volume dans les cavités compliantes (pneumothorax, pneumomédiastin, bulles d'emphysème, occlusions digestives importantes). De ce fait, il s'agit là de contre indications classiques, surtout au niveau respiratoire [21, 22]. Pour le tube digestif, plus éloigné et moins vascularisé, seules les occlusions importantes sont concernées. En revanche, il a été montré que le chirurgien ne pouvait distinguer à la taille du tube digestif les patients selon qu'ils reçoivent ou non du protoxyde d'azote [34]. On peut en rapprocher l'augmentation de volume des bulles d'air embolisées et l'hypertension artérielle pulmonaire qui en résulte (fig. 9) [52]. De ce fait, l'arrêt du protoxyde d'azote est la règle en cas d'embolie gazeuse.

Certains étendent cette notion en proscrivant son utilisation dans la chirurgie à haut risque d'embolie gazeuse, c'est-à dire principalement la neurochirurgie en position assise, alors que d'autres s'en tiennent à la mise en oxygène pur en cas de détection précoce par des moyens adaptés [14]. de pression dans les cavités non compliantes (oreille moyenne, ventricules cérébraux). Ceci contre-indique le protoxyde d'azote dans les tympanoplasties et après encéphalographie gazeuse, et constitue un danger en cas d'absence de perméabilité des trompes d'Eustache, notamment à l'arrêt du produit, en raison de leur collapsus.

Le mécanisme d'hyperpression de l'oreille moyenne a été accusé d'une augmentation de fréquence des vomissements après anesthésie ayant comporté des protoxydes d'azote [1], mais cette fréquence anormale n'a pas été confirmée [57]. un mélange des deux dans les situations intermédiaires (ballonnets de sondes d'intubation, des sondes de Swan-Ganz). De ce fait, il est recommandé d'utiliser des sondes trachéales particulières à basse pression en cas d'anesthésie prolongée utilisant du protoxyde d'azote, ou au minimum de gonfler le ballonnet avec le mélange inhalé.

Réciproquement, une sonde, dont un ballonnet peu compliant assurerait une étanchéité limite sous ventilation comprenant du protoxyde d'azote, pourrait voir son étanchéité encore réduite après l'arrêt du protoxyde d'azote.

Vaporisateurs

La plupart des descriptions pharmacocinétiques négligent la partie " machine " de l'administration. L'effet du degré de fermeture d'un circuit avec réinhalation ne sera pas traité ici, mais un point est spécifique au protoxyde d'azote : la perturbation qu'il entraîne dans la quantité d'agent halogéné délivrée par le vaporisateur. Ce phénomène a été attribué à la différence de viscosité de ce gaz par rapport à l'oxygène et à sa dissolution dans la cuve : son introduction entraîne une baisse de la concentration d'halogéné qui, inversement, augmente lorsque le protoxyde d'azote est arrêté, vaporisateur ouvert. Les conséquences pratiques sont que 1) il y a lieu d'être prudent vis-à-vis d'une telle technique en fin d'anesthésie et 2) l'" effet deuxième gaz " (y compris " inverse ") est, au minimum, complètement annihilé par cette perturbation du vaporisateur (fig. 10) [16].

Transferts foeto-placentaires

Le transfert transplacentaire du protoxyde d'azote est rapide et probablement fonction du débit utéro-placentaire. C'est ce que suggère le rapport plus élevé des concentrations foetomaternelles chez les enfants dont le poids de naissance est élevé.

La fixation foetale est également rapide, avec un rapport CVO/CAO = 0,6 après 3 min et à 0,9 après 15-20 min d'anesthésie (CAO = concentration artérielle ombilicale ; CVO = concentration veineuse ombilicale).

Ceci n'a pas de conséquence en cas d'utilisation brève, mais pourrait favoriser une hypoxie néonatale - par dépression ventilatoire ou effet Fink - et une réduction du score d'Apgar immédiat, en cas d'utilisation prolongée jusqu'à la naissance [22]. Ceci n'a cependant pas été retrouvé dans une étude récente spécifique du sujet [49].