Patrick Lévy, Jean-Louis PépinLaboratoire EA 3745, INSERM ERI 17

Faculté de Médecine,Université Joseph FourierCHU Grenoble, France

Syndrome Obésité Hypoventilation (SOH)

• IMC > 30 kg/m2 et PaCO2 diurne> 6kPa

• Sans autre cause identifiée d’hypoventilation diurne

Olson et al Am J Med 2005

Le syndrome obésité hypoventilation

Définition

• 1.2 % des patients hospitalisés (47/4332)

• Prévalence d’autant plus importante que l’IMC est élevé

30% IMC > 35 kg/m2, 49% IMC > 50 kg/m2

Nowbar Am J Med 2004

Le syndrome obésité hypoventilation

Prévalence

41/69 (59.4%) sont admis pour une insuffisance respiratoire aigue inaugurale

10/69 (14.5%) de décès

Le syndrome obésité hypoventilationCaractéristiques générales Présentation clinique

Pèrez de Llano

Chest 2005

Suivi de 03 95 à 12 2002

Berg Chest 2001

Le syndrome obésité hypoventilationImpact de la maladie : Recours aux soins et syndrome obésité hypoventilation

23%

9%

*

Nowbar Am J Med 2004

Mortalité augmentée par rapport à l’obésité simple suggérant une morbidité cardiovasculaire spécifique

Maladie Thromboembolique RR 4.6 (IC:1,6 to 13,7)

Mortalité dans le SOH

Altération des volumes pulmonaires:

Surtout Volume de Réserve Expiratoire (VRE) et CRF

Beuther DA et al. Am J Respir Crit Care Med

2006;174:112–119

Pourquoi certains patients obèses développent une IR ?Réduction des volumes pulmonaires, augmentation du travail respiratoire, altération de la fonction musculaire

Zavorsky GS et al. Obesity reviews 2008;9:326–339

Le syndrome obésité hypoventilationLes troubles respiratoires au cours du sommeil : Syndrome d’apnées du sommeil

Obèse Perte de poids

Berger KI JAP 2002; 93:917-24

Le syndrome obésité hypoventilationLes troubles respiratoires au cours du sommeil : Syndrome d’apnées du sommeil

Mécanismes d’apparition de l’hypercapnie diurne

Ayappa I AJRCCM 2002; 166:1112-5

http://jap.physiology.org/content/vol93/issue3/images/large/dg0921825001.jpeghttp://ajrccm.atsjournals.org/content/vol166/issue8/images/large/200203212OCf3.jpeghttp://jap.physiology.org/content/vol93/issue3/images/large/dg0921825004.jpeg

Au cours du SP l’activité des muscles respiratoires

accessoires est diminuée, la respiration est

irrégulière et superficielle

Hypoventilation en SP : anomalie la plus fréquente

Bourke et al ERJ 2002

Le syndrome obésité hypoventilationLes troubles respiratoires au cours du sommeil : Hypoventilation de sommeil paradoxal

Le syndrome obésité hypoventilationLes troubles respiratoires au cours du sommeil : Hypoventilation de sommeil paradoxal

Le syndrome obésité hypoventilationLes troubles respiratoires au cours du sommeil : Hypoventilation de sommeil paradoxal

Chouri Chest 2007

Stades

de

sommeil

SP

Eveil

SP SP SP

SaO

2 (

%) FP

( bp

m)

A1A2

Chouri Chest 2007

Le syndrome obésité hypoventilationLes troubles respiratoires au cours du sommeil : Hypoventilation de sommeil paradoxal

Commande ventilatoire : Centres

respiratoires

Le syndrome obésité hypoventilationLes troubles respiratoires au cours du sommeil : Hypoventilation de sommeil paradoxal

Les hypoventilateurs sont

les plus somnolents

Chouri Chest 2007

Souris C57BL/6J-Lepob obèses et sans leptine circulante

O’Donnell Am J Respir Crit care Med 1999

Le syndrome obésité hypoventilationHypoventilation de sommeil paradoxal : Role de la leptine

Obésité

Mécanique respiratoire déficiente

Travail respiratoire augmenté

Augmentation de

la commande

respiratoire

Ventilation eucapnique

SAOSMaintien d’une

ventilation

post apnée

suffisante

Insensibilité à

la leptine ?

Olson Am J Med 2005

Eucapnie

Ob

ésit

é s

imp

le

Ob

és

ité

+

SA

OS

Hypoventilation,

Hypercapnie

Hypercapnie

SO

H-S

AO

S

hyp

erc

ap

niq

ue

Syn

dro

me

Ob

ésit

é

Hyp

oven

tila

tio

n

commande

respiratoire

diminuée

Hypoxémie sévère

et fragmentation

du sommeil

Ventilation

post apnée

insuffisante

Berg Chest 2001 Mokhlesi Proceedings ATS 2008

Comparés à des obèses, diagnostics plus fréquents de:

Insuffisance Cardiaque Congestive (OR 9; 95% CI, 2,3–35)

Angor (OR 9; 95% CI, 1,4–57,1)

Cœur Pulmonaire Chronique (OR 9; 95% CI, 1,4–57,1)

Syndrome d’Obésité HypoventilationForte prévalence de la morbidité cardiovasculaire

Dysfonction endothéliale

• Facteur prédictif des évènements CV

• Présente dans le SOH

• Liée aux altérations des gaz du sang

-,4

-,2

0

,2

,4

,6

,8

1

1,2

FR

-RH

-PA

T

OBESE OHS

-,4

-,2

0

,2

,4

,6

,8

1

1,2

FR

-RH

-PA

T

4,5 5 5,5 6 6,5 7 7,5

pCO2 (kPa)

OHS

OBESE

R=-0.50 p=0.013

Borel et al. PLoS ONE 2009

OHS et dysfonction endothéliale

Borel et al. PLoS ONE 2009

P < 0.05

-250

255075

100125150175200225

RAN

TES n

g/m

l

OB OHS0

50

100

150

200

250

300

350

400

MCP1, pg/m

l

OB OHS

1

2

3

4

5

6

7

0

50

100

150

200

250

300

350LEPTIN

, ng/m

l

OB OHS

8

IL6, pg/m

l-

OB OHS05

101520253035404550

IL8, pg/m

l

OB OHS0

2

4

6

8

10

12

TN

Fa,

pg/m

l

OB OHS

0

5

10

15

20

25

30

RESIS

TIN

, ng/m

l

OB OHS

P< 0.05

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

35000

40000

AD

IPO

NECTIN

, ng/m

l

OB OHS0

10002000

300040005000

60007000

80009000

10000

IL1-R

a, p

g/m

lOB OHS

P < 0.05

Syndrome d’Obésité HypoventilationInsulin-Like Growth Factor-1, facteur de protection vasculaire

Monneret D Growth Hormone & IGF Research 2010; 20:127–133

Conti ECirculation. 2004;110;2260-2265

Interaction between IGF-1and its receptor causes NO production

Traitement

Janssens JP CHEST 2003

Le syndrome obésité hypoventilationQuel type d’assistance respiratoire pour quel type d’anomalies nocturnes ?

Syndrome obésité hypoventilation avec SAOS exclusif : Pression positive continue

http://jap.physiology.org/content/vol93/issue3/images/large/dg0921825001.jpeg

Le syndrome obésité hypoventilationQuel type d’assistance respiratoire pour quel type d’anomalies nocturnes ?

Syndrome obésité hypoventilation avec hypoventilation en SP : Ventilation à deux niveaux de pression

Ventilation spontanée avec aide inspiratoire

1) Le patient

déclenche le

début du cycle

« trigger

inspiratoire»

2) La

consigne

est une

pression

3) Le patient

déclenche la fin

du cycle

« trigger

expiratoire »

Anomalies

respiratoires

nocturnes

Polysomnographie SaO2 VNI

VAS

PEP

Variations oscillantes

de la SaO2

3 min.

20 sec.

Apnées

Hypopnées

Limitations de débit

AI

Thorax

Hypoventilation en

sommeil paradoxal

:

2 à 15 min.

Chute continue sur plusieurs

minutes

Cyclicité de survenue

d’environ 90 minutes

correspondant aux phases

de SP

Le syndrome obésité hypoventilationQuel type d’assistance respiratoire pour quel type d’anomalies nocturnes ?Syndrome obésité hypoventilation avec hypoventilation en SP : Ventilation à deux niveaux de pression

Janssens et al.

CHEST 2003;123:67-79

Le syndrome obésité hypoventilationQuel type d’assistance respiratoire pour quel type d’anomalies nocturnes ?Ventilation à deux niveaux de pression : efficacité en terme de survie

Le syndrome obésité hypoventilationQuel type d’assistance respiratoire pour quel type d’anomalies nocturnes ?Ventilation à deux niveaux de pression : efficacité sur les paramètres de sommeil

Chouri Chest 2007

n = 14 Avant VNI Après NIV p-value

Score Epworth

Ensemble 11 ± 4 8 ± 3 0.05

Sensibilité CO2 basse (7) 12 ± 2 7 ± 2 0.02

Sensibilité CO2 normale (7) 11 ± 5 8 ± 5 NS

TestOSLER

Ensemble 30 ± 14 35 ± 10 0.08

Sensibilité CO2 basse (7) 23 ± 14 34 ± 11 0.04

Sensibilité CO2 normale (7) 37 ± 8 36 ± 10 NS

Le syndrome obésité hypoventilationQuel type d’assistance respiratoire pour quel type d’anomalies nocturnes ?Ventilation à deux niveaux de pression : efficacité sur la vigilance diurne

Chouri Chest 2007

Le syndrome obésité hypoventilationQuel type d’assistance respiratoire pour quel type d’anomalies nocturnes ?Ventilation à deux niveaux de pression : efficacité sur la vigilance diurne

Chouri Chest 2007

Storre Chest 2006

Le syndrome obésité hypoventilationQuel type d’assistance respiratoire pour quel type d’anomalies nocturnes ?Ventilation à deux niveaux de pression : Intérêt d’un mode ventilatoire particulier ?

SOH : Différents modes de VNI ?

JP Janssens et al. Respiratory Medicine (2009) 103, 165-172

SOH : Différents modes de VNI ?

JP Janssens et al. Respiratory Medicine (2009) 103, 165-172

SOH : Différents modes de VNI ?

JP Janssens et al. Respiratory Medicine (2009) 103, 165-172

Pèrez de Llano Chest 2005

Le syndrome obésité hypoventilationQuel type d’assistance respiratoire pour quel type d’anomalies nocturnes ?

Assistance respiratoire differente à court et long terme ?

Syndrome d’Obésité HypoventilationImpact de la VNIEffet sur la mortalité: diminution des défaillances aigues ouréduction du risque cardio-vasculaire ?

Mokhlesi et coll.Proc Am Thorac Soc 2008

Adapted from Nowbar et coll 2004 and Budweiser 2007

VNI versus conseils hygiéno-diététiques

Borel et al Chest 2010, soumis

Eligible patients

(n=143)

Did not reach entry criteria

(n= 106)

Completed the study

(n=17)

Received lifestyle counsellingtreatment (n=18)

Follow-Up of 1 month

Received nocturnal NIV(n=19)

Withdrawals: (n=1) acute respiratory

failure

Completed the study (n=18)4 patients had less than 4h

of NIV nightly use

Analyzed in intention to treat(n=35)

Randomized

(n=37)

Withdrawals: (n=1)

Cardiac pacing during follow-up

5.0

5.5

6.0

6.5

7.0

7.5

8.0

Baseline 1 month

Pa

CO

2 (

kP

a)

Baseline 1 month5.0

5.5

6.0

6.5

7.0

7.5

8.01 month NIV Control group

75

80

85

90

95

100

Me

an

no

ctu

rna

l S

pO

2 (

%)

Baseline 1 month75

80

85

90

95

100

Baseline 1 month

0

20

40

60

80

100

Sle

ep

tim

e s

pe

nt

wit

h

Sp

O2

<9

0%

(%

)

Baseline 1 month 0

20

40

60

80

100

Baseline 1 month

0

20

40

60

80

100

120

Baseline 1 month

Re

spir

ato

ry-r

ela

ted

µ-a

rou

sals

(n/

h)

0

20

40

60

80

100

120

Baseline 1 month

PaCO2

Mean SaO2

CT 90% SaO2

Micro-arousals

Borel et al. Chest 2010, soumis

VNI versus conseils hygiéno-diététiques

IL1RA IL6 IL8

TNFMCP-1 Rantes

ResistinAdiponectinLeptin

Borel et al. Chest 2010, soumis

VNI versus conseils hygiéno-diététiques

Baseline Treatment

Counseling

Mean±SD

NIV

Mean±SD

Counseling

Mean (95% CI)

NIV

Mean (95% CI)

p-value

SBP mmHg 137 ± 19 134 ± 19 -5.4 (-11.0; 0.2) -1.3 (-12.1; 9.6) ns

DBP mmHg 78 ± 11 75 ± 12 -4.2 (-10.0; 1.6) -1.9 (-9.7; 6.0) ns

MBP mmHg 97 ± 12 95 ± 13 -4.6 (-9.2; 0.04) -1.67 (-9.7; 6.4) ns

C-F-PWV m.s-1 9.8 ± 2.3 10.3 ± 2.2 -0.8 (-1.7; -0.01) -0.6 (-2.0 to 0.8) ns

RH-PAT ratio 0.42 ± 0.30 0.43 ± 0.32 -0.01 (-0.2; 0.2) 0.02 (-0.2; 0.20) ns

Borel et al. Chest 2010, soumis

VNI versus conseils hygiéno-diététiques

Hypoxie du tissu adipeux et adipokines

Hosogai Diabetes 56:901–911, 2007

Interactions entre hypoxie et tissu adipeux

Fantuzzi et al., Arterioscler Thromb Vasc Biol. 27:996-

1003, 2007

Hypoxieintermittenteet continue

Interactions entre hypoxie et tissu adipeux

Lévy et al. Eur Respir J 2008; 32:1082–1095

Statines

Anti

oxydants

ppc

VNI

Proposer plusieurs modalités thérapeutiques ?

Entrainement des muscles respiratoires

Spirotiger®

30 min hyperpnée isocapnique à 60-80% VMM, 3-4 /semaine

Villiot-Danger JC et al. Int J Obesity 2010, in Press

Conclusions

OHS : morbi-mortalité ++ par rapport à l’obésité « simple »

Physiopathologie centrée autour de la Leptine

Anomalie de la réponse ventilatoire au CO2, évènements respiratoiresnocturnes

Nécessité de dépistage

VNI mais peut-être des interactions durables entre graisse viscéraleet hypoxie et/ou hypercapnie