Auteur: Eric Vaillancourt-Jean, Ph.D, Résident en biochimie clinique

Plusieurs milliers de patients sont admis en centre hospitalier chaque année au Canada pour cause de brûlure. Alors qu’il nous semble que même une brûlure légère est débilitante et extrêmement douloureuse, une atteinte affectant plus de 30% de la surface corporelle met en danger la vie du patient¹. Bien que les cas les plus lourds soient généralement confinés à certains centres hospitaliers spécialisés, il importe néanmoins de s’y attarder un instant en raison de la prévalence de ce type d’incident. De plus, rares sont les conditions physiopathologiques qui influencent le bilan en biochimie de manière aussi impressionnante que celui d’un patient grand brulé.

Physiologie du patient sévèrement brulé

La nature de la brûlure peut être multiple : chimique, par contact avec une surface, un liquide ou un gaz brûlant, par le feu lui-même, par une exposition prolongée au soleil ou à une source irradiante, via un courant électrique ou même par friction sur une surface dure. L’unité des grands brûlés admet aussi régulièrement des patients ayant subi des engelures sévères pendant l’hiver. Les degrés de brûlure sont catégorisés en fonction de la profondeur de l’atteinte, et seules les brûlures sévères de deuxième ou du troisième degré justifient une visite à l’urgence.
On retrouve trois zones distinctes au sein de la brûlure sévère : la zone de coagulation, la zone de stase et la zone hyperémique². La zone de coagulation est à l’épicentre de la plaie et représente le tissu complètement détruit. En bordure de celui-ci se retrouve la zone de stase, où la perfusion est diminuée et une forte inflammation subsiste mais où le tissu peut potentiellement récupérer si les conditions sont propices. Plus souvent qu’autrement, cette zone devient cependant nécrosée dans les 48 premières heures³. Finalement, la zone hyperémique est une vaste portion entourant la plaie où la perfusion est intacte et qui sécrète une forte quantité de cytokines en réponse au dommage, menant à une vasodilatation locale et à un érythème. On considère que cette zone couvre la totalité du corps lorsque la brûlure affecte plus de 25% de la surface corporelle de l’individu².
Au cours des premières heures, un choc hypovolémique survient et est imputable, d’une part, à une exsudation plasmatique au niveau de la blessure et, d’autre part, à l’accroissement de la perméabilité vasculaire au niveau de la zone hyperémique⁴. La réanimation liquidienne rapide est cruciale et indispensable. Afin d’éviter une suradministration de liquide et de causer un œdème pulmonaire, les cliniciens utilisent la formule de Parkland afin d’estimer la quantité de soluté à infuser au patient en fonction de son poids et de l’ampleur du dommage^{5, 6}. Le soluté généralement utilisé est celui de Lactate-Ringer qui est composé de sodium, de calcium, de chlore, de lactate et de potassium⁷. En opposition à l’acide lactique généré massivement par les tissus en hypoperfusion, conduisant généralement à une acidose métabolique, cette solution  se compose de lactate à seulement 29mmol/L qui est rapidement métabolisé en bicarbonate et contribue à augmenter le pH du sang.
La génération d’une importante quantité de cytokines en réponse à l’état de choc induit un état immunosupprimé chez le patient⁸. Conséquemment, un des enjeux majeurs de la prise en charge du grand brûlé est la surveillance de l’apparition d’un sepsis et le traitement adéquat de celui-ci⁹. Le dosage sérique de la procalcitonine et de l’acide lactique permet d’évaluer l’importance de l’état de choc et d’avoir une idée du pronostic du patient¹⁰. Il faut cependant tenir compte de l’administration de lactate exogène issu de la réanimation liquidienne lors de l’interprétation de ce dosage.
L’analyse des gaz sanguins est généralement demandée rapidement afin d’identifier un syndrome de détresse respiratoire aigu. Ceci est la conséquence typique d’un dommage pulmonaire ou des voies respiratoires par inhalation de fumée lors d’un incendie. En fait, jusqu’à 80% des décès reliés à un incendie seraient liés à des causes respiratoires plutôt qu’aux brûlures corporelles. Une hypoxémie artérielle couplée à une diminution de la saturation en oxygène indique la présence d’un trouble respiratoire, qui doit être traité par ventilation assistée le plus rapidement possible^{11, 12}.
Suite à l’état initial de choc, un changement métabolique cellulaire majeur survient menant à une phase hypermétabolique qui peut perdurer pendant plusieurs mois^{13, 14}. Le catabolisme accru du tissu musculaire et du tissu adipeux, nécessaire pour fournir l’énergie supplémentaire consommée par l’organisme, s’emballe de manière exagérée et conduit à une perte nette de poids, une élévation de la température corporelle, une fatigue physique importante et une tachycardie¹⁵. On peut atténuer partiellement ce phénomène et diminuer le risque de mortalité via une supplémentation agressive en vitamines et nutriments dès l’arrivée du patient, mais même en dépit d’une prise en charge adéquate ce phénomène contribue significativement à la morbidité du patient^{16, 17}.
On retrouve aussi ce phénomène d’hypermétabolisme au niveau cellulaire, où le cycle de Krebs est reprogrammé pour accélérer la génération d’ATP. La glycolyse se retrouve rapidement saturée et puisque l’enzyme pyruvate déshydrogénase est souvent inhibée en raison de l’inflammation, une forte quantité de lactate est produite par la voie anaérobique. De surcroit, l’hypoxie tissulaire contribue aussi à la génération d’énergie via cette voie. Le taux sérique de lactate est ainsi fréquemment utilisé pour évaluer la perfusion adéquate des tissus périphériques et, de manière plus globale, le risque de développer une défaillance d’organes multiples^{18, 19}. Ce dosage est d’ailleurs aussi utilisé pour évaluer si la réanimation liquidienne est suffisante²⁰.

Le rôle du laboratoire

Si la prise en charge du patient grand brûlé est essentiellement basée sur la clinique, plusieurs s’entendent pour affirmer que les analyses de laboratoire devraient jouer un rôle plus central dans l’évaluation du pronostic et de la morbidité²¹.
Au niveau du bilan en biochimie, il est typique de retrouver lors des premiers jours un taux anormalement bas de protéines totales et d’albumine, reflétant la perte protéique massive du compartiment vasculaire^22-24. Curieusement, la supplémentation en albumine pour pallier à cette déficience ne semble pas avoir d’effets bénéfiques significatifs sur l’issue du patient⁷. Il est commun d’observer des variations importantes des différents électrolytes, mais celles-ci ne sont pas toujours communes selon le patient. Par exemple, l’hyponatrémie ainsi qu’une hyperkaliémie concomitante est courante dans les premières heures mais le scénario inverse est aussi observé chez plusieurs patients²⁵.  Parmi les électrolytes dont les variations sont plus les communes et significatives, les concentrations plasmatiques de phosphate chutent régulièrement en raison de la déplétion rapide d’énergie musculaire sous forme d’ATP, duquel le phosphate est un constituant majeur^26-28. En réponse à cette carence, on observe une diminution significative de la PTH et du FGF23, ce qui amorce un processus de résorption osseuse dès les premiers jours^{29, 30}. On observe aussi une hypomagnésémie pour la vaste majorité des patients grands brûlés.
Les gaz sanguins sont aussi sévèrement affectés et une acidose métabolique est couramment observée. L’analyse des gaz est fréquemment effectuée dès l’hospitalisation du patient afin d’évaluer son état respiratoire, mais aussi tout au long de son hospitalisation afin de détecter de manière précoce une potentielle acidose générée pendant la phase hypermétabolique.
De nombreux marqueurs biochimiques de dommage aux organes peuvent présenter des niveaux anormaux en fonction de l’étendue du dommage, notamment mais non limité à l’ALT, l’AST, la GGT, la phosphatase alcaline, l’urée, la CRP, la créatinine, la créatine kinase, l’ammoniac, les troponines et les peptides natriurétiques ^31-38. Un point important à conserver à l’esprit est l’existence d’une interférence spectrale courante chez le patient grand brulé. Effectivement, les victimes intoxiquées au cyanure par la fumée d’incendie sont typiquement traitées à l’hydroxycobalamine (Cyanokit®) à leur admission. Cet antidote confère cependant au plasma prélevé du patient une teinte bleutée qui peut interférer dans le dosage spectrophotométrique de nombreuses analyses telles que la créatinine et l’AST. Il importe donc d’être à l’affut de la couleur atypique que confère au plasma cet agent et d’en tenir compte dans l’interprétation des résultats.
Du coté endocrinien, d’importantes fluctuations sont courantes sur l’ensemble du spectre hormonal. La sécrétion d’insuline sera fortement inhibée et celle du glucagon augmentée afin de permettre au corps de palier à la consommation accrue d’énergie par l’organisme³⁹. L’hyperglycémie et la résistance à l’insuline sont d’ailleurs souvent présentes et bien documentées dans la littérature^40-42. Une diminution des hormones thyroïdienne et des hormones sexuelles est aussi fréquente, mais pour des raisons moins comprises à ce jour. Les niveaux des différentes hormones de stress (catécholamines, ACTH et cortisol) ainsi que de l’hormone antidiurétique augmentent presque systématiquement bien au-delà des valeurs de référence^{43, 44}. Ces perturbations endocriniennes, de pair avec le reprogrammation cellulaire à l’origine du catabolisme des tissus musculaires et adipeux, sont responsables en bonne partie de l’apparition du phénomène d’hypermétabolisme qui s’installe à long terme⁴⁵. Finalement, l’augmentation des catécholamines induit notamment une tachycardie et une arythmie qui peut perdurer pendant plusieurs années⁴⁶.
À la formule sanguine complète, on observe couramment une diminution importante de la concentration des globules rouges et des plaquettes⁴⁷. Cette diminution témoigne des pertes sanguines du patient via ses plaies, mais il est aussi possible que celles-ci soient dissimulées par une hémoconcentration secondaire à la perte volémique concomitante. À l’opposé, une augmentation significative des globules blancs est typique la première semaine et reflète la réponse immunitaire du corps à la perte d’une portion de sa barrière naturelle. Les niveaux de globules blancs diminuent cependant rapidement alors que s’installe l’immunosuppression. Il est à noter que ces observations ne sont cependant pas constantes chez tous les patients, et des études supplémentaires seront nécessaires afin de mieux comprendre en détail les mécanismes à leur origine⁴⁸. Du côté de l’hémostase, l’INR ainsi que le temps de céphaline activée sont significativement plus élevés en raison de la perte d’une quantité importante de protéines de coagulation, dont les plaquettes⁴⁹. Pour cette raison, le plasma est préféré au sérum d’emblée pour toutes les analyses de laboratoire.

Un marqueur pronostic en émergence : La protéine C

Typiquement, la prise en charge et le suivi des grands brûlés repose principalement sur l’aspect clinique. Les tests de laboratoires permettent d’effectuer un suivi sur les systèmes affectés de manière collatérale, tels que la procalcitonine dans la surveillance du sepsis, mais pas sur l’étendue du dommage en lui-même et la survie globale du patient^{18, 50}. Parmi les tentatives d’identifier un tel marqueur, il a été suggéré notamment que la méthémoglobine puisse être utile dans l’évaluation de la viabilité tissulaire⁵¹. L’adoption de ces tests en pratique reste malheureusement marginale. Plusieurs groupes de recherche ont cependant récemment rapporté l’utilité de la protéine C comme biomarqueur prometteur qui corrèle bien avec la sévérité de la brûlure ainsi qu’avec le pronostic du patient^52-54.
Celle-ci est une enzyme synthétisée par le foie impliquée dans la régulation de la coagulation et de l’inflammation. Plus spécifiquement, celle-ci est activée par la thrombine et, dans un mécanisme dépendant de la protéine S et de la vitamine K, clive les facteurs de coagulation V_a et VIIIa, mettant un frein au processus. Il a cependant été démontré que les niveaux sériques de protéines C corrèlent aussi avec la capacité de guérir les plaies ou encore de la présence de celles-ci chez le diabétique lorsque son taux est bas⁵⁵. Des expériences ont démontré chez le rat que l’administration rapide de cette protéine permet de sauver la zone de stase de la nécrose de manière significative⁵⁴.
Une récente étude Australienne se basant sur une cohorte de 86 patients s’est intéressée à la corrélation entre les niveaux de protéine C et l’issue clinique de patients admis à l’unité des grands brûlés. Cette issue était définie notamment par le nombre de chirurgies requises, la quantité de liquide administrée par perfusion et le nombre de jours passés aux soins intensifs⁵³. Les résultats suggèrent que l’utilisation de ce biomarqueur permet de prédire avec une sensibilité et une spécificité accrue le pronostic du patient et le besoin de recourir à un traitement intensif si les niveaux de celui-ci sont bas.

Conclusion

Plus souvent qu’autrement, cette mutilation sévère et débilitante confronte le clinicien à un rapport de laboratoire de nature invraisemblable. Le laboratoire clinique possède un rôle clé dans l’évaluation des brûlures sévères et sera sans aucun doute d’avantage sollicité dans le futur. Notre compréhension de ces résultats de nature parfois extrême est indispensable pour assister le médecin traitant dans sa démarche et agir adéquatement, mais surtout, afin ne pas se faire prendre à brûle-pourpoint!

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