Besoins énergétiques et nutrition du brûlé

Introduction

Parmi les états d’agression, la brûlure grave est celle qui entraîne les plus grandes altérations métaboliques [1, 2]. La détermination de la gravité d’une brûlure se fait en prenant en compte de nombreux facteurs, dont le principal est l’étendue de la brûlure ; interviennent aussi la profondeur, l’âge, les lésions associées, la localisation, etc. [3]
La brûlure-agression induit un état d’hyper catabolisme majeur marqué par une dépense énergétique et des pertes azotées importantes. Elle expose le brûlé à une dénutrition majeure, dont la correction est essentielle du fait de sa relation avec la cicatrisation et l’état immunitaire. L’objectif de la nutrition est double : d’une part, couvrir les besoins énergétiques et les pertes estimées pour limiter le catabolisme protéique, éviter la dénutrition et les carences en micronutriments ; d’autre part, tenter d’interférer avec la réponse métabolique à l’agression pour en diminuer la gravité et la durée [1, 4].

La connaissance de la physiopathologie de cette phase hypercatabolique, des besoins nutritionnels et des modalités pratiques d’apport est nécessaire à une bonne prise en charge nutritionnelle, élément essentiel de la thérapeutique du brulé grave.

I. Physiopathologie

La brûlure, lorsqu’elle est étendue, entraîne de profonds déséquilibres de l’homéostasie qui peuvent mettre la vie du patient en danger. Les déséquilibres sont d’autant plus graves et précoces que la lésion cutanée est plus étendue. Ils persistent d’autant plus longtemps et exposent ainsi à des complications d’autant plus nombreuses que la brûlure est plus profonde. En pratique la brûlure est considérée grave pour les brûlures du 2ème ou du 3ème degré dont la surface dépasse 10-20% [4, 5]. L’évolution de la réponse à l’agression suit la même séquence quelle que soit l’agression :

1- Ebb phase (0 à 48 h)
– Mobilisation des réserves
– Sidération des métabolismes

2- Flow phase (catabolisme)

3- Convalescence (anabolisme), qui ne sera pas décrite ici.

Phase initiale : choc du brûlé

La physiopathologie de la brûlure grave pendant les 48ères heures est caractérisée par des perturbations hydro-électrolytiques : fuite plasmatique massive et brutale entrainant une hypovolémie et risque de choc. Les mécanismes de ces perturbations sont [3] :
– Libération de médiateurs de l’inflammation : La dénaturation des
protéines par la chaleur entraîne une activation du complément avec libération d’histamine, de kinines, de prostaglandines, de cytokines (TNF, IL1, 1L6) et de produits oxydants (NO).
– Vasodilatation et hyperperméabilité de l’endothélium capillaire : ces effets vasculaires sont secondaires à la libération des médiateurs de l’inflammation.
– Plasmorragie : conséquence de ces modifications, concerne initialement l’albumine et provoque ainsi une diminution de la pression oncotique, et donc fuite associée d’eau et d’électrolytes.
– Formation des oedèmes : par accumulation dans l’interstitium de plasma et d’eau [3, 6].

Phase hyper catabolique

Les brûlures étendues entraînent un hypercatabolisme considérable pouvant multiplier par plus de deux les besoins caloriques normaux. Faisant suite à la phase initiale, les mécanismes engendrant cet hypermétabolisme sont principalement humoraux [6, 7].

Production et libération de médiateurs de l’inflammation : caractéristique de la première phase, elle se poursuit pendant plusieurs jours à partir de la brûlure : cytokines (interleukine 6), radicaux libres, prostaglandines. Leur synthèse et la cascade de réactions qu’elles entrainent participent à l’augmentation de la dépense énergétique.

Pertes de chaleur en relation avec la perte de l’isolant cutané et l’évaporation à la surface de la brûlure : 1g d’eau évaporée coûte 1 cal.

Sécrétion massive d’hormones calorigènes en réponse au stress : catécholamines, glucagon, cortisol. L’action de ces hormones cataboliques est renforcée par l’existence fréquente d’une résistance à l’insuline. La conséquence de cette réaction hormonale est un accroissement des dépenses énergétiques. Ces besoins sont couverts par le glucose synthétisé dans la voie de la néoglucogenèse laquelle fait largement appel aux acides aminés, donc au catabolisme azoté. Les pertes azotées peuvent atteindre jusqu’à 40 g/jour (équivalent à plus
de 300 g de protéines ou 1,5 kg de masse musculaire/jour) [8, 9, 10].

Les complications infectieuses, principale cause de mortalité et de morbidité chez les grands brûlés, sont favorisées par la dénutrition qui affecte l’état immunitaire. Elles participent aussi à l’hypercatabolisme par la fièvre (1°C coûte 500 Kcal/jour) et la cascade inflammatoire qu’elles génèrent ou entretiennent. Elles sont dues à la rupture de la barrière cutanée (importance du recouvrement cutané), à la translocation bactérienne au niveau du tube digestif, et à la dépression immunitaire marquée constante chez tous les grands brûlés. Cette dépression immunitaire, humorale et cellulaire, est en relation avec les effets suppresseurs de certains médiateurs de la réaction inflammatoire systémique et à la dénutrition [4, 11].

II. Besoins et apports nutritionnels

Besoins énergétiques

Les besoins caloriques peuvent être calculés à l’aide de formules estimant les dépenses métaboliques corrigées d’un facteur prenant en compte l’importance de la brûlure [1, 4, 12]

Formule de Harris et Benedict du métabolisme de base :
– Homme : 66,47 + 13,75 x Poids + 5 H Ŕ 6,76 A
– Femme : 655,5 + 9,56 x P + 1,85 H Ŕ 4,68 A
Avec P = poids (kg), H = taille (cm) A = âge (années)

Il faut multiplier la valeur du métabolisme de base par un facteur 1,5 à 2,1 selon la gravité de la brûlure.

Formule de Curreri :

Besoins = 25 Kcal/Kg + 40 Kcal/% de surface brûlée

Ces formules donnent une estimation très approximative (elles ne prennent pas en compte des critères comme la profondeur de la brulure ou l’existence d’une infection) et souvent exagérée (pouvant atteindre 50 Kcal/Kg/jour).
La mesure des dépenses énergétiques par calorimétrie est plus précise mais peu accessible. Les techniques de calorimétrie indirecte peuvent parfois être utilisées, en particulier lors de périodes de nutrition artificielle prolongées [13, 14].

Apports énergétiques

Les apports doivent couvrir les besoins estimés ou mesurés [1].

Un apport exclusif sous forme de glucides présente l’inconvénient d’entraîner une hyperventilation, et du fait de l’intolérance au glucose du patient agressé, une hyperglycémie et une glycosurie. L’apport de glucose sera augmenté progressivement jusqu’à un niveau de l’ordre de 5 mg/Kg/min, sans dépasser 6,8 mg/Kg/min, seuil à partir duquel on observe une lipogenèse nette et un risque de stéatose hépatique ; il doit représenter 75 à 80% desapports énergétiques. Une insulinothérapie doit être associée pour maintenir une glycémie inférieure à 10-12 mmol/l [15].

L’apport lipidique doit rester modéré chez le brûlé, de l’ordre de 20% - 25% des calories : il est démontré qu’un apport de 35% augmente la morbidité infectieuse. Il doit être composé d’un mélange à parts égales de triglycérides à chaînes longues (TCL) et à chaines moyennes (TCM) afin de compenser le déficit en carnitine [16, 17].
L’apport protidique vise à couvrir les besoins azotés, il n’est pas pris en compte dans les apports énergétiques.

Besoins et apports azotés

Les pertes azotées peuvent être calculées par la formule de Lee Hartley [18] :

N = urée urinaire (g/l) x 0,006 x 1,2

----------------------------------------

2,14

(urée en mmol /24 h x 0,036) ou (urée en mmol/ 24 h x 0,028) + 4
Les besoins et les apports azotés doivent être de l’ordre de 0,40 g/Kg/j. Il faut respecter un rapport calorico-azoté compris entre 10 et 125 Kcal/g de N. L’apport azoté doit être effectué sous forme de protéines entières puisqu’il a été montré qu’un régime formé de peptides ou d’acides aminés n’offre pas d’avantage particulier chez le brûlé [1, 19, 20, 21].

Besoins et apports en micronutriments

Oligo-éléments : les besoins du brulé sont très importants du fait des pertes par les zones brulées, de la séquestration dans les tissus et de l’exacerbation du métabolisme : le patient est en situation de carence en oligo-éléments. Leur apport doit donc faire l’objet d’un soin minutieux, en particulier pour ceux ayant un rôle essentiel dans la cicatrisation et les fonctions immunitaires : zinc, cuivre et le sélénium. Les niveaux d’apports souhaitables, en partie déterminés empiriquement, sont indiqués dans le tableau I [1, 22].
Vitamines : des apports importants en certaines vitamines sont justifiés chez le brûlé en raison de leurs propriétés : vitamine C (lutte contre le stress oxydant, maintien de la fonction immunitaire) vitamine B 1, B6, B 12 (participation à la cicatrisation), vitamine E (lutte contre le stress oxydant) vitamine A (lutte contre l’ulcère de stress) [1, 22]. Les apports recommandés en vitamines et oligéléments sont résumés dans le tableau I [23]

III. Techniques d’apport

Voies d’alimentation
La nutrition artificielle est indiquée chez le brulé grave, l’alimentation orale ne pouvant permettre de couvrir les besoins ou étant impossible (brûlure faciale, trachéotomie, lésion d’inhalation, etc.) [1, 5].
La voie entérale (NE) doit être privilégiée. La nutrition parentérale (NP) peut être indiquée dans les rares situations où le tube digestif n’est pas fonctionnel (brûlure caustique), ou en complément pour atteindre les objectifs d’apports fixés. Elle ne sera pas abordée dans cette revue.
La NE est en règle naso-gastrique. Elle présente de nombreux avantages par rapport à la nutrition parentérale (NP) [24, 25] :
– Elle maintient la trophicité du tractus gastrointestinal et protège de l’ulcère de stress et de la translocation bactérienne.
– Elle permet d’apporter des nutriments sous une forme plus physiologique, limitant les carences.
– Elle est moins iatrogénique que la NP : non invasive, elle limite le risque d’infection.
– Elle est moins coûteuse [26, 27].
La NE doit être précoce, dans les 6 heures suivant la brûlure : ceci permet de diminuer la réponse catabolique, limiter la translocation intestinale des bactéries et protéger l’intestin de l’hypotrophie.

Aspects qualitatifs

Les études récentes ont mis en évidence l’importance de certains nutriments dans le devenir du brulé : ils possèdent des propriétés régulatrices sur le turn-over protéique, le statut immunitaire et la fonctionnalité intestinale [11, 28].

Acides aminés à chaîne ramifiée (AACR) :

la leucine stimule les synthèses protéiques hépatiques et musculaires et inhibe la protéolyse. Ainsi, chez le rat brûlé, l’apport d’un régime enrichi en AACR stimule les synthèses protéiques musculaires et hépatiques [19, 29].

Glutamine (GLN) :

l’hypercatabolisme s’accompagne d’une déplétion sévère des pools de glutamine. L’enrichissement en GLN de la nutrition améliore le bilan azoté, augmente la synthèse protéique et diminue la protéolyse musculaire, maintient l’intégrité intestinale et diminue 1a translocation bactérienne [30, 31, 32].

Arginine (ARG) :

lors de la brûlure, les besoins en ARG augmentent et les capacités de synthèse de novo sont insuffisantes pour les couvrir. L’ARG exerce de puissantes activités régulatrices sur l’immunité et le métabolisme protéique. Ces propriétés sont en rapport avec son métabolisme en monoxyde d’azote (NO) et en polyamines aliphatiques, et avec son aptitude à stimuler la sécrétion d’hormone de croissance (GH) [33, 34].

α-cétoglutarate d’ornithiue (ACO) :

chez le brûlé, l’ACO diminue le catabolisme protéique musculaire et intestinal et stimule la protéosynthèse hépatique ; il renforce l’immunité [31].

Acides gras de la lignée -3 (AG-3) :

Les AGn-3 possèdent une action anti-inflammatoire. Le rapport AG-6/AG3 est déterminant sur les propriétés des AG-3 chez le brulé : lorsqu’il est optimum (10% de l’apport calorique total en huile de poisson, riche en AG-3), on observe une diminution de la perte de poids et du niveau des dépenses énergétiques, ainsi qu’un accroissement de la réponse immunitaire à médiation cellulaire [16, 17, 35].

Régimes à propriétés immunomodulatrices :

immune enhancing diet (IED) On ajoute au mélange de NE par ailleurs équilibré de véritables cocktails de pharmaconutriments : GLN, ARG, AG-3, ARN, cystéine, sélénium, zinc, chrome, vitamine A etc.). Leur intérêt est démontré chez le malade de réanimation, mais reste discuté chez le brulé [11, 28].

Apports d’hormones

L’importance du catabolisme protéique chez le brûlé a conduit à supposer que les hormones anabolisantes pourraient être bénéfiques [1].
L’hormone de croissance (GH), même en l’absence de déficit prouvé, stimule les synthèses protéiques et favorise la cicatrisation chez l’enfant brulé. L’administration d’IGF-1, second médiateur de la GH, conduit aux mêmes résultats en présentant l’avantage de ne pas être hyperglycémiante. L’administration conjointe de GH et d’IGF-1 aurait des effets synergiques. Cependant, une étude récente montre que la GH pourrait induire une surmortalité chez le patient de réanimation, et la prudence s’impose [9, 38,].
La littérature propose également l’utilisation d’agonistes -adrénergiques (type clenbutérol) et de dérivés de la testostérone (type oxandrolone) afin de stimuler le gain de masse musculaire [39].

Aspects pratiques

Site d’administration et type de sonde :

La nutrition par sonde naso (ou oro) gastrique doit être préférée tant qu’elle est possible. Les gastrostomies ou jéjunostomies nécessitent des actes chirurgicaux (risque iatrogène) et sont moins bien acceptées par les patients ; leur effet sur la limitation du risque de régurgitation et d’inhalation n’est pas établi. La position proclive à 45° est optimale.

La tolérance des sondes de petit calibre (8 à 12F), en silicone ou polyuréthane est meilleure. La qualité des soins est importante pour la tolérance [5, 12].

Mode et débit d’administration :

L’alimentation est débutée dès l’admission, à un débit de l’ordre de 25 ml/h augmenté progressivement selon la tolérance jusqu’au niveau de couverture des besoins. Les débits continus sur 24 heures sont souvent indispensables pour couvrir les besoins ; les débits intermittents ne présentent pas d’avantages particuliers. . L’utilisation d’une pompe est préférable aux administrations par gravité ou à la seringue. Les pompes réfrigérées ne sont pas nécessaires chez l’adulte ; elles sont recommandées chez l’enfant et en cas d’utilisation d’aliments artisanaux ou reconstitués [40].

Type de nutriments :

seules les préparations commerciales devraient être utilisées. On dispose de solutés :

polymériques, les moins chers, correspondant à une diète standard. Ils contiennent tous des électrolytes, des vitamines et des oligo-éléments. La composition en substrats énergétiques correspond aux recommandations pour l’homme sain. Ces solutés peuvent être isocaloriques (1 kcal·mL-1), hyperénergétiques (> 1,2 kcal·mL-1) et/ou hyperprotidiques (> 19 % d’apport azoté). Le choix et la quantité quotidienne à administrer sont déterminés selon les besoins à couvrir, les besoins de base étant couverts par 1500 ml d’une solution isocalorique.

Semi-élémentaires contiennent des peptides au lieu de protéines entières. Leur utilisation pas justifiée.

immun modulateurs  : sont des préparations destinées à l’IED (voir supra). Ils contiennent en plus des nutriments des solutés polymériques, les substances immunomudulatrices (arginine, glutamine, taurine, acides gras n-3, vitamines A, E, C, Beta carotène, sélénium). Leur coût est élevé (5 fois plus cher), leur efficacité encore discutée.

L’hygiène doit être rigoureuse et l’asepsie respectée lors de l’administration et des soins sur le dispositif de NE.

Complications

Les principales complications de la NE chez le brûlé sont digestives et pulmonaires [1,12, 40]. :
– L’intolérance digestive est la principale complication de la NE ; traduction du dysfonctionnement intestinal elle se manifeste par une augmentation du volume du résidu gastrique, des régurgitations, des vomissements. Elle est souvent associée au sepsis. Elle peut conduire à l’interruption de la NE, ou justifier la prescription de prokinétiques (érythromycine, métoclopramide, cisapride).
– La diarrhée est fréquente chez les patients en NE (20 à 50%). Les causes sont : carence en zinc, déséquilibre de la flore bactérienne, antibiothérapie, Clostridium difficile, hypoalbuminémie sévère (< 20 g·L-1), état de choc mais aussi débit trop rapide ou administration en bolus, contamination du soluté.
– La distension abdominale, de mauvais pronostic.
– Les pneumopathies : la NE est un facteur de risque majeure de pneumopathie d’inhalation, complication grave associée à un taux de mortalité élevé. La prévention consiste à mettre le patient en proclive, surveiller et traiter l’intolérance digestive et éviter la colonisation bactérienne gastrique (hygiène et asepsie).

IV. Surveillance et évaluation de l’efficacité des apports

Evaluation clinique

La surveillance clinique porte sur la tolérance, les risques liés à la nutrition (NE) et son efficacité.
La surveillance clinique de la tolérance de la NE s’inscrit dans la surveillance générale du brûlé grave. Elle doit être attentive, régulière et pluriquotidienne, par l’évaluation de : troubles du transit, volume de l’abdomen, position de la sonde, mesure du résidu gastrique, recherche de pneumopathies [37].

L’efficacité des apports est appréciée par l’état nutritionnel. La dénutrition se traduit par une cicatrisation retardée ou de mauvaise qualité, l’amaigrissement, la fatigue et la fatigabilité. L’évaluation quantitative est faite par les mesures anthropométriques et biophysiques : le poids, l’indice de masse corporelle (IMC =poids/taille2), la circonférence brachiale n’ont pas de valeur en phase initiale en raison de l’inflation hydrique et de modifications de l’état d’hydratation du secteur interstitiel. Ultérieurement, bien que peu sensibles, ces mesures, en particulier l’IMC, doivent être pratiquées régulièrement. Les mesures biophysiques, type impédancemétrie, ne sont pas validées chez le brûlé [1, 5, 13, 40].

Surveillance biologique [37]

Surveillance générale : glycémie, statut hydro-électrolytique, fonctions rénale et hépatique, hémogramme, etc.

Bilan d’azote

C’est la différence entre les apports et les pertes d’azote (N). En l’absence d’insuffisance rénale, il
est le meilleur critère d’efficacité du support nutritionnel.

En pratique les pertes sont mesurées dans les urines : 80 à 85% de l’azote urinaire (N Ur) sont constitués d’urée. On peut facilement extrapoler l’N Ur à partir du dosage de l’urée Ur :

N Ur = ((urée Ur x 0.08) / 2.14) + 4g
Où 0,08 est le facteur de transformation en gll de l’urée dosée en mmol/l et 2,14 est le facteur de correction pour tenir compte de la quantité de N dans l’urée : 4 g est la quantité N Ur non uréique (ammoniaque, créatinine, acide urique, etc.)

Pour prendre en compte les autres pertes physiologiques (fèces, cheveux etc.) et l’exsudation au niveau de la brûlure on applique des corrections selon la formule :

Pertes azotées corporelles = pertes N urinaires + 8 mg/Kg poids + 0,2 g N/% de SCB durant les dix premiers jours.

Dans les brulures très sévères (SCB > 50%) ou compliquées de sepsis, l’acidose métabolique entraine une surproduction d’ammoniac. Il est alors préférable, si possible, de doser directement l’N Ur total.

Protéines marqueurs de l’état nutritionnel

L’albumine (ALB), la transthyrétine (TTR, ou pré-albumine) et la retinol binding protein (RBP) sont de bons marqueurs de l’état nutritionnel dans les situations de dénutrition aiguë.
En situation d’agression, en particulier chez le brûlé, les médiateurs de l’inflammation (cytokines) inhibent leur synthèse hépatique et les importantes variations de volume de distribution modifient leur demi-vie, réduisant leur fiabilité.
En pratique on évalue l’état nutritionnel par les dosages répétés de la CRP et de la TTR. Ces protéines ont une excellente valeur pronostique de morbidité (retard de cicatrisation, infection) et de mortalité.

Méthylhistidine (3 MH) urinaire

La quantité de la 3-MH excrétée dans les urines est un excellent reflet de la protéolyse musculaire. Afin de tenir compte de la masse musculaire, elle doit être exprimée sous forme du rapport 3-MH/créatinine urinaire. C’est un bon indicateur de l’hypercatabolisme protéique et de l’efficacité du support nutritionnel.La qualité de la nutrition du brulé grave nécessite que les apports soient adaptés au niveau des critères de surveillance, en fonction des objectifs thérapeutiques. Le processus, au mieux, est consigné dans des protocoles de nutrition, élaborés en associant toute l’équipe de soins, dans une démarche de type assurance qualité [40].

Conclusion

La brûlure grave réalise un état d’hypercatabolisme sévère, dont l’étude a permis des progrès importants dans la connaissance des états d’agression. Fondés sur une meilleure compréhension de la physiopathologie de la phase hypercatabolique et l’estimation précise des besoins quantitatifs et qualitatifs, les apports nutritionnels se font par NE précoce. Les travaux récents ont permis de préciser l’importance des oligo-éléments et des vitamines ; l’intérêt des apports de pharmaconutriments et des hormones anabolisantes reste discuté.

L’efficacité de la nutrition doit être évaluée par la surveillance attentive, clinique et biologique, du statut nutritionnel du patient, dans une démarche d’assurance qualité.

L’état nutritionnel influence considérablement le pronostic de la brûlure. Même dans un contexte de précarité médicale, il est essentiel d’accorder au traitement nutritionnel une attention particulière dans la prise en charge des brulés graves.

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