Au-delà de la pression artérielle moyenne : faut-il intégrer la perfusion tissulaire et la pression critique de fermeture dans l’analyse hémodynamique du sepsis ?

Question évaluée : 

La pression artérielle moyenne (PAM) sous-estime-t-elle la complexité hémodynamique du sepsis ? La pression critique de fermeture « vasculaire » (Pcc, critical closing pressure) et la pression de perfusion tissulaire (PPT= PAM-Pcc) apportent-elles une information pronostique complémentaire pour prédire la mortalité et la survenue d’une insuffisance rénale aiguë (IRA) chez les patients septiques ?

Qu’est-ce que la pression critique de fermeture ? 

La pression critique de fermeture (Pcc) correspond à la pression (d’ouverture ou de fermeture) à l’entrée du tissu en dessous laquelle, les capillaires se ferment/ouvrent ; elle se comporte comme une résistance de Starling et reflète le tonus vasomoteur artériolaire. À partir de ce principe, et par analogie avec le concept de cascade vasculaire (vascular waterfall), un cadre parallèle a été développé : la pression réellement disponible pour perfuser le tissu ne serait plus la PAM, mais le gradient PAM - Pcc, qui définit la PPT. 

Type d’étude :

Étude de cohorte rétrospective multicentrique réalisée en Chine à partir de trois bases de données indépendantes (deux cohortes de dérivation et une cohorte de validation externe) (NCT06657196).

Population étudiée

Au total, 6 769 patients adultes admis en réanimation pour sepsis entre août 2013 et octobre 2022 ont été inclus : cohorte SEPSIS-EDT (n = 2 070) et Peking Union Medical College Hospital (n = 4 699). Une validation externe a été réalisée sur 17 168 patients de la base MIMIC-IV. L’âge moyen était de 61 ans, 61 % des patients étaient des hommes, le score SOFA moyen de 7 et 52 % recevaient des vasopresseurs. La mortalité en réanimation était de 26,4 % et la mortalité hospitalière de 34,6 %, avec une incidence d’IRA de 25,9%.

Méthode :

La Pcc était estimée par régression linéaire entre la PAM horaire et le produit fréquence cardiaque × pression pulsée (FC × PP), utilisé comme approximation indirecte du débit cardiaque. La pression de perfusion tissulaire était définie PPT = PAM - Pcc. Quatre groupes ont été définis selon les seuils optimaux déterminés par l’indice de Youden (Pcc : 42 mmHg ; PPT : 38 mmHg) : PPT basse / Pcc basse ; PPT basse / Pcc élevée ; PPT élevée / Pcc basse ; PPT élevée / Pcc élevée. Les critères de jugement étaient la mortalité en réanimation, la mortalité hospitalière et la survenue d’IRA. 

Les analyses statistiques comprenaient double stratification, splines cubiques restreintes, et régression logistique multivariée hiérarchique (modèles ajustés sur âge, sexe, IMC, PAM, SOFA, APACHE II, comorbidités, année d’inclusion).

Résultats essentiels : 

La mortalité en réanimation était maximale dans le groupe PPT basse / Pcc basse (35,1 %) comparativement au groupe PPT élevée / Pcc élevée (20,1 %), soit une différence absolue de risque de 15,0 % (IC95 % : 10,2-19,8). Le même profil était observé pour la mortalité hospitalière et la survenue d’IRA.

Après ajustement sur la PAM, la relation entre Pcc, PPT et complications (mortalité et IRA) suivait une relation en U, suggérant l’existence d’une zone d’équilibre hémodynamique située entre un état de sous-perfusion (PAM et PPT basses) et un état de vasoconstriction excessive caractérisé par une Pcc élevée associée à une PPT basse. Les odds-ratios ajustés du groupe PPT basse / Pcc basse versus PPT élevée / Pcc élevée restaient significatifs dans l’ensemble des modèles (OR 1,42-2,15 ; P ≤ 0,048).

Dans la cohorte de validation externe MIMIC-IV, la relation en U persistait, mais avec des seuils différents suggérant une robustesse du profil physiopathologique malgré une variabilité des seuils absolus selon les populations. Dans une analyse de sous-groupe incluant la pression systémique moyenne (Psm) et l’évaluation du phénomène de vascular waterfall (n = 1 536), la pression motrice du waterfall (Pcc - Psm) augmentait avec la Pcc tandis que la Psm restait globalement stable, suggérant que la Pcc constitue le principal déterminant du gradient de waterfall.

Commentaires : 

Cette étude est la plus large à ce jour à évaluer la perfusion tissulaire sous l’angle combiné de la PAM et des pressions critiques de perfusion. Elle prolonge les travaux d’Andrei et al. [1] et de Chandrasekhar et al. [2], qui suggéraient déjà que la PAM est nécessaire mais insuffisante pour caractériser la perfusion tissulaire. Deux patients à PAM identique peuvent présenter des configurations hémodynamiques différentes selon leur Pcc et leur PPT, avec des pronostics opposés, notamment sous vasopresseurs qui modifient ces relations. Au-delà de la PAM, un faible gradient de perfusion apparaît associé à une mortalité et un risque accru d’IRA.

Le résultat le plus intéressant est la relation en U observée pour la mortalité et l’IRA après ajustement sur la PAM : à PAM constante, une augmentation excessive de la Pcc s’accompagne d’une diminution miroir de la PPT et d’une dégradation pronostique. Cette signature pourrait correspondre à un excès de vasoconstriction artériolaire compromettant la perfusion tissulaire malgré une PAM « dans la cible », et expliquerait les résultats négatifs des essais sur la PAM [3, 4].

L’apport pragmatique majeur réside dans la méthode d’estimation de la Pcc à partir de données monitorées horaires. Contrairement aux méthodes de référence reposant sur des manœuvres ventilatoires [5] ou un monitorage battement-à-battement [2], elle ne nécessite aucune manœuvre ou dispositif. Les valeurs obtenues (Pcc 45 ± 12 mmHg) sont proches de celles rapportées par Maas et al. (46 ± 11 mmHg) [5], et un sous-protocole prospectif (n = 17) a montré une bonne concordance entre l’estimation sur 3 heures et celle sur 5 minutes (R² = 0,84).

Les implications thérapeutiques sont renforcées par les travaux expérimentaux de Du et al.[6] : l’esmolol restaure le vascular waterfall après endotoxémie et améliore la perfusion rénale. Restaurer la Pcc sans effondrer la PPT pourrait ainsi devenir un objectif physiologique pertinent.

Points forts : 

• Cohorte large multicentrique avec validation externe indépendante dans des contextes géographiques différents (Chine et États-Unis).

• Démonstration statistique avancée que Pcc et PPT apportent une information pronostique indépendante de la PAM.

• Cohérence interne importante : mêmes associations observées pour la mortalité en réanimation, hospitalière et l’IRA.

• Méthode reproductible, code open source disponible, sans nécessité de monitorage invasif supplémentaire.

• Validation prospective séparée de la méthode d’estimation (3 h versus 5 min).

Points faibles :

• Nature rétrospective de l’étude avec environ 38 % de données hémodynamiques manquantes, nécessitant une imputation.

• Débit cardiaque estimé par FC × PP (formule de Liljestrand-Zander), fortement influencé par la compliance artérielle [7].

• Seuils de Pcc et PPT définis a posteriori par indice de Youden (risque d’overfitting) : ils varient sensiblement selon la méthode d’estimation du débit cardiaque (47/51 mmHg avec Liljestrand-Zander) et selon la population (38/33 mmHg dans MIMIC-IV), limitant leur transposabilité.

• Analyse basée sur des fenêtres glissantes de 3 heures, limitant l’évaluation en temps réel des modifications induites par les vasopresseurs.

• Utilisation de la créatinine de J1 comme valeur de référence.

• Absence de données interventionnelles, interdisant toute conclusion causale ou recommandation thérapeutique directe.

Implications et conclusions : 

Wang et al. apportent une base physiopathologique à un changement de paradigme : la PAM seule serait insuffisante et il existe probablement une zone d’équilibre entre PAM, Pcc et PPT qu’aucun seuil tensionnel isolé ne peut identifier. L’intégration de la Pcc dans notre réflexion quotidienne nécessite encore une validation prospective de méthode de mesure en temps réel, mais une approche clinique pragmatique pourrait déjà s’appuyer sur le temps de recoloration cutanée (TRC) qui pourrait être un marqueur clinique indirect [8].  

Références citées dans le texte :

1. Andrei S, Bar S, Nguyen M, Bouhemad B, Guinot PG. Effect of norepinephrine on the vascular waterfall and tissue perfusion in vasoplegic hypotensive patients: a prospective, observational, applied physiology study in cardiac surgery. Intensive Care Med Exp 2023;11:52.

2. Chandrasekhar A, Padros-Valls R, Pallares-Lopez R, et al. Tissue perfusion pressure enables continuous hemodynamic evaluation and risk prediction in the intensive care unit. Nat Med 2023;29:1998-2006.

3. Asfar P, Meziani F, Hamel JF, et al.; SEPSISPAM Investigators. High versus low blood-pressure target in patients with septic shock. N Engl J Med 2014;370:1583-1593.

4. Lamontagne F, Richards-Belle A, Thomas K, et al.; 65 trial investigators. Effect of reduced exposure to vasopressors on 90-day mortality in older critically ill patients with vasodilatory hypotension: a randomized clinical trial. JAMA 2020;323:938-949.

5. Maas JJ, de Wilde RB, Aarts LP, Pinsky MR, Jansen JR. Determination of vascular waterfall phenomenon by bedside measurement of mean systemic filling pressure and critical closing pressure in the intensive care unit. Anesth Analg 2012;114:803–810.

6. Du W, Liu D, Long Y, Wang X. The beta-blocker esmolol restores the vascular waterfall phenomenon after acute endotoxemia. Crit Care Med 2017;45:e1247-e1253.

7. Putowski Z, Teboul JL, Castro R, et al. Can we reliably use pulse pressure as a surrogate for stroke volume? Physiological background and potential clinical implications for shock resuscitation. Crit Care 2025;29:249.

8. Hernandez G, Ospina-Tascón GA, Kattan E, et al.; ANDROMEDA-SHOCK-2 Investigators. Personalized Hemodynamic Resuscitation Targeting Capillary Refill Time in Early Septic Shock: The ANDROMEDA-SHOCK-2 Randomized Clinical Trial. JAMA 2025;Oct 29:e2520402. doi:10.1001/jama.2025.20402.