Quand l’hypermétabolisme est associé à la perte musculaire : l’éclairage de la calorimétrie indirecte.

Question évaluée :

La calorimétrie indirecte permet-elle de prédire, via l’évaluation du métabolisme énergétique, la perte musculaire en réanimation ?

Type d’étude :

Etude observationnelle rétrospective monocentrique menée au centre hospitalier universitaire de Carl Gustav Carus, à Dresde en Allemagne.

Population étudiée :

Critères d’inclusion :

• Age ≥ 18 ans

• Durée de séjour en réanimation supérieur ou égal à 7 jours

• FiO₂ ≤ 70% en ventilation mécanique

• Avoir eu au moins deux mesures de calorimétrie indirecte à une semaine d’intervalle au minimum, et avoir réalisé un scanner abdominal au cours de la même semaine que la réalisation de la mesure

Méthode :

Les patients étaient inclus rétrospectivement sur la base de la réalisation de plusieurs mesures de calorimétrie indirecte et la réalisation de scanners abdominaux concomitants, sur la période de juillet 2019 à mars 2021.

Les mesures de calorimétrie indirecte étaient réalisées après une période de repos de 20 minutes, suivie d’une phase de stabilisation et de calibration de 5 minutes, non prise en compte dans l’analyse. À partir de la consommation d’oxygène (VO₂) et de la production de CO₂ expiré (VCO₂), l’appareil estimait la dépense énergétique de repos mesurée (mREE, measured Resting Energy Expenditure), exprimée en kcal/jour. Cette valeur était ensuite rapportée au poids corporel afin de calculer la dépense énergétique normalisée au poids (nREE, en kcal/kg/jour).

Parallèlement, une dépense énergétique théorique prédite (pREE, predicted Resting Energy Expenditure) était calculée à l’aide de l’équation de Harris–Benedict révisée par Roza et Shizgal (1), permettant d’obtenir le ratio mREE/pREE, utilisé comme reflet du degré d’hypermétabolisme.

Chez les patients ayant bénéficié d’au moins trois mesures de calorimétrie indirecte, les auteurs ont ensuite calculé la valeur moyenne des mesures de nREE réalisées au cours du séjour. Les patients étaient alors répartis en deux groupes selon la valeur médiane de cette nREE moyenne : un groupe « hypermétabolique » (nREE moyenne au-dessus de la médiane de la cohorte) et un groupe « non hypermétabolique » (nREE moyenne inférieure à la médiane). Cette approche visait à identifier les patients présentant un hypermétabolisme persistant au cours du séjour en réanimation, plutôt qu’une élévation transitoire de la dépense énergétique.

Les analyses des scanners abdominaux, réalisés dans le cadre du soin courant, reposaient sur l’étude de la coupe centrée sur la troisième vertèbre lombaire (L3), reconnue comme un repère fiable pour l’estimation de la masse musculaire totale. Afin d’améliorer la reproductibilité des mesures, les auteurs ont choisi de se concentrer sur les muscles postérieurs et para-vertébraux — incluant les muscles érecteurs du rachis, le psoas et le quadratus lumborum — dont la surface musculaire est considérée comme un bon reflet de la masse musculaire globale (2).

Le scanner permettait ainsi de mesurer le PG-CSA (posterior group cross-sectional area, cm²), ainsi que le rPG-CSA (%), correspondant à la proportion de surface musculaire rapportée à la surface totale de la coupe, offrant une évaluation relative de la masse musculaire. Enfin, la variation du rPG-CSA entre la première et la dernière évaluation scannographique chez un même patient (ΔrPG-CSA) a été utilisée pour quantifier la perte musculaire au cours du séjour.

Résultats essentiels :

Quatre-vingt-huit patients ont été inclus dans l’étude, dont 43 ayant bénéficié d’au moins trois mesures de calorimétrie indirecte. L’âge moyen était de 67,2 ans (± 12), avec une prédominance masculine (55 hommes, 62,5 %). La durée moyenne de séjour en réanimation était de 38,5 jours (± 24). La population était principalement composée de patients chirurgicaux, admis pour des pathologies digestives (59 %), neurochirurgicales (17 %), orthopédiques (13,6 %) ou vasculaires (10 %). Le SAPS II moyen à l’admission était de 44,3 (± 12,3).

Les principaux résultats de l’étude étaient les suivants :

1. Confirmation d’une perte musculaire progressive au cours du séjour en réanimation, objectivée par l’analyse scanographique. Une diminution significative du PG-CSA et du rPG-CSA était observée lorsque les scanners étaient espacés de moins de deux semaines (PG-CSA : 69,03 ± 23,7 cm² vs 62,85 ± 20,92 cm² ; p < 0,001 ; rPG-CSA : 8,13 ± 3,04 % vs 7,13 ± 2,91 % ; p < 0,001). Des résultats similaires étaient retrouvés pour les évaluations réalisées à distance de 2 à 6 semaines, avec une diminution encore plus marquée de la masse musculaire (PG-CSA : 70,96 ± 20,13 cm² vs 55,87 ± 15,87 cm² ; p < 0,001 ; rPG-CSA : 8,63 ± 2,71 % vs 6,84 ± 2,35 % ; p < 0,001). 

2. Existence d’une association entre l’augmentation de la dépense énergétique normalisée au poids (nREE) et la perte musculaire au cours du séjour en réanimation, suggérant un lien entre hypermétabolisme persistant et catabolisme musculaire. 

3. Association entre l’hypermétabolisme et des marqueurs inflammatoires plus élevés, sans toutefois atteindre le seuil de significativité statistique, aussi bien pour la CRP (157,10 ± 88,87 mg/L vs 128,67 ± 67,31 mg/L ; p = 0,097) que pour les leucocytes (17,40 ± 7,94 G/L vs 14,17 ± 8,29 G/L ; p = 0,071).

Commentaires :

Cette étude met en évidence qu’un hypermétabolisme prolongé, est associé à une accélération de la perte musculaire en réanimation. Les moyens d’évaluation du métabolisme énergétique en réanimation manquent et la calorimétrie indirecte semble en être une méthode potentiellement pertinente. Il s’agit de la première étude qui évalue l’association entre l’hypermétabolisme prolongé et la perte musculaire chez le patient de réanimation, données qui sont connues chez les patients d’oncologie ou les grands brûlés (3). Par ailleurs, l’utilisation du ratio de calorimétrie mesurée sur la valeur théorique (mREE/pREE) a montré des valeurs autour de 136%, mettant en lumière l’importance de l’hypermétabolisme chez certains patients de réanimation. A noter qu’il n’existe pas de valeur seuil consensuelle de ce ratio pour qualifier l’« hypermétabolisme » mais qu’une valeur supérieure à 110-130% est communément admise pour caractériser cet état (4).

Un des apports majeurs est l’identification d’un sous-groupe de patients présentant un hypermétabolisme persistant, associé à une perte musculaire accrue, notamment en présence d’une inflammation systémique prolongée. Ces observations vont dans le sens d’une impossibilité pour certains patients de sortir de la phase hypercatabolique initiale, possiblement associée à une inflammation persistante, et aboutissant à un pronostic plus péjoratif (5). L’association observée entre hypermétabolisme et élévation de la CRP renforce l’hypothèse d’un lien entre inflammation systémique et hypermétabolisme-catabolisme soutenus. Ce marqueur simple pourrait permettre de cibler les patients chez qui la calorimétrie indirecte serait la plus pertinente.

Ce travail met en lumière un outil de physiologie comme moyen d’évaluation métabolique dynamique, au-delà de la simple estimation des besoins énergétiques. Les outils permettant de préciser les variations métaboliques des patients de réanimation sont peu nombreux et imparfaits. L’évaluation de la dépense énergétique permettrait de repérer précocement un hypermétabolisme et ainsi adapter les apports afin d’éviter la survenue de complications associées à la réanimation (dénutrition, la faiblesse acquise, etc.). C’est d’ailleurs pour cela que la calorimétrie indirecte est maintenant encouragée, si disponible, dans les recommandations de l’ESPEN et de l’ESICM (6). Cependant, cette approche reste exploratoire et son impact sur la prise en charge clinique n’est pas démontré (7).

Points forts :

Cette étude met en avant cette technique non invasive dans l’évaluation énergétique des patients de réanimation. Dans le cadre de patients complexes, chez lesquels la dénutrition s’associe à un état inflammatoire systémique, l’évaluation multi-modale des besoins énergétiques pourrait être une piste intéressante pour adapter les thérapeutiques, notamment nutritionnelles. Cette technique est accessible et reproductible, et, associée à d’autres méthodes d’évaluation nutritionnelles et fonctionnelle, pourrait permettre d’avancer sur la prise en charge personnalisée des patients de réanimation.

Points faibles :

Malgré des résultats intéressants, plusieurs limites doivent être soulignées. Il s’agit d’une étude monocentrique, rétrospective, ne permettant pas de généraliser les résultats, et donc qui ne peut aboutir à des conclusions formelles en pratique clinique. La description de la population est imprécise, ne comportant aucune donnée sur la mortalité. Il est probable que la méthodologie utilisée expose au risque de n’avoir sélectionné que des survivants.

Les autres limites de cette étude comprennent des problématiques de validation des valeurs seuils de calorimétrie indirecte, qui ne sont pas clairement établies. La classification des patients dits « hypermétaboliques » car ayant un rapport mREE/pREE supérieur à 130% reste empirique et nécessite des explorations complémentaires, notamment chez le patient de réanimation. De même, la normalisation du rapport rPG-CSA n’est à notre connaissance pas validée pour évaluer de manière fiable la masse musculaire totale.

Par ailleurs, la population étudiée, des patients de réanimation chirurgicale, limite l’extrapolation aux patients médicaux, notamment septiques. De plus, la sélection de patients de manière rétrospective, ayant bénéficié de mesures répétées de calorimétrie et de scanners de manière non standardisée expose à un biais de sélection important. 

Implications et conclusions :

La calorimétrie indirecte apparait comme un outil simple et non invasif d’évaluation dynamique du métabolisme en réanimation. Il s’agit d’une méthode de mesure qui pourrait permettre d’identifier les patients à risque de perte musculaire, notamment dans le cas d’une inflammation persistante. Il restera à démontrer par des études prospectives et multicentriques qu’une adaptation thérapeutique chez les patients identifier à risque de déficit énergétique par la calorimétrie indirecte permettrait de limiter la fonte musculaire et ses complications inhérentes, car son utilisation comme outil de guidage thérapeutique reste à valider. Il est enfin primordial de rappeler que la mREE ne reflète pas la production endogène d’énergie. Ainsi, un apport calorique visant à couvrir intégralement la mREE durant la phase précoce d’hypercatabolisme, en particulier au cours de la première semaine de réanimation, peut exposer à un risque de surnutrition.

Références cités dans les commentaires:

1. Roza AM, Shizgal HM. The Harris Benedict equation reevaluated: resting energy requirements and the body cell mass. Am J Clin Nutr. 1984;40(1):168‑82. doi:https://doi.org/10.1093/ajcn/40.1.168
2. Tagliafico AS, Bignotti B, Torri L, Rossi F. Sarcopenia: how to measure, when and why. Radiol Med (Torino). mars 2022;127(3):228‑37. doi:10.1007/s11547-022-01450-3
3. Fearon K, Arends J, Baracos V. Understanding the mechanisms and treatment options in cancer cachexia. Nat Rev Clin Oncol. 1 févr 2013;10(2):90‑9. doi:10.1038/nrclinonc.2012.209
4. Moonen HPFX, Hermans AJH, Bos AE, Snaterse I, Stikkelman E, Zanten FJL van, et al. Resting energy expenditure measured by indirect calorimetry in mechanically ventilated patients during ICU stay and post-ICU hospitalization: A prospective observational study. J Crit Care. 2023;78:154361. doi:https://doi.org/10.1016/j.jcrc.2023.154361
5. Veraar C, Fischer A, Bernardi MH, Sulz I, Mouhieddine M, Dworschak M, et al. Absent Metabolic Transition from the Early to the Late Period in Non-Survivors Post Cardiac Surgery. Nutrients. 17 août 2022;14(16):3366. doi:10.3390/nu14163366
6. Singer P, Blaser AR, Berger MM, Calder PC, Casaer M, Hiesmayr M, et al. ESPEN practical and partially revised guideline: Clinical nutrition in the intensive care unit. Clin Nutr. sept 2023;42(9):1671‑89. doi:10.1016/j.clnu.2023.07.011
7. Reignier J, Gaillard-Le Roux B, Dequin PF, Bertoni Maluf VA, Bohe J, Casaer MP, et al. Expert consensus‑based clinical practice guidelines for nutritional support in the intensive care unit: the French Intensive Care Society (SRLF) and the French-Speaking Group of Pediatric Emergency Physicians and Intensivists (GFRUP). Ann Intensive Care. 2025;15(1):99. doi:10.1186/s13613-025-01509-0