Hypoxie silencieuse : quand le coronavirus appauvrit l'organisme en oxygène

Debout dans le salon de son patient, Mari Seim était perplexe. Tombé malade une semaine plus tôt, l'homme présentait des symptômes grippaux. Face à l'augmentation de son rythme respiratoire, sa fille avait décidé d'appeler le centre médical de Taarnaasen, la clinique où travaille Seim en tant que médecin généraliste, non loin d'Oslo en Norvège. COVID-19 en tête, Seim est partie l'ausculter, loin d'imaginer ce qu'elle allait découvrir.

« Il était assis dans un fauteuil et il souriait, » se souvient-elle. « Il n'avait pas l'air d'avoir une gêne quelconque. »

Pourtant, ses respirations s'enchaînaient rapidement, près de trois fois le rythme normal. Ses lèvres et ses doigts étaient légèrement bleutés. Ce n'est qu'après avoir mesuré son taux de saturation en oxygène dans le sang que Seim réalisa à quel point il était malade. La normale voudrait qu'il se situe bien au-dessus de 90 %, mais l'appareil de Seim affichait 66 %. Pendant une fraction de seconde, Seim pensa même qu'elle le tenait à l'envers. Elle revérifia. L'affichage n'avait pas changé. Elle appela immédiatement une ambulance.

Le patient semblait atteint d'un trouble répandu mais initialement négligé de la maladie à coronavirus : une hypoxie silencieuse. Contrairement à de nombreuses maladies respiratoires, le COVID-19 peut lentement appauvrir l'organisme en oxygène sans causer d'essoufflement dans un premier temps. Avant même que les patients n'éprouvent des difficultés à respirer ou ne ressentent une pression au niveau de la poitrine, deux des symptômes listés comme signes précurseurs, ils sont déjà dans un état grave.

L'hypoxie silencieuse a surpris de nombreux docteurs. Certains patients arrivent avec des niveaux si faibles en oxygène que le personnel soignant s'attendrait à ce qu'ils soient incohérents ou en état de choc. Au lieu de cela, ils sont éveillés, calmes et réactifs. Ils discutent avec les médecins, utilisent leur téléphone. Même si les scientifiques comprennent les principes physiologiques qui expliquent que ces patients ne soient pas immédiatement essoufflés, ils tentent encore de saisir avec précision comment le COVID-19 affecte l'organisme et pourquoi cette maladie, en particulier, peut silencieusement vous priver de souffle.

LES CAUSES DE L'ESSOUFFLEMENT

Bien souvent, l'essoufflement est synonyme de perte d'élasticité dans les tissus pulmonaires. Bon nombre de maladies des voies respiratoires peuvent raidir les poumons en raison d'une inflammation, d'une cicatrisation ou de l'accumulation de fluides et de pus. Cette raideur peut entraver le mouvement des soufflets dans notre thorax et ainsi donner l'impression que l'air est expulsé en dehors du corps.

La rigidité pulmonaire affecte également la capacité d'un patient à chasser le dioxyde de carbone et l'accumulation de ce gaz est un puissant déclencheur de notre envie pressante d'inspirer. Les niveaux de dioxyde de carbone se situent généralement dans une fourchette étroite. S'ils augmentent, notre cerveau reçoit un message d'alerte : la sensation d'essoufflement.

Pour beaucoup de malades du COVID-19, il semblerait qu'aucun de ces signaux ne se déclenche dans les premières phases de la maladie, indique Cameron Baston, pneumologue et spécialiste des soins intensifs au Penn Medicine. Lorsque la maladie apparaît, les poumons d'un grand nombre de patients restent élastiques, comme un ballon, ce qui leur permet de respirer librement. À mesure que leur taux d'oxygène diminue, leur rythme respiratoire augmente pour compenser, ce qui expulse énormément de dioxyde de carbone. Le résultat est une hypoxie discrète qui mène, chez certains patients, à des niveaux d'oxygène dangereusement faibles sans toutefois que l'augmentation de dioxyde de carbone n'alerte l'organisme comme elle le ferait normalement.

« Dans la quasi-totalité des expériences cliniques dont disposent les médecins, les problèmes pulmonaires impliquent à la fois des problèmes d'absorption d'oxygène et d'élimination du dioxyde de carbone, » explique Richard Levitan, médecin en soins intensifs qui s'est porté volontaire pendant dix jours pour traiter la pneumonie COVID-19 au Bellevue Hospital de New York. « Cette maladie est différente. »

Levitan précise que l'hypoxie silencieuse a déjà été observée par la communauté médicale chez les alpinistes et les pilotes. En gagnant de l'altitude, la pression atmosphérique diminue, ce qui implique une présence réduite des molécules d'oxygène disponibles pour le souffle, mais la rapidité de la respiration provoque toujours une expulsion du dioxyde de carbone. Il insiste sur le fait que les causes, et donc les traitements, des maladies dues à l'altitude et du COVID-19 sont radicalement différents, contrairement à ce que laissent entendre certaines publications. Cela dit, l'une des réactions de l'organisme face à la réduction d'oxygène, la respiration rapide, est similaire.

Ce processus a également été étudié chez les pilotes qui s'entraînent dans des chambres hypoxiques, pauvres en oxygène, pour reconnaître les symptômes subtils de l'hypoxie silencieuse, en cas de dépressurisation de la cabine en vol, explique William Ottestad, spécialiste en médecine hypoxique et médecin au service Forces spéciales norvégiennes. « On la surnomme également la mort silencieuse en raison de sa nature insidieuse, » ajoute-t-il. Une perte soudaine de pression dans la cabine peut faire perdre conscience aux pilotes et provoquer un crash.

Dans ces situations, la faible concentration en dioxyde de carbone induite par la respiration rapide pousse l'oxygène à se fixer plus fermement sur l'hémoglobine, la protéine qui transporte l'oxygène au sein des globules rouges. Cela implique qu'un volume d'oxygène supérieur peut être fourni aux tissus qui le nécessitent tant que le cœur continue de battre énergiquement, explique Ottestad, également anesthésiste au sein du service d'ambulance aérienne de l'hôpital de l'université d'Oslo.

Il existe peut-être un parallèle entre ce que vivent les patients atteints du COVID-19 et les pilotes. Les patients au rythme respiratoire important maintiennent souvent une fonction cardiaque correcte aux premiers stades de la maladie ; leur cœur est donc toujours capable de pomper et redistribuer le sang. Ottestad suggère que sans leurs faibles niveaux de dioxyde de carbone, les patients atteints de la COVID-19 souffriraient peut-être de niveaux d'oxygène encore plus bas que ceux mesurés, ce qui aggraverait encore plus les cas déjà sévères de la maladie.

Aucune étude approfondie ne permet à l'heure actuelle de savoir si la détection précoce de l'hypoxie silencieuse pourrait améliorer l'issue de la maladie à coronavirus. Cependant, une hypoxie prolongée risque d'affecter lourdement le cœur et peut-être d'autres systèmes de notre organisme ; Baston évoque l'amélioration de l'espérance de vie pour les patients atteints de bronchopneumopathie chronique obstructive (BPCO) auxquels est administré un supplément d'oxygène.

LA RESPIRATION AU MICROSCOPE

Pour le moment, nous n'en savons que très peu sur la façon dont le coronavirus provoque une hypoxie silencieuse, indique Ottestad. « Nous sommes tous un peu perplexes à ce sujet. » Cela dit, il existe certaines théories.

L'une d'entre elles s'appuie sur le fait que l'oxygène passe des poumons au sang via de petites poches d'air connues sous le nom d'alvéoles pour atteindre les vaisseaux sanguins. Le SARS-CoV-2, le virus à l'origine de la pandémie, s'introduit dans l'organisme en fixant les pics de sa surface virale sur des récepteurs de protéines appelés ACE2, présents en abondance dans les poumons et leurs nombreuses alvéoles. Une fois le germe établi dans un nombre suffisant de cellules, la bataille livrée par notre système immunitaire contre le virus inflige à notre organisme des dégâts en série.

Un tel phénomène pourrait entraver le passage de l'oxygène des alvéoles au sang, alors que le dioxyde de carbone, qui passe plus facilement du sang pour être expulsé par les poumons, est moins affecté, précise Ottestad. Il évoque deux petites études d'autopsies qui suggèrent que la COVID-19 provoque une inflammation précoce des tissus entourant les alvéoles.

Une autre possibilité pourrait être que la maladie crée un décalage entre les mouvements de l'oxygène dans les poumons et la circulation sanguine, explique le pneumologue William Janssen, directeur du service de médecine intensive au National Jewish Health. Habituellement, les vaisseaux sanguins se contractent afin que l'afflux sanguin soit plus important dans les régions hautement aérées des poumons, là où est absorbé l'oxygène, et plus faible dans les zones où le flux d'air est réduit. Cependant, cette sécurité pourrait être dysfonctionnelle chez les patients atteints de la COVID-19, l'afflux sanguin serait plus important dans les zones endommagées des poumons et restreint dans les parties saines.

La circulation du sang vers les zones riches en oxygène des poumons pourrait également être entravée par de petits caillots dans les vaisseaux sanguins, fait remarquer Enid Neptune, spécialiste des soins intensifs et pulmonaires au Johns Hopkins Medicine. Bon nombre d'experts considèrent la coagulation sanguine excessive comme une possible complication mortelle de la COVID-19. Certains médecins débattent de l'utilisation des anticoagulants chez les patients atteints de la COVID-19, mais Janssen estime que des essais plus conséquents devraient être menés avant que cette pratique ne devienne la norme.

De plus, le mécanisme derrière l'hypoxie silencieuse associée à la COVID-19 pourrait être spécifique à cette maladie, déclare Baston du Penn Medicine, qui travaille avec des patients atteints d'affections particulièrement sévères et rares des poumons. Bien que ce ne soit pas fréquent, certains de ses patients ont souffert d'hypoxie silencieuse des suites d'autres maladies, comme la pneumonie bactérienne.

« Ce qu'a fait la COVID-19, c'est prendre ce trouble que nous connaissions pour le mettre dans tous les hôpitaux du pays, » illustre Baston.

L'HYPOXIE SILENCIEUSE VOUS INQUIÈTE ?

Cette curieuse manifestation de la COVID-19 a poussé de nombreux professionnels de la santé à chercher des pistes thérapeutiques plus efficaces. Beaucoup suggèrent désormais d'attendre avant d'utiliser la ventilation mécanique chez les patients, à moins qu'ils ne soient à un stade avancé de la maladie. Ils préfèrent se tourner vers des soins moins invasifs comme l'administration d'oxygène ou le placement du patient dans une position couchée, sur leur ventre, pour favoriser le flux d'oxygène.

D'après Levitan, l'éveil des consciences quant à ce symptôme silencieux de la COVID-19 pourrait encourager les patients à se rendre à l'hôpital à un stade plus précoce de la maladie, avant que leur état ne s'aggrave et nécessite une ventilation mécanique. Il suffirait alors de disposer chez soi d'un appareil simple, l'oxymètre de pouls, pour permettre aux personnes présentant d'autres symptômes de surveiller également l'hypoxie silencieuse, ajoute-t-il.

« Ce n'est pas un remède miracle. Il n'empêchera pas tous les décès, » précise-t-il. Mais « nous devons donner aux citoyens un sentiment d'espoir et de plus amples informations, afin qu'ils soient conscients de la situation. »

Dans le cadre d'une collaboration entre plusieurs centres de soins norvégiens et une université espagnole, des chercheurs recrutent des patients COVID-19 pour une étude qui utilise toute une gamme de biocapteurs, notamment l'oxymétrie de pouls, pour suivre à distance l'état des patients. Leur objectif est de diagnostiquer les patients à un stade précoce dans la progression de la maladie et de réduire le temps que les patients atteints d'une forme modérée passent en centre médical.

D'autres médecins s'accordent à dire que le recours à domicile d'un oxymètre de pouls est utile pour surveiller la progression de la maladie. Janssen recommande toutefois de consulter un professionnel de santé au préalable. À mesure que la peur de la COVID-19 se répand, il craint que les patients n'hésitent à se rendre dans leur centre médical par peur d'attraper la maladie, ce qui aurait pour effet de réduire la communication avec les médecins et d'encourager l'auto-diagnostic.

Pour conclure, il donne un conseil simple : « Si vous êtes malade, appelez votre médecin. »

Cet article a initialement paru sur le site nationalgeographic.com en langue anglaise.