Toxicité sérotoninergique des inhibiteurs sélectifs de la recapture de la sérotonine : aspects cliniques et modèle expérimental : exemple du citalopram

par Sébastien Beaune

Thèse de doctorat en Toxicologie

Sous la direction de Bruno Mégarbane.

Soutenue le 07-10-2014

à Paris 5 , dans le cadre de École doctorale Médicament, toxicologie, chimie, imageries (Paris) , en partenariat avec Variabilité de réponse aux psychotropes (laboratoire) .

Le président du jury était Luc-Marie Joly.

Le jury était composé de Bruno Mégarbane, Luc-Marie Joly, Pierre Hausfater, Jean-Claude Alvarez, Philippe Hantson, Jacques Callebert.

Les rapporteurs étaient Pierre Hausfater, Jean-Claude Alvarez.


  • Résumé

    La toxicité des antidépresseurs inhibiteurs de recapture de la sérotonine (IRS) dont le citalopram est le représentant le plus sélectif, est réputée faible. Or les IRS ont été rendus responsables de syndromes sérotoninergiques, de convulsions, d’anomalies électrocardiographiques, voire de troubles respiratoires et de décès. L’implication de cette classe pharmacologique au cours des intoxications médicamenteuses volontaires (IMV) apparait peu documentée par des données récentes en France. Ainsi, la morbidité des IMV impliquant un IRS aux urgences (SAU) et les symptômes les plus fréquemment observés à la suite d’une exposition toxique aux IRS sont peu décrits. De même, les mécanismes toxiques impliqués dans les décès ne sont clairs. Objectifs : Nous avons mené ces travaux dans le but de : 1- mieux connaitre l’épidémiologie des IMV dans un SAU et y préciser l’implication des IRS ; 2- explorer une éventuelle sur-morbidité liée aux IRS dans les IMV polymédicamenteuses ; 3-comprendre les mécanismes de décès induits par de fortes doses de citalopram et les moyens de les prévenir. Méthodes: Nous avons conduit une étude observationnelle des IMV admises au SAU durant 4 ans, avec appariement des patients ayant ingéré un IRS versus des patients intoxiqués non exposés à un IRS. Nous avons également mené une étude expérimentale chez le rat Sprague-Dawley pour connaitre la dose létale médiane (MLD) du citalopram et explorer la toxicité neurologique, respiratoire et systémique impliquée dans le décès consécutif à l’administration de citalopram. Des dosages de sérotonine plasmatiques et plaquettaires ont été effectués afin de caractériser le rôle de la toxicité sérotoninergique. Résultats : Les IRS étaient impliqués dans 16% des IMV au SAU, soit en 2e position après les benzodiazépines. L’attribution des symptômes observés aux effets sérotoninergiques était rarement faite (dans environ un cas sur cinq) par les médecins urgentistes en charge des patients. La survenue d’un syndrome sérotoninergique et de convulsions était plus fréquente dans le groupe de patients intoxiqués par IRS que chez les témoins appariés. Un allongement du QT a été noté chez un patient et aucune toxicité respiratoire n’a été décelée. Le recours à la ventilation mécanique était plus important du fait de troubles de la conscience, sans augmentation pour autant du nombre d’admission en réanimation en comparaison aux témoins. L’étude expérimentale nous a permis de montrer que les décès induits par le citalopram étaient toujours précédés de convulsions, et que la prévalence des convulsions étaient dose-dépendante, significativement plus fréquente pour les fortes doses de citalopram (80 et 120% de la MLD) comparativement aux autres groupes (60% de la MLD et témoins). De même, le citalopram induisait une baisse dose-dépendante de la sérotonine plaquettaire et une élévation dose-dépendante de la sérotonine plasmatique. L’incidence du syndrome sérotoninergique était, par contre, comparable. Le citalopram n’induisait ni hypoxémie, ni hypercapnie, ni hyperlactatémie ; mais il était responsable d’un allongement du temps inspiratoire et d’un « braking expiratoire » mimant un phénomène adaptatif à l’hypoxémie. Par ailleurs, le prétraitement par diazépam ou cyproheptadine des rats intoxiqués avec une dose létale de citalopram prévenait les convulsions et le décès. Conclusions : La toxicité des IRS et du citalopram en particulier, semble essentiellement neurologique, tant chez l’homme que chez l’animal. Le syndrome sérotoninergique et les convulsions devraient être rassemblés en marqueurs de la toxicité sérotoninergique. Il est nécessaire de sensibiliser les médecins urgentistes à cette toxicité, en utilisant les critères de Hunter, plus simples et probablement plus spécifique. La place des antidotes restent à définir, mais, selon notre modèle expérimental, ils pourraient être efficaces pour réduire cette toxicité spécifique.

  • Titre traduit

    Serotonin toxicity induced by serotonin-reuptake inhibitors : clinical features and experimental model : example of citalopram


  • Résumé

    Toxicity of the serotonin-reuptake inhibitors (SRI) including citalopram, the most selective one, is considered as relatively low. However SRI may be responsible for serotonin syndrome, seizures, electrocardiographic abnormalities, respiratory failure, and even death. Implication of SRI in deliberate drug poisonings has not been assessed by recent data in France. Morbidity of SRI-related poisonings as well as the most common resulting presentations in the emergency department (ED) remains poorly described. Moreover, mechanisms of SRI-attributed death remain unclear. Objectives: We conducted these clinical and experimental studies: 1-to better understand the epidemiology of drug poisonings in one ED in Paris area and analyze SRI involvement; 2- to investigate a possible over-morbidity related to SRI in multidrug poisonings and describe the most common SRI-related complications; 3- to understand mechanisms of death induced by elevated doses of citalopram and its possible prevention. Methods: We conducted an observational study during 4 years in an ED matching patients who ingested at least one IRS with patients who did not. We also conducted an experimental study in the Sprague-Dawley rat to determine the median lethal dose (MLD) of citalopram and investigate citalopram-related neurological, respiratory, and systemic toxicity as well as mechanisms of citalopram-induced death. Platelet and plasma serotonin were measured to ensure the serotoninergic mechanism. Results: SRI were involved in 16% of the drug poisonings admitted to the ED, ranking at the second place after the benzodiazepines. Attribution of the observed signs and symptoms to the serotonin toxicity was rarely performed by the emergency physicians in charge, in only one out of five cases. Onset of serotonin syndrome and seizures were more frequent in SRI-exposed patients than in their matched controls. QT prolongation was observed in one patient while no direct respiratory toxicity was reported. Mechanical ventilation was more frequently used in SRI-exposed patients due to impaired consciousness, despite no resulting increased admission rate to the intensive care unit in comparison to the controls. Based on our rat study, citalopram-induced death always occurred after seizures which were dose-dependent, with a greater prevalence at the two highest doses of citalopram (80 and 120% of the MLD) than in the other groups (60% of control and the MLD). Citalopram-induced decrease in platelet serotonin and increase in plasma serotonin were dose-dependent. However, incidence of serotonin syndrome appears similar in all the groups. Citalopram did not induce hypoxemia, hypercapnia or hyperlactacidemia, but resulted in a slight prolongation in the inspiratory time and an "expiratory braking" that could be attributed to an adaptive phenomenon to hypoxemia. Pretreatment with diazepam and cyproheptadine prevented rats treated with lethal-doses of citalopram from seizures and death. Conclusions: SRI and citalopram in particular are mainly responsible for neurological toxicity, both in humans and rats. Serotonin syndrome and seizures should be grouped as markers of serotonin toxicity. Emergency physicians should become more aware of this specific toxicity. Using the simpler and probably more specific Hunter criteria may be useful in the ED. The exact indications of antidotes remain to be defined, but our experimental model seems to support their effectiveness to prevent IRS-related specific serotonin toxicity.

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