L'intestin grêle à un rôle vital, il est impliqué dans de multiples fonctions : absorptive, endocrinienne, lymphoïde, barrière, et dans le métabolisme de l'arginine. L'exploration du grêle est difficile chez les patients graves hospitalisés en réanimation, alors même que ces patients sont à risque d'avoir une dysfonction intestinale aiguë du fait de la sensibilité du grêle à l'ischémie. La découverte et la validation de biomarqueurs entérocytaires, l'un de fonction, la citrullinémie, l'autre de lyse entérocytaire, l'intestinal fatty acid-binding protein (I-FABP), pourrait permettre de mieux évaluer l'intégrité et la fonctionnalité du grêle chez les patients graves. Les objectifs de cette thèse étaient de décrire la prévalence des anomalies entérocytaires chez des patients graves, de comprendre les mécanismes enjeu dans l'atteinte entérocytaire aigiie, d'évaluer la valeur pronostique de ces biomarqueurs, et d'évoquer des perspectives. Entre 2007 et 2013, nous avons mesuré la citrullinémie et/ou l'I-FABP chez des patients hospitalisés au CHU de Besançon ayant un risque théorique de souffrance entérocytaire : patients admis en réanimation, patients nécessitant un pontage aortocoronarien, patients nécessitant une anesthésie générale. Des anomalies de biomarqueurs entérocytaires étaient présentes chez plus de la moitié des patients hospitalisés en réanimation dès leur admission. Il s'agissait d'une citrullinémie basse et/ou d'une concentration plasmatique élevée d'I-FABP. La synthèse des résultats obtenus fait apparaître qu'une cytolyse entérocytaire précoce et courte est fréquente chez le patient admis en réanimation (élévation de la concentration plasmatique d'I-FABP), puis diminue avec la stabilisation clinique des patients. Ce pic initial d'I-FABP semble suivi d'une diminution de la citrullinémie au cours des 48 premières heures d'hospitalisation en réanimation. D'autre part, le sepsis, qu'il soit ou non d'origine digestive, est associé à une diminution de la citrullinémie, ce qui suggère une entéropathie septique indépendante du champ nosologique de la destruction entérocytaire ischémique. Le couple de biomarqueurs, l'un de lyse cellulaire (I-FABP), l'autre de fonction cellulaire (citrulline), semble permettre de caractériser des altérations entérocytaires aiguës du patient grave, en estimant les degrés de destruction ou de dysfonction entérocytaire, et leurs évolutions. Nos études ont mis en évidence une surmortalité chez les patients qui ont une citrullinémie basse et/ou une concentration plasmatique d'I-FABP élevée. La valeur pronostique de l'atteinte entérocytaire nécessite toutefois d'être confirmée par d'autre groupes. Si la compréhension des modifications des valeurs de ces biomarqueurs entérocytaires progresse, avec les limites d'interprétation de leurs variations, et si leur dosage devient plus rapide du fait d'une automatisation de la technique permettant un rendu rapide de résultat, ils pourraient devenir un outil de diagnostic et d'adaptation rapide de la prise en charge thérapeutique des patients graves. / The small bowel is a complex organ involved in numerous vital functions. The small bowel dysfunction is suspected to be the cornerstone of the development of multiple organ dysfunction syndrome in critically ill patients. The development of enterocyte biomarkers is promising for evaluating the small bowel dysfunction and damage in the most severe patients. Plasma citrulline concentration is a validated marker of small bowel function, reflecting the functional enterocyte mass. Plasma citrulline concentration is frequently decreased in critically ill patients, and a decreased plasma citrulline concentration at ICU admission is associated with elevated plasma CRP concentration, and with increased 28-day mortality. Intestinal fatty acid binding protein (I-FABP) is a small cytosolic protein that is released in extracellular space in case of enterocyte destruction. In critically ill patients plasma I-FABP concentration is increased in about one half of patients at ICU admission. Increased plasma I-FABP concentration is associated with shock state, and with elevated catecholamine dose. Both biomarkers are probably complementary and may help the clinician to identify patients presenting enterocyte damage. Further studies are needed to improve the interpretation of plasma citrulline concentration which is probably complex in critically ill patients.

Acute occlusion of the superior mesenteric artery (SMA) is a condition associated with high mortality and morbidity. The aim of this thesis is to evaluate diagnostic and therapeutic approaches for acute SMA occlusion. In a prospective study of patients with suspected intestinal ischemia, no biomarker was sufficiently accurate to detect this condition. In a second retrospective study, pancreatic amylase and troponin-I were elevated in a substantial proportion of patients with verified SMA occlusion. In an experimental animal model of acute SMA occlusion, microarray studies of ischemic small bowel wall were used to characterize the mRNA response to ischemia. Thrombospondin, Monocyte Chemoattractant Protein 1 and Gap Junction Alpha 1 were consistently up-regulated in all pigs with intestinal ischemia. Genes encoding previously proposed biomarkers for intestinal ischemia were either up-regulated, such as lactate dehydrogenase and creatine kinase, or down-regulated, such as intestinal fatty acid binding protein and glutathione S-transferase. In a study of the role of computed tomography in the diagnosis of SMA occlusion, it was shown that computed tomography with intravenous contrast was associated with improved survival. A retrospective analysis of all acute SMA revascularizations in Sweden 1999-2006 revealed that D-dimer was elevated in all 35 measured cases.  Endovascular surgery was associated with better outcome than open surgery, both in short and in long term. The presence of postoperative short bowel syndrome was a strong independent risk-factor for decreased long-term survival. Conclusions: Data affirm that D-dimer may serve as an exclusion test for acute SMA occlusion, whereas elevated troponin-I and pancreatic amylase are potential diagnostic pitfalls. Contrast-enhanced computed tomography of the visceral arteries seems to be the best diagnostic method. Endovascular surgery is an option to open surgery in selected cases, and was associated with favourable outcome.