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EXPLORATION DE L’EQUILIBRE HYDRO-ELECTROLYTIQUE
1. Données physiologiques :
1.1.
Composition des liquides biologiques :
1.1.1.
Ions et sels minéraux :
Les deux ions principaux sont le sodium et le potassium.
1)
Sodium :
Essentiellement extracellulaire, le stock est de l’ordre de 60 mmol.kg-1 soit 4,5 moles pour 75 kg. 45%
appartiennent au squelette, 50 % au liquide extracellulaire et 5 % est intracellulaire. On distingue
classiquement le sodium échangeable (42 mmol.kg-1), en équilibre de diffusion avec le sodium plasmatique,
mobilisable pour compenser une perte ou un excès, et le sodium non échangeable (sodium osseux en partie, LCR).
Mouvements du Na+ :
- Entrée Na+ alimentaire : présent dans le sel de cuisine, les aliments riches en sodium (fromages, charcuteries,
poissons de mer...).
- Sortie par voie :
* digestive (négligeable)
* cutanée : sueur, teneur faible
* rénale (natriurèse) 80 à 90% des sorties : c'est à ce niveau que se règle l'homéostasie (c'est-à-dire la
constance) du sodium par un mécanisme hormonal sous la dépendance de l'aldostérone.
Rôles :
- Une des fonctions est de maintenir la pression osmotique des liquides extracellulaires et d'intervenir dans le
contrôle d'hydratation cellulaire. Le sodium retient l'eau dans les milieux extracellulaires.
- C'est un élément constitutif des os.
Bilan du Na+ :
Perte quotidienne normale qui correspond sensiblement à la quantité ingérée.
L’élimination du sodium s’adapte rapidement à la quantité ingérée : une urine peut être pauvre ou riche en
sodium.
Réabsorption du Na+ :
- 67% au niveau du TCP
- 25% au niveau de la branche ascendante de l’anse de Henlé (cotransport Cl- / K+)
- 5% au niveau de la partir initiale du TCD (cotransport Cl-)
- 2% au niveau du tube collecteur
2)
Potassium :
Intracellulaire à 85 % (fixation osseuse), stock normal de 42 mmol.kg-1. Le K+ est presque totalement
échangeable, et la mesure de la kaliémie n’est pas toujours un reflet fidèle des stocks en raison de mécanismes
variés. Une kaliémie anormale entraine des troubles sévères : asthénie, troubles du rythme cardiaque, troubles
nerveux.
Mouvements du K+ :
1
Biochimie clinique : Chapitre 5, exploration de l’équilibre hydro-électrolytique
Le K+ se trouve sous deux formes : une forme ionisée qui joue un rôle osmotique actif en s'équilibrant avec les
phosphates et les sulfates, les anions protéiques, une forme non ionisée et liée aux protéines.
Apports : alimentation légumes, fruits. L'alimentation couvre les besoins en K +. Cet ion est entièrement absorbé
par l'intestin grêle.
Pertes :
digestives (fèces) et sueur 10%
urinaires 90%
Rôles :
- potentiel de membrane :
K+ est responsable du potentiel de membrane et de l'excitabilité neuromusculaire ; tout trouble du métabolisme
du potassium se répercute sur le système neuromusculaire. Sa distribution dépend de la pompe Na +/K+ ATP
dépendante.
- potassium et glycogène :
K+ contrôle la glycogénèse à partir du glucose, dans le muscle et le foie.
Lors d'une hyperkaliémie sévère, on injecte de l'insuline et/ou du glucose. L’entrée de glucose dans la cellule et
sa transformation en glycogène entraîne du K+ et fera baisser la kaliémie. Inversement, la glycogénolyse
provoque une sortie du K+ cellulaire.
- potassium et synthèse des protéines :
+
K favorise la protéosynthèse ; il permet la fixation des ARNt-AA sur le ribosome.
- potassium et équilibre acido-basique :
Les mouvements du K+ sont largement dépendants de l'équilibre acido-basique.
3)
Chlore :
C'est un anion typiquement extracellulaire.
Mouvements de Cl- :
C'est le principal anion des liquides extracellulaires. Dans le compartiment cellulaire, les érythrocytes sont les
plus riches en Cl- avec les cellules gastriques.
- Entrées : liées au K+ et Na+ dans les aliments (entre autres, sous forme de sel de cuisine, crustacés,
poissons...).
- Sorties :
urinaires : elles sont en partie liées au Na+
perte également dans la sueur et la voie digestive (fèces).
Rôle :
Il joue un rôle dans le maintien de la neutralité électrique dans les différents compartiments.
4)
Calcium :
1,5 kg (37,5 moles) dans l’organisme, essentiellement osseux. En solution, presque exclusivement extracellulaire,
concentration plasmatique à 2,5 mmol.L-1. Le taux intracellulaire est très faible mais ses mouvements influent
sur la régulation d’un grand nombre de phénomènes liés à l’activation de la cellule (contraction de la cellule
cardiaque, inhibition d’enzymes, activation de la glycogénolyse...).
5)
-Autres ions :
Magnésium, surtout intracellulaire, environ 12 mmol.kg -1; chlore, à 70 % extracellulaire, 33 mmol.kg-1;
bicarbonates 10 mmol.kg-1, essentiel dans la régulation de l’équilibre acidobasique; phosphates, 2,5 kg fixés dans
les os.
2
Biochimie clinique : Chapitre 5, exploration de l’équilibre hydro-électrolytique
1.1.2.
Substances neutres :
Seuls le glucose et l’urée sont quantitativement importants. L’urée traverse comme l’eau les parois cellulaires et
se répartit à une concentration de 5 mmol dans tous les compartiments liquidiens. L’urée n’est pas
osmotiquement efficace.
Le glucose traverse librement la paroi des capillaires (soluté micromoléculaire) mais ne peut entrer dans les
cellules qu’en présence d’insuline qui provoque la synthèse des protéines transporteuses de glucose (Glut,
transport facilité). Dans les conditions physiologiques, la glycémie est de 5 mmol.L-1; la différence de
concentration entre les compartiments liquidiens n’induit une pression osmotique importante qu’en cas de
carence insulinique (diabète sucré décompensé).
1.1.3.
Volume et composition des liquides corporels :
L’eau est quantitativement le principal constituant de l’organisme. Chez l’adulte, elle représente environ 60% du
poids corporel; autrement dit un homme de 70 kg porte en lui 42L d’eau. Ceux-ci vont se répartir de la façon
suivante (Fig. 1:
- 2/3 (28L) se trouvent dans l’espace intracellulaire;
- 1/3 (14L) dans l’espace extracellulaire. Dans ce dernier, une subdivision est encore à signaler:
* environ 3 L (soit 1/5 ou 20% du liquide extracellulaire) sont confinés dans le compartiment
intravasculaire et constituent le plasma sanguin;
* le reste, soit 11 L (soit 4/5 ou 80 % du liquide extracellulaire) constitue le liquide interstitiel
dans lequel baignent les cellules. Selon les traités que l’on consulte, on trouvera de petites différences
par rapport aux chiffres indiqués ici, ce qui est sans importance.
3
Biochimie clinique : Chapitre 5, exploration de l’équilibre hydro-électrolytique
Qu’en est-il de la composition des liquides corporels ?
Voici deux notions capitales à ce sujet :
- la composition est différente entre le liquide intracellulaire et le liquide extracellulaire (Tableau 1);
- la composition est assez semblable entre le plasma et le liquide interstitiel.
L’asymétrie de composition entre les liquides intra- et extracellulaire est absolument vitale. Les différences les
plus marquées concernent :
+
- l’ion Na , qui est le cation principal du liquide extracellulaire, tandis que sa concentration intracellulaire est
faible;
+
+
- l’ion K qui, à l’opposé du Na , est abondant dans le liquide intracellulaire et peu concentré à l’extérieur;
-
+
- l’anion Cl , dont la distribution ressemble à celle du Na ;
- les phosphates et les protéines qui sont fortement concentrés dans le milieu intracellulaire. En ce qui
concerne le liquide interstitiel, la concentration des protéines y est environ 4-5 fois plus faible que dans le
plasma. Les valeurs pour le liquide intracellulaire du Tableau 1 correspondent à des concentrations moyennes.
Certains types cellulaires montrent des déviations importantes par rapport à cette moyenne. Au sujet du
calcium, signalons que la valeur intracellulaire de 1,5 mM représente la concentration de calcium total
++
intracellulaire, ce qui inclut les réserves de calcium. La concentration de calcium ionisé intracellulaire [Ca ] , ou
-7
calcium cytosolique, est beaucoup plus faible, de l’ordre de 10 M. Du point de vue physiologique, c'est la
concentration de calcium ionisé qui est déterminante.
4
Biochimie clinique : Chapitre 5, exploration de l’équilibre hydro-électrolytique
i
5
Biochimie clinique : Chapitre 5, exploration de l’équilibre hydro-électrolytique
1.1.4.
1)
Balance hydrique :
Les entrées :
Eau des aliments : 1 litre
Eau des boissons : 1 litre
Eau endogène : issue de l'oxydation et des réactions métaboliques des divers constituants cellulaires.
Au total, chez un adulte, les entrées sont de 2,35 à 2,50 L/24h.
2)
Les sorties :
- pertes insensibles : pertes obligatoires
- pertes cutanées : eau de respiration cutanée : 400 mL
- eau de la transpiration intermittente : elle est fonction du travail musculaire, de la température ambiante, de
la température corporelle.
- pertes pulmonaires : proportionnelles à la ventilation de l'ordre de 400 mL.
Ces pertes insensibles peuvent être augmentées lors :
- d'hyperthermie : 300 mL pour le 1er°C , 200 mL pour les suivants.
- d'hyperventilation.
- d'agitation.
- pertes digestives :
Normalement faibles grâce à la réabsorption : les pertes fécales sont normalement de 100 mL.
- pertes urinaires :
L’eau éliminée par le rein (diurèse) est variable. Les pertes urinaires sont de 1,4L à 1,5 L/24h, elles peuvent
s'abaisser .jusqu'à 500 mL/24h. Leur débit est réglé par 2 hormones : l'ADH (hormone antidiurétique) et
l'aldostérone.
C'est en adoptant le volume sanguin que le rein peut à lui seul assurer l'équilibre du bilan hydrique. Chez un
adulte normal, le bilan de l'eau est nul.
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Biochimie clinique : Chapitre 5, exploration de l’équilibre hydro-électrolytique
1.2.
Echange entre les différents secteurs :
Les échanges d'eau entre 2 milieux s'effectuent toujours du milieu hypotonique vers le milieu hypertonique.
Tonicité : concentration d'une solution.
Lorsque deux solutions de concentrations différentes sont séparées par une membrane semi-perméable
(exemple la membrane cellulaire), l'eau qui est le solvant naturel dans notre corps va toujours passer du milieu
le moins concentré vers le milieu le plus concentré, pour le diluer, jusqu'à atteindre une pression d'équilibre.
Les mouvements de l'eau : déplacement du milieu le moins concentré (hypotonique) vers le milieu le plus
concentré (hypertonique).
Les mouvements des ions : déplacement du milieu le plus concentré (hypertonique) vers le milieu le moins
concentré (hypotonique).
1.2.1.
Echange entre secteur plasmatique et secteur interstitiel
(échanges d'eau à travers la membrane capillaire) :
L'eau plasmatique est soumise à des forces antagonistes qui tendent à faire diffuser l'eau du vaisseau vers les
espaces (pression hydrostatique) et qui tentent de retenir l'eau dans les vaisseaux.
La membrane capillaire est perméable aux substances diffusibles, imperméable aux protéines.
Selon le schéma de Starling, deux forces sont en présence :
- la pression hydrostatique qui tend à chasser l'eau des capillaires. La pression hydrostatique vasculaire
représente l'effet de la pression artérielle sur la paroi du vaisseau ; elle fait sortir l'eau du vaisseau.
- la pression oncotique qui tend à l'y retenir ; elle est due aux protéines plasmatiques. La pression
oncotique est la pression osmotique des protéines augmentée de la pression osmotique des ions fixés.
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Biochimie clinique : Chapitre 5, exploration de l’équilibre hydro-électrolytique
On note sur ce schéma que l'eau sort du capillaire artériel sous l'effet de la pression hydrostatique supérieure
à la pression osmotique (PH > PO). Une fois dans les espaces interstitiels, elle peut soit diffuser vers le segment
veineux, soit vers le capillaire lymphatique. L'origine de la lymphe s'expliquant par cette diffusion.
La PO ne varie pas entre le segment artériel et le segment veineux puisque les protéines ne diffusent pas et
développent la même PO dans chaque capillaire.
Un œdème est du à une perturbation du retour de l'eau des espaces interstitiels vers le milieu canalisé (veine
sanguine ou lymphatique).
Au cours des transferts d'eau, la composition du liquide varie : l'eau issue du segment artériel apporte l’O 2 et
les nutriments aux cellules (glucose, acides aminés...), le liquide venant des espaces lacunaires est chargé en
CO2, de produits issus du métabolisme (acide lactique...) et les déverse dans le sang veineux.
Segment artériel : l'eau plasmatique transsude.
Segment veineux : l'eau interstitielle passe à l'intérieur du capillaire.
8
Biochimie clinique : Chapitre 5, exploration de l’équilibre hydro-électrolytique
1.2.2.
1)
Echange entre les secteurs extracellulaire et cellulaire :
les mouvements des ions :
Les échanges se font à travers la membrane cellulaire qui est perméable à l’eau, au glucose, à l'urée et aux
électrolytes : Na+ et K+. Le transport peut être actif ou passif.
Phénomène passif : il dépend de la différence de concentration entre les cellules et les liquides extracellulaires.
Le passage dépend également de la taille des ions. Le mouvement des ions se fait du milieu le plus concentré
vers le moins concentré.
Phénomène actif : il tend à attirer le Na+ hors de la cellule favorisant ainsi la rentrée du K +. C'est la pompe à
sodium.
2)
Mouvement de l'eau :
Il résulte principalement du phénomène osmotique. Il a lieu à chaque fois qu'une inégalité de la concentration se
manifeste de part et d'autre de la membrane. La vitesse de transfert dépend de la perméabilité de la
membrane, du gradient de la pression osmotique ou de la pression hydrostatique et de la vitesse d'échange des
ions. L'eau diffuse passivement du milieu où la pression osmotique est basse vers le milieu où la pression
osmotique est haute.
Il est possible de mesurer la pression osmotique ; elle est donnée par la loi de Van't Hoff :
  RT
C
M
R = constante des gaz parfaits 8,315 Pa m3K-1 mol-1
T = température absolue °K
C / M = Concentration molaire volumique mol m-3
La pression osmotique dépend du nombre de particules osmotiquement actives (urée, glucose, ions).
La pression osmotique efficace = pression osmotique totale - pression osmotique du glucose et de l'urée.
Ici, cette pression est déterminée par les électrolytes extracellulaires qui ont un faible pouvoir de pénétration
intracellulaire. Les substances dissoutes telles l'urée et le glucose qui ont un pouvoir de diffusion important ne
peuvent provoquer un gradient osmotique durable.
L'unité de pression osmotique est le Pascal (autrefois l'osmole)
Une osmole : une solution contenant 1 mol pour les molécules non dissociées ou 1 ion / L.
2. Régulation de l’équilibre hydro-électrolytique :
La régulation du bilan hydrique porte sur les fractions ajustables des apports et des sorties : l'eau de boisson
régulée par la soif et l'élimination urinaire.
Le contrôle de l'équilibre hydrique est sous la dépendance de 2 hormones (hormone antidiurétique et
aldostérone) et d'un organe d'excrétion : le rein.
2.1.
L'hormone antidiurétique ADH :
Elle est élaborée par les centres hypothalamiques et stockée au niveau de la post-hypophyse. Sa libération dans
le sang est déclenchée par 2 sortes de stimuli provenant des centres osmorécepteurs se situant dans la
carotide et l'hypothalamus antérieur.
Les centres osmorécepteurs sont des points sensibles enregistrant la pression osmotique Si il y a une
augmentation de la pression osmotique extracellulaire par perte d'eau ou un excès de sels, il y a sécrétion
d'ADH qui agit en augmentant la réabsorption de l'eau par les reins au niveau du tube collecteur ; la pression
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Biochimie clinique : Chapitre 5, exploration de l’équilibre hydro-électrolytique
osmotique diminue, il y a arrêt de libération d'ADH d'où une diminution de la réabsorption d'eau d'où une
augmentation de la diurèse.
Hypothalamus
post-hypophyse
secretion ADH
+ osmorécepteur
Pression
osmotique
Volémie
Réabsorption de l'eau par les reins
Les centres volorécepteurs : ils sont situés dans le système cardiaque, au niveau de l'oreillette gauche ; ils sont
sensibles aux modifications de la masse sanguine. Lorsque la volémie augmente, l'ADH n'est plus libérée ; la
diurèse augmente alors d'où un rétablissement de la volémie.
2.2.
L'aldostérone et le système rénine-angiotensine :
Elle est sécrétée par la cortico-surrénale ; elle a pour rôle majeur d'assurer le maintien du sodium dans
l'organisme en provoquant sa réabsorption au niveau de la branche descendante de l'anse de Henlé et du tube
contourné distal.
Cette rétention du sodium s'accompagne d'une rétention d'eau. Sa sécrétion est déclenchée par les variations
de la natrémie ou de la volémie (augmentation) et lorsque la kaliémie s'élève.
Elle dépend du système rénine-angiotensine.
La rénine est sécrétée par les cellules juxtaglomérulaires du rein. C'est une protéine qui agit sur
l'angiotensinogène (une globuline) pour la transformer en angiotensine II qui sera rapidement inactivée par
d'autres enzymes plasmatiques ou tissulaires. Elle a pour effet majeur de provoquer la sécrétion d'aldostérone.
Régulations des mouvements de l'eau et du sodium :
3. Exemples de perturbation de l’équilibre hydro-électrolytique :
3.1.
Espaces extracellulaires :
3.1.1.
Syndrome de déshydratation :
Ensemble de symptômes se caractérisant par la présence d'une hémoconcentration chez un individu intoxiqué
par l'eau, s'accompagnant d'un abaissement de la natrémie (quantité de sodium dans le sang).
Le syndrome de déshydratation extracellulaire avec hyperhydratation cellulaire est le résultat d'une
déperdition d'eau et de chlorure de sodium (déperdition hydrosodée) que le patient compense en absorbant de
l'eau (apport aqueux). Ce type de syndrome se voit au cours de l'insuffisance surrénale chronique, de
l'insuffisance rénale chronique avec régime sans sel, et des pertes liquidiennes comme cela survient au cours
des vomissements, des diarrhées entre autres.
3.1.2.
Œdème :
Augmentation de la quantité d’eau dans les espaces extra-vasculaires.
On distingue deux types d’œdèmes :
10
Biochimie clinique : Chapitre 5, exploration de l’équilibre hydro-électrolytique
- œdèmes hémodynamiques ou transudats : pauvres en protéines plasmatiques et résultant de plusieurs
mécanismes,
o augmentation de la pression hydrostatique dans le système veineux : par exemple œdème généralisé
par insuffisance cardiaque globale
o diminution de la pression oncotique des protéines plasmatiques : dans les hypoprotidémie
o rétention hydro-sodée : insuffisance rénale…
- œdèmes lésionnels ou exsudats : riches en protéines plasmatiques et dus à une augmentation de la
perméabilité endothéliale (phase initiale de l’inflammation)
Ils peuvent être dus :
- insuffisance cardiaque (l'augmentation de la pression veineuse entraîne une sortie d'eau).
- diminution de la pression osmotique des protéines du sérum (œdème de nutrition).
- exagération de la perméabilité cellulaire.
- trouble de l'élimination rénale.
- trouble de la régulation ADH, aldostérone.
3.2.
Masse sanguine :
Augmentation au cours des polyglobulies, diminution dans les anémies.
3.3.
Espace intracellulaire :
Les troubles de ce secteur dépendent d'une altération de la concentration sodique des espaces extracellulaires.
Une augmentation de la concentration en ions sodium entraîne une augmentation de la pression osmotique
extracellulaire d'où une déshydratation intracellulaire par fuite d'eau de ce secteur vers le secteur
extracellulaire.
4. Analyses au laboratoire :
4.1.
Mesure des volumes et des osmolarités :
4.1.1.
Mesure des volumes des différents compartiments
liquidiens :
La détermination du volume de chaque compartiment repose sur la mesure de la concentration obtenue après
dilution dans le volume à déterminer d'une substance dont la quantité injectée est parfaitement connue. Cette
substance doit être non toxique, diffuser uniquement dans le compartiment liquidien que l’on veut étudier, être
facilement dosable. On injecte une quantité connue d'un marqueur qui va se répartir dans le compartiment
liquidien dont on veut mesurer le volume V. Après obtention d'un mélange homogène, on mesure sur un
échantillon du liquide étudié la concentration du marqueur.
11
Biochimie clinique : Chapitre 5, exploration de l’équilibre hydro-électrolytique
4.1.2.
Mesure des osmolarités :
La pression osmotique (ou osmolarité) est proportionnelle au nombre de particules en solution.
L’osmolarité se mesure en osmoles (Osm) ou milliosmoles (mOsm) : 1 Osm est la pression osmotique exercée par
une molécule-gramme de soluté dissout dans 1 L d’eau.
- Cas du glucose : molécule non dissociée, M = 180g
1 solution contenant 180 g de glucose/L d’eau développe une pression osmotique de 1 Osm.
- Cas du NaCl : Molécule dissociée, M = 58,5g
1 solution contenant 58,5 g de NaCl/L d’eau développe une pression osmotique de 2 Osm.
- Cas du plasma sanguin : 2 modes d’expression,
* L’osmolarité dépend du nombre d’osmoles contenues dans 1 litre de solution, est d’environ de
300 mOsm
* L’osmolalité correspond au nombre d’osmoles contenues dans 1 Kg de solvant. On se réfère au
litre d’eau pure.
Mesure du pouvoir osmotique :
- Méthode directe par osmométrie :
12
Biochimie clinique : Chapitre 5, exploration de l’équilibre hydro-électrolytique
• Mesure
de la force à appliquer à l’aide d’un piston pour maintenir le volume de la solution
de l’abaissement du point de congélation de la solution (Δ cryoscopique).
On sait que ce point s’abaisse quand l’osmolarité croît.
Il est de -1,86°C pour une solution contenant 1 Osm/Kg d’eau.
• Cas du plasma sanguin : son point de congélation est normalement de -0,56°C. On peut alors calculer son
osmolarité par le rapport :
0,56/1,86 # 0,300 Osm ou 300 mOsm.
- Méthode indirecte : calcul approché à partir des concentrations des principaux solutés du plasma :
• 2 (Na+ + K+) + 10 si urée et glucose plasmatiques sont à concentrations normales (5 mmol/L)
l’osmolarité du plasma normal est d’environ 300 à 310 mOsm (variation possible entre 280 et 400 mOsm).
• En pathologie, ajouter 1 mOsm par mmol/L supplémentaire de glucose ou d’urée.
• Mesure
4.2.
Examens sanguins et urinaires : ionogramme et bilan
électrolytique
4.2.1.
Le dosage des électrolytes :
L’exploration de l’équilibre hydro-électrolytique d’un individu s’apprécie par la mesure du ionogramme
plasmatique, associé ou non à celle du ionogramme urinaire.
C’est une prescription très (trop) répandue :
• C’est l’une des analyses les plus prescrites : elle arrive au 9è rang de la biologie française (2004)
• Activité 2007 au CHU de Rennes :
• plus de 210 000 ionogrammes sanguins
• plus de 20 000 ionogrammes urinaires
C’est un examen codifié par l’assurance maladie :
- Ionogramme sanguin simple : Na+, K+, Cl-.
- Ionogramme sanguin complet : Na+, K+, Cl- + Bicarbonates CO3H-(CO2 total ou « réserve alcaline ») +
Protéines totales
- Ionogramme sanguin étendu : idem + Ca+++ Phosphates
- Ionogramme urinaire : Na+, K+
4.2.2.
Conditions préanalytiques des dosages :
Échantillons :
- Prélèvements :
• sang veineux, ou artériel (si associé à la gazométrie sanguine) ou sang capillaire.
Rejeter les prélèvements de sang hémolysés (libération du K+ cellulaire)
• Urines des 24h sans antiseptique
• liquides de ponction, sueur, fèces
- Acheminement rapide au laboratoire.
- Traitement du spécimen : centrifugation du tube de prélèvement
• Si tube de sang sans anticoagulant (tube « sec ») : donne du sérum
• Si tube de sang avec anticoagulant (héparine de lithium) : donne du plasma. (Proscrire l’héparine de sodium, ou
l’EDTA).
- Parfois analyse sur sang total
- La centrifugation des urines élimine les cristaux urinaires
- Les échantillons traités peuvent être conservés une semaine à +4°C.
13
Biochimie clinique : Chapitre 5, exploration de l’équilibre hydro-électrolytique
Interférences possibles (pouvant conduire à de fausses hyponatrémies) : lactescence (hypertriglycéridémies),
hyperprotidémies
4.2.3.
Les principaux éléments du ionogramme :
Les perturbations du métabolisme hydro-électrolytique font l’objet d’une surveillance étroite : du Na+
(fréquence), du K+ (gravité).
1)
Méthodes de dosage :
- Photométrie de flamme par émission (technique de référence pour Na+ et K+)
- Potentiométrie utilisant une électrode spécifique (sélective) aux ions (ISE) :
• on mesure la ddp créée par la présence des ions dans la solution.
• La mesure peut être réalisée :
- Soit directement sur l’échantillon pur (potentiométrie directe)
- Soit après dilution de l’échantillon (potentiométrie indirecte)
Principe de la mesure potentiométrique par électrode sélective :
Le système de mesure se comporte comme une pile : L'électrode de référence donne un potentiel stable.
C’est une électrode au calomel (HgCl2/KCl) ou au AgCl/Ag/KCl
L’électrode de mesure est une électrode à membrane sélective dont le potentiel va changer en fonction de
l’activité de l’ion à doser
- La mesure se fait comparativement à une solution étalon (standard)
- Dans des conditions expérimentales précises :
* La ddp mesurée aux bornes du système est une fonction logarithmique de l’activité de l’ion à mesurer :
E = K log A + Constante (équation de Nernst)
* L’activité de l’ion en solution est liée à sa concentration par la relation :
A = g C (g = coefficient d’activité)
2)
Le sodium plasmatique : Natrémie (Na+)
Principal cation extracellulaire de l’organisme (plasma et liquide interstitiel) :
- Concentration du sodium dans le plasma (sérum)
- Représente 95% des cations du LEC, reflet du degré d’hydratation du LIC
- Son abondance dans les liquides extracellulaires et la quasi imperméabilité des membranes cellulaires à
cet ion lui confèrent un fort pouvoir osmotique (principal cation contributeur de l’osmolalité plasmatique)
- Rôle central dans l’équilibre hydro-électrolytique de l’organisme : l’état d’hydratation des secteurs
hydriques, les mouvements d’eau intracellulaire et extracellulaire
- Ses perturbations (dysnatrémies) indiquent souvent une anomalie initiale du métabolisme hydrique.
14
Biochimie clinique : Chapitre 5, exploration de l’équilibre hydro-électrolytique
Valeurs de référence : 135 à 145 mmol/L.
Principales perturbations :
a) Hyponatrémies : Na < 135 mmol/L
Il existe :
- des pseudo-hyponatrémies (isotoniques) :
• présence de quantités anormalement élevées de composés osmotiquements actifs (hyperglycémie)
• présence de quantités anormalement élevées de substances entrainant une réduction du volume plasmatique
(Hyperprotéinémies, Hyperlipidémies)
- des hyponatrémies vraies (hypotoniques) :
• avec volume extracellulaire diminué (hypovolémique)
Signes cliniques et biologiques de déshydratation extracellulaire liée à des pertes de sel :
- pertes rénales : diurétiques
- pertes digestives : vomissements, diarrhées
- sueurs
• avec volume extracellulaire normal (normovolémique)
Pas de signes de déshydratation extracellulaire
- sécrétion inappropriée d’ADH (post-opératoire)
- surcharge aqueuse (potomanie : polydipsie psychogène)
• avec volume extracellulaire augmenté (hypervolémique)
Signes cliniques et biologiques d’hyperhydratation extracellulaire par rétention hydrosodée (état confusionnel,
puis coma; hypotonie des globes oculaires, signe du pli cutané, oedèmes périphériques, HTA, hypoprotidémie,
baisse hématocrite)
- insuffisance hépatique avec cirrhose ascitique,
- syndrome néphrotique
- insuffisance cardiaque
b) Hypernatrémies : Na > 145 mmol/L
• S’accompagnent de signes de déshydratation cellulaire : soif, sécheresse des muqueuses, avec hyperosmolalité
plasmatique
• Mécanisme : déplétion hydrique d’origine rénale ou extrarénale
• Par insuffisance d’apport d’eau (nourrisson, coma)
• Par perte excessive d’eau
- hypersudation
- coma du diabète sucré (sujet incapable de boire pour compenser ses pertes urinaires)
- diabète insipide : insuffisance de secrétion de l’ADH
• Par surcharge en sel
- intoxication par le sel (erreur de réanimation)
- excès de minéralocorticostéroïdes
3)
Le potassium plasmatique : Kaliémie (K+)
Principal cation intracellulaire (98%).
La surveillance de la kaliémie est primordiale : ses variations entraînent de gros risques cardiovasculaires.
Valeurs de référence : 3,5 à 4,5 mmol/L.
Principales perturbations :
a) Hypokaliémies : K < 3 mmol/L
• S’accompagnent de troubles de la repolarisation cardiaque, de paralysie du grêle (ileus)
• Fuites digestives (vomissements, diarrhées, fistules)
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Biochimie clinique : Chapitre 5, exploration de l’équilibre hydro-électrolytique
• Fuites rénales.
b) Hyperkaliémies : K+ > 5,5 mmol/l
Le pronostic vital est en jeu pour K+ > 6,5 mmol/l par arythmie ventriculaire
• S’accompagnent :
• troubles de la conduction cardiaque (onde T ample, espace PR allongé, disparition de l’onde P à l’ECG)
• de troubles neuromusculaires
• Surcharge intraveineuse en K (nutrition parentérale)
• Insuffisance rénale (défaut d’élimination rénale, rétention de K)
• Insuffisance surrénale
• Augmentation du catabolisme protéique (brûlures, hémorragies digestives).
4)
Le chlore plasmatique : chlorémie (Cl-)
Principal anion des liquides extracellulaires (plasma, liquide interstitiel).
Valeurs de référence : 95 à 105 mmol/L.
Principales perturbations :
a) Hypochlorémies : Cl < 90 mmol/L
• Peut accompagner une hyponatrémie
• Vomissements abondants (riches en HCl)
• Insuffisance rénale avec acidose métabolique.
b) Hyperchlorémies : Cl > 110 mmol/L
• Peuvent accompagner une hypernatrémie
• Hyperchlorémie avec acidose métabolique
- pertes digestives de bicarbonates (diarrhées)
- néphropathies tubulaires
• Hyperchlorémie avec alcalose respiratoire.
5)
Le ionogramme urinaire :
On ne dose en pratique que le Na+ et le K+.
Contrairement au ionogramme plasmatique, il n’existe pas de valeurs normales fixes :
- Le rein adapte l’excrétion urinaire des électrolytes de façon à équilibrer le bilan des entrées (apport
alimentaire, production endogène) et les sorties de ces solutés (urines, sueurs, fèces)
- La connaissance de la diurèse des 24H est nécessaire
- Chez un sujet normal recevant un régime habituel, les concentrations urinaires normales sont les
suivantes :
• Sodium : 50 à 220 mmol/24H
• Potassium : 25 à 130 mmol/2h
La capacité du rein à adapter l’excrétion de ces solutés est très large, elle est fonction :
- Des apports alimentaires
- De l’état d’hydratation du sujet.
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