EQUILIBRE DU MILIEU INTERIEUR Troubles Hydro-Electrolytiques Troubles Acido-Basiques Dr. Yohann Dubois Réanimation Médicale PLAN • • • • • • • INTRODUCTION (définitions) L’EAU LE SODIUM LE POTASSIUM LE CALCIUM LE PHOSPHATE LE pH PLAN • • • • • • • INTRODUCTION (définitions) L’EAU LE SODIUM LE POTASSIUM LE CALCIUM LE PHOSPHATE LE pH INTRODUCTION • Chez les organismes pluricellulaires, les cellules baignent dans un environnement liquide, s’interposant entre le milieu extérieur proprement dit et le milieu intra-cellulaire • Environnement liquide = milieu intérieur (Claude Bernard) essentiellement le sang et lymphe INTRODUCTION • Stabilité du milieu intérieur (homéostasie) est une condition essentielle à la Vie, grâce à : – équilibre hydrique – équilibre électrolytique – équilibre acido-basique INTRODUCTION • Osmoles : molécules osmotiquement actives dans une solution, càd, qui exercent un pouvoir d’attraction des molécules d’eau (pression osmotique) – 5 mmol de glucose dans 1 l d’eau = 5 mosm/L – 5 mmol de NaCl dans 1 l d’eau = 5 mosm de Na+ + 5 mosm de Cl- = 10 mosm/L • Osmolarité plasmatique : quantité d’osmoles par litre de plasma (eau plasmatique + protides + lipides) (mOsm/L) • Osmolalité plasmatique : quantité d’osmoles par litre d’eau plasmatique (mOsm/kg) = 290 mOsm/kg Chimie amusante: notion de pression osmotique Mbne laissant passer l’eau et pas le sel h SEL Passage d’H20 Hors sujet Les deshydratation et hyperhydratation extra cellulaires PLAN • • • • • INTRODUCTION (définitions) L’EAU LE SODIUM LE POTASSIUM LE pH L’EAU : Répartition Eau totale 60% du poids corporel , répartie dans – Compartiment intra-cellulaire 40% du poids du corps – Compartiment extra-cellulaire 20% du poids du corps • eau plasmatique 5% (eau contenue à l’intérieur des vaisseaux) • eau interstitielle 15% (au contact des membranes cellulaires, séparée de l’eau plasmatique par un endothélium) Eau L’EAU : Répartition Eau totale 60% du poids corporel , répartie dans – Compartiment intra-cellulaire – Compartiment extra-cellulaire – Compartiment trans-cellulaire 1,5% (transport actif de liquide extra-cellulaire séparée de l’eau plasmatique par un épithélium : sécrétions du tube digestif et de ses annexes, lymphe, LCR). Peut constituer un "troisième secteur" : ascite (insuffisance hépatique, occlusion intestinale, péritonite, pancréatite), pleurésie... L’EAU : Mouvement • L’eau diffuse librement entre les compartiments extra- et intra-cellulaires selon la loi de l’osmose = transfert passif du compartiment à faible concentration d’osmoles vers celui à forte concentration d’osmoles • La pression osmotique est principalement assurée – par le potassium (K+) en intra-cellulaire – par le sodium (Na+) en extra-cellulaire K+ L’eau va toujours du milieu le moins concentré en osmoles vers le milieu le plus concentré, ce mouvement est instantané Na+:135 à 140 mmol/l Osmolarité:300 mosmol/l Milieu extra-cellulaire isotonique Hydratation cellulaire normale quelque soit le volume extra-cellulaire Na+ Na+ Na+ K+ K+ Na+ Na+ Rein Diurèse Na U K+ K+ K + + Na Na+ H2O Na+ Na+ <135mmol/l Osmolarité < 300 mosmol/l Milieu extra-cellulaire hypotonique Hyperhydratation cellulaire quelque soit le volume extra-cellulaire Na+ Na+ K+ K+ Na+ K+ K+ Na+ H2O Na+ • Rein Diurèse Na U Na+ Na+ Na+>140 mmol/l Osmolarité > 300 mosmol/l Milieu extra-cellulaire hypertonique Deshydratation cellulaire quelque soit le volume extra-cellulaire Na+ Na+ Na+ K+ K+ K+ K+ Na+ Ajout de Na H2O Na+ • • Rein Diurèse Na U Na+ Na+ L’EAU : Mouvement • Dans des conditions physiologiques, l’osmolalité des liquides extra-cellulaires est égale à l’osmolalité des liquides intra-cellulaires • Toute modification de l’osmolalité extra-cellulaire va entraîner des mouvements d’eau pour rétablir l’équilibre – hors des cellules quand l’Osm plasm augmente = déshydratation intra-cellulaire – vers les cellules quand l’Osm plasm diminue= hyperhydratation intra-cellulaire L’EAU : bilan Entrée/Sortie • Entrées : – boissons et alimentation = 2000 ml / 24h – eau endogène issue de l’oxydation des glucides/lipides/protides = 300 ml / 24h • Sorties : – digestive (fécès), pulmonaire (vapeur d’eau expirée), cutanée (perspiration, sudation) – rénale (diurèse) : ajustable (phénomène de concentration ou dilution des urines), de façon à obtenir un bilan hydrique nul, assurant une osmolalité plasmatique constante L’EAU : régulation Entrée/Sortie • Entrées : la soif – Récepteurs sensibles à une augmentation de l’osmolalité plasmatique au niveau de l’hypothalamus • Sorties : l’hormone anti-diurétique (ou vasopressine) – Produite par l’hypothalamus et sécrétée par la posthypophyse, en réponse • À une augmentation de l’osmolalité plasmatique (mise en jeu d’osmorécepteurs hypothalamiques) • À une diminution du volume plasmatique (mise en jeu de volorécepteurs de l’oreillette gauche) – En présence d’ADH réabsorption de l’eau et concentration des urines – En absence d’ADH excrétion d’eau et dilution des urines PLAN • • • • • INTRODUCTION (définitions) L’EAU LE SODIUM LE POTASSIUM LE pH LE SODIUM (Na+) • Principal cation du compartiment extra-cellulaire. Concentration plasmatique (natrémie) = 140 ± 5 mmol/L • Importance +++ du Na+ dans le maintien de l’osmolalité plasmatique influe sur les phénomènes de contractioninflation du volume cellulaire • Si hyponatrémie hypo-osmolalité plasmatique diffusion de l’eau vers – le secteur interstitiel œdème des tissus – le secteur intra-cellulaire œdème cérébral = danger de mort ! OEDEME CEREBRAL Scanner normal œdème cérébral Bilan Entrée/Sortie du sodium • Entrées : – boissons et alimentation : variable selon les habitudes alimentaires – Soif régulée (pression osmotique + volémie) • Sorties : – digestive (fécès), cutanée (sudation) – rénale (natriurèse) : adaptable via l’excrétion de Na+ dans les urines de façon à obtenir un bilan sodé nul, assurant une osmolalité plasmatique constante Régulation Entrée/Sortie du Na+ • Entrées : pas de régulation des entrées chez l’homme • Sorties : 2 facteurs hormonaux règlent la natriurèse – En la diminuant (qd hyponatrémie): l’aldostérone • Hormone minéralocorticoïde sécrétée par la corticosurrénale • Agit au niveau du rein en favorisant la réabsorption du Na+ vers le plasma (couplée à une sécrétion de K+ dans les urines) – En l’augmentant (qd hynernatrémie) : le facteur natriurétique auriculaire (FNA) • Hormone sécrétée par le cerveau et l’oreillette gauche • Inhibe la sécrétion d’aldostérone et augmente le débit de filtration glomérulaire (et donc de la perte en Na+) DYSNATREMIES HYPERNATREMIE Na+ > 145 mmol/l Clinique : signes de déshydradation intra-cellulaire : soif, fièvre, perte de poids, sécheresse de la peau et des muqueuses, troubles de la conscience, coma, convulsions signes de déshydradation extra-cellulaire (DEC) : tachycardie, hypotension, veines plates, oligurie (sauf si la polyurie est responsable de la DEC), pli cutané Signes de gravité : signes neurologiques (liés à la DIC), collapsus cardio-vasculaire (lié à la DEC) Réanimation HYPERNATREMIE Etiologies et traitement : interprétation / eau – Déficit d’apport en eau : vieillard, nourrissons, coma Tt : réhydratation G2,5 ou G5% – Perte en eau > Na+ : diurèse osmotique (glycosurie…) Tt : ré-expansion volémique sodée + étiologique – Perte en eau pure : Diabète insipide hypothalamo-hypophysaire ou néphrogénique Tt : réhydratation G2,5 ou G5% + étiologique – Apport en Na+ > eau : perfusion excessive de sérum salé, alcalinisation massive (NaHCO3), ingestion d’eau de mer Tt : furosémide+ étiologique A SAVOIR ++++ L’hypernatrémie est un manque d’eau et non une surcharge en sel dans > 99% des cas HYPONATREMIE Na+ < 135 mmol/l Clinique : signes d’hyperhydratation intra-cellulaire : nausées, vomissement, dégoût de l’eau, poids, fièvre, troubles de la conscience, coma, convulsions (œdème cérébral) Signes de gravité : signes neurologiques, Na+ <120 mmol/l ou d’installation rapide Réanimation HYPONATREMIE Etiologies et traitement : interprétation / eau • Hyponatrémie de dilution (trop d’eau) • Gain en eau > Na+ : états œdèmateux : insuffisance cardiaque, cirrhose hépatique, insuffisance rénale, solutés hypotoniques • Tt : restriction hydrosodée ± furosémide (si surcharge vasculaire) + tt étiologique • Rétention d’eau pure : SIADH, potomanie, intoxication par l’eau Tt : restriction hydrique + tt étiologique • Hyponatrémie de déplétion (pas assez de sel) • Perte en Na+ > eau : pertes rénales (néphropathie avec perte de sel, salidiurétiques, insuffisance surrénale), pertes extrarénales (vomissement, diarrhée, fistules, aspiration digestive, 3ème secteur, brûlures) Tt : apport de sel (0,9% ou 10% 0,5 à 1g/h) + tt étiologique Myelinolyse centro-pontine en cas de correction trop rapide car le cerveau s'est adapté à l'hypotonicité et une correction trop rapide va être toxique pour les oligodendrocytes et la myéline Orientation diagnostique Hyponatrémie Eliminer une fausse hypoNa Hyperprotidémie hyperTG Subst osmotique Etude de l'hydratation extra-cellulaire clinique et biologique Deshydratation EC Normal Hyperhydratation EC Depletion Na e bas eau tot basse Dilution Nae Nal Eau tot élevée Inflation Nae elevée Eau tot élevée Na ur Bas <20 mMol/l Pertes extra rénales Digestives Brûlures Sueurs Apport hydrique > 20 mMol/l Pertes rénales Diurétiques NIC Ins surrénales aigue Sd levée d’obstacle Normaux SIADH En excès Potomanie Sd des buveurs de bierre Ins cardiaque Ins hépatique Sd néphrotique PLAN • • • • • INTRODUCTION (définitions) L’EAU LE SODIUM LE POTASSIUM LE pH Le POTASSIUM (K+) • Cation intracellulaire majoritaire déterminant du pouvoir osmotique intra-cellulaire et donc du volume intra-cellulaire. Déterminant du potentiel de membrane de la cellule myocardique. • Répartition : - 98 % intracellulaire Kalicytie = 100 – 150 mmol/l (muscle +++, foie, hématies) - 2% extra-cellulaire : liquides interstitiels et plasma Kaliémie = 3,5 – 5 mmol/l - ! Prélèvement sanguin : pas de stase veineuse importante avec garrot, pas d’agitation brutale des tubes, sinon fausse hyperkaliémie • Dyskaliémie importante = Urgence vitale +++ HYPERKALIEMIE K+ > 5,5 mmol/l ACR imprévisible ! Scope et ECG +++ • Le plus souvent, découverte de laboratoire • Rarement, signes cliniques : paresthésies • Quelquefois, trouble grave du rythme cardiaque : TV/FV • Toujours, urgence thérapeutique +++ HYPERKALIEMIE •Ondes T amples, positives, symétriques et pointues, à base étroite • Elargissement des QRS > 0,12 sec (conduction intraventriculaire) • Déviation axiale gauche fréquente •Elargissement et diminution de l’amplitude puis disparition de l’onde P •pseudo ST+ •Arythmies (TV, FV) •BAV •Asystolie • Signes de gravité ( Réanimation ou USI) : – K+ >7,5 mmol/l – Rapidité d’apparition – Hypocalcémie – Anomalies ECG (depuis l’onde T ample, pointue et symétrique, jusqu’à la TV/FV et l’asystolie) Tachycardie ventriculaire Fibrillation ventriculaire • Etiologies principales : Insuffisance rénale, acidose métabolique, syndrome de lyse cellulaire (crush syndrome, chimiothérapie…) TRAITEMENT • Supprimer les apports de K+ (perfusion) • Antagonisation Protection myocardique gluconate de calcium 10% (10 ml en IVL 3 min, renouvelable) • Transfert intra-cellulaire : – Sérum Glucosé 10% 500 ml + 10 UI d’Actrapid (ou G30%+30 UI si VVC) en 1 heure. – Bicarbonate de sodium 8,4% ( 50 à 100 ml) sur VVC (sinon 1,4%, 500 ml), en 15 min. • Elimination du K+ : – hyperhydratation et diurétiques de l’anse (en absence d’obstacle sur les voies excrétrices) : furosémide (Lasilix) 40 – 80 mg IVD – résines échangeuses d’ions (Kayexalate) per-os, ou dans la sonde gastrique (30g) ou en lavement (60g). Délai d’action = 4 à 6 heures, – épuration extra-rénale HYPOKALIEMIE K+ < 3,5 mmol/l ACR possible ! Scope et ECG +++ • Le plus souvent, découverte de laboratoire • Rarement, signes cliniques : iléus paralytique, constipation, parésie voire paralysie • Quelquefois, trouble de la conduction puis du rythme cardiaque (Onde U, ESV, ACFA, torsade de pointe, TV/FV possible) • Toujours, urgence thérapeutique si signe de gravité • Signes de gravité ( Réanimation ou USI) : – K+<2,5 mmol/l – Tt digitalique – Terrain de cardiopathie ischémique – Anomalies ECG (de PR, aplatissement de l'onde T ou sous-décalage, apparition d'une onde U) Extrasystole ventriculaire arythmie complète pas fibrillation auriculaire • Etiologies principales : carence d’apport, pertes digestives (diarrhée…), pertes rénales (diurétiques…), transfert intracellulaire du K+ (insuline, salbutamol IV…) Torsade de pointe TRAITEMENT • Tt étiologique • Hypokaliémie modérée : apport per os de KCl (sirop de gluconate de K+, Kalérorid®…) • Hypokaliémie sévère : hospitalisation en USI et surveillance scopée. • Apport de KCl par voie veineuse centrale : 1 g/h PSE • Max / VVP = 4g/litre Le CALCIUM (Ca++) • Cation, stock osseux Role majeur dans la structure du squelette Role dans la contraction cellulaire et la conduction nerveuse • Répartition : - 1000000 mg de stock osseux - 11000 mg intracellulaire - 800 mg plasmatique • Forme active = forme ionisée - 50 % du stock plasmatique: normale = 1,25 mmol/L - 40 % sous forme liée aux protéines - Equilibre entre les différentes fractions - Ca corrigée = Ca mesurée + ((40 – Alb) x0,8) Le CALCIUM (Ca++) • Régulation Parathormone à cours terme Vitamine D3 à moyen terme • Parathormone – Hypercalcémiante – Résorption osseuse • Vitamine D3 – Hypercalcémiante – Augmentation absorption digestive – Métabolisation par UV Hypercalcémie (Ca > 2,63) • Signes cliniques – – – – – – Asymptomatique si < 3 mmol/l Asthénie, anorexie HTA, tachycardie, signes ECG Signes digestifs: nausées, vomissements, occlusions Signes neurologiques: agitation, délire, convulsions; coma Signes cardiaques: troubles du rythme, fibrillation • Etiologies – – – – – Hyperparathyroidie Néoplasie Intoxication à la vitamine D Immobilisation Insuffisance rénale Traitement • Réhydratation • Augmentation de la diurèse • Biphosphonates • Dialyse Hypocalcémie (Ca < 2,25) • Signes cliniques – – – – Paresthésies, fasciculations, tétanie Agitation, hallucinations, crises convulsives Signes cardiaques: troubles de conduction, allongement du QT Hypotension, défaillance cardiaque • Etiologies – Hypoparathyroidie – Hypomagnésémie – Déficit en vitamine D Le PHOSPHATE • Cation intra cellulaire majeur – – – – – 700 g dans l’organisme Role clé dans le métabolisme énergétique Nécessaire pour le maintien des stocks cellulaires d’ATP Role dans l’affinité de l’hémoglobine pour l’oxygène Composant de la phase minérale de l’os • Concentration normale = 0,85 à 1,45 mmol/l HYPOPHOSPHOREMIE • Signes cliniques • – – – – – Encephalopathie, neuropathie périphérique Rhabdomyolyse Dysfonction diaphragmatique Diminution contractilité myocardique Troubles du rythme • Etiologies – Pertes rénales – Syndrome de renutrition – Sepsis PLAN • • • • • • • INTRODUCTION (définitions) L’EAU LE SODIUM LE POTASSIUM LE CALCIUM LE PHOSPHATE LE pH : régulation et désordres acidobasiques pH = potentiel Hydrogène Le pH exprime la concentration en ion H+ (pH = -log [H+]) • l’eau pure a un pH neutre = 7 • un acide est une molécule qui donne des ions H+ : pH varie de 1 à 7 • une base est une molécule qui accepte des ions H+ : pH varie de 7 à 14 Soude caustique b a s e neutre a c i d e sang Eau pure Café noir Tomates Vin Jus de citron Liquide gastrique Acide chlorhydrique Acide, base, pH • Un acide est capable de libérer des H+ – Ph < 7 • Une base est capable de capter des H+ – Ph > 7 • pH = logarithme négatif de l’activité de H+ pH = Valeur la mieux régulée de l’organisme L’alimentation (acides aminés) et le fonctionnement cellulaire (production de CO2) aboutissent à une production nette d’acides sous forme d’H+. Pourtant, pour un sujet normal, le pH artériel est maintenu dans d’étroites limites : 7,40 ± 0,02 Le CO2 • La cellule produit du CO2 • le gaz carbonique dissous est un acide fort sang veineux plus acide que sang artériel • l’organisme doit éliminer le CO2 : POUMONS quantité quotidienne énorme : 15 à 20 moles /24h Dans des conditions normales, le maintien du pH est assuré par • L’élimination des H+ rôle du rein Sang : H+ Urines: NH4+, H2PO4- • L’élimination du CO2 rôle du poumon (ventilation alvéolaire) le bicarbonate : HCO3c’est la principale “ substance tampon ” vis à vis des acides autres que l’acide carbonique (ou CO2 dissous) • son taux plasmatique “ détermine ” le niveau final du pH • sa régulation est RENALE : réabsorption ou élimination • Il s’agit donc d’une régulation « lente » Le système tampon: bicarbonate/acide carbonique Valeurs normales pH= 7.4 ± 0.02 pCO2= 40 ± 4 mmHg = 5.35 ± 0.5 kPa HCO3-= 24 ± 2 mmol/l Les systèmes tampons : • Osseux ( carbonates et phosphates de calcium) • Intra-cellulaires – protéines (en particulier l’hémoglobine dans les hématies), – phosphates • Extra-cellulaires – protéines (en particulier l’albumine dans le sang), – bicarbonates Définitions pH=6.1 + log [HCO3-]/[CO2] pH ~ log [HCO3-] pCO2 acidose respiratoire [CO2] pH Accumulation de CO2 Acidoses respiratoires : • La ventilation est insuffisante pour éliminer le CO2: pH < 7,38, PCO2 > 42 mmHg (> 6 kPa), HCO3- > 26 mmol/l • Clinique: – Céphalées, érythèmes, sueurs – Tremblements (astérixis) – Troubles neuro-psychiques (anxiété, délire, confusion) – Tachycardie, HTA, HTAP Principales causes Acidose respiratoire Hypoventilation alvéolaire Hypoventilation centrale Sédatifs +++ atteinte du Système nerveux: Atteintes des muscles respiratoires myasthénie, polio, tétanos fatigue diaphragmatique Atteinte du poumon Asthme, BPCO, emphysème obstacle laryngé, trachéal acidose métabolique [HCO3-] Accumulation de H+ pH Acidoses métaboliques : pH < 7,38, PCO2 < 38 mmHg (> 6 kPa), HCO3- < 24 mmol/l • Deux mécanismes très différents – liées à une production de substances acides : • acide lactique (état de choc+++, insuf hépatocellulaire…) • corps cétoniques (acidocétose diabétique +++) • autres (intoxication aspirine, éthylène glycol (antigels),isoniazide) – liées à une perte de bicarbonate : • par diarrhées • par perte rénale alcalose respiratoire [CO2] Baisse du CO2 pH Alcalose respiratoire : pH > 7,42, PCO2 < 38 mmHg (> 6 kPa), HCO3- < 26 mmol/l Clinique: Tachycardie, arythmie, douleur thoracique, tétanie Céphalées, confusions, convulsions Survient en cas d’hyperventilation: – sous assistance respiratoire – Réponse à l’hypoxie: insuf respiratoire, cardiaque, altitude – spontanément : origine “centrale ” en réaction à un stress : – psychique : crise de panique, anxiété pathologique – organique : hypovolémie, infection ++ – anémie alcalose métabolique [HCO3-] pH Accumulation de bicarbonate Alcalose métabolique • Survient en cas de : • Perte de protons : – perte de suc gastrique acide ! (occlusion haute) • Accumulation de bicarbonate : • effet constant des diurétiques – Sauf antialdostérone • excès d’apport de bicarbonate Mécanismes compensateurs • BUT: maintenir le pH normal 7.4 • Réponse respiratoire immédiate. – ventilation alvéolaire: épuration de CO2 – ventilation alvéolaire: épuration de CO2 • Réponse rénale décalée d’environ 6 à 12 heures et max en quelques jours – Réabsorption des bicarbonates filtrés – Excrétion d’ H+ libre – Excrétion d’H+ non libre (tampons: phosphates, acétoacetates, Beta-hydroxybutyrate) Traitement des troubles acido-basiques – 1) traiter de la cause – 2) traitement “ symptomatique ” ATTENTION au POTASSIUM!!! • L’acidose fait sortir le potassium de la cellule hyperkaliémie (QS) • L’alcalose fait rentrer le potassium dans la cellule hypokaliémie (QS) pour l’acidose respiratoire : • Traitement de la cause (QS) • Traitements permettant d ’améliorer la ventilation alvéolaire – Arrêt des sédatifs+++ (antagonistes: anexate, narcan) – bronchodilatateurs (béta mimétiques) – ventilation avec hélium (Héliox) – assistance respiratoire • non invasive (masque, casque : VNI) • invasive : intubation / trachéotomie – dans l ’IRC décompensée – dans l ’état de mal asthmatique pour l’acidose métabolique : • 1) favoriser la compensation respiratoire : – hyperventilation : • spontanée : la préserver (pas de sédation) • sous VA : la maintenir après intubation • 2) apport de bicarbonate : – isotonique uniquement – en cas de pertes véritables (diarrhées, rein) • 3) correction métabolique : “retour en arrière” dans l’acidose cétosique ou lactique • 4 ) l’hémodialyse : parfois indispensable pour l’alcalose métabolique : • Traitement de la cause: – Occlusion haute +++ – Diminuer la perte acide: inhibiteur de la pompe à proton • Rétablir la volémie et la chlorémie (Nacl, Kcl) +++ • correction par perfusion de substances “acides ” : – tout apport de chlorure (sodium, potassium) • renforcer de l’élimination de bicarbonate par le rein : – un diurétique spécifique : l ’acétazolamide (diamox) inhibiteur de l ’anhydrase carbonique du tubule rénal pour l’alcalose respiratoire : • pas de traitement dans les cas simples (anxiolytiques) • cas particulier : l ’altitude – Prévention des troubles neurologiques – En renforçant la compensation métabolique • Acétazolamide (Diamox) • accroît l ’élimination urinaire de bicarbonate