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Biochimie clinique : Chapitre 5, exploration de l’équilibre hydro-électrolytique
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+ :

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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.

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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.

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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++]i, ou
calcium cytosolique, est beaucoup plus faible, de l’ordre de 10-7 M. Du point de vue physiologique, c'est la
concentration de calcium ionisé qui est déterminante.

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