Physiopathologie du potassium Unité I Physiopathologie du potassium 1

Objectifs Décrire les traitements de l’hyperkaliémie qui ont pour effet de faire entrer du potassium plasmatique dans les cellules. Décrire les traitements de l’hyperkaliémie qui ont pour effet de faire sortir du potassium du corps. Expliquer pourquoi les personnes atteintes de néphropathie chronique peuvent faire de l’hyperkaliémie. [Unité I – Physiopathologie du potassium] 2

Problème no 1 Une femme de 40 ans atteinte de diabète de type 1** (qui prend de l’insuline) est hospitalisée en raison d’une acidocétose diabétique précipitée par le développement d’une cellulite au niveau de la jambe inférieure gauche. Résultats des examens de laboratoire au moment de l’hospitalisation : Na 124 mmol/L, K 6,2 mmol/L, chlorure 80 mmol/L, bicarbonate 10 mmol/L (pH 7,2) , glucose 40 mmol/L, créatinine 210 µmol/L On lui administre une solution intraveineuse et de l’insuline et son taux de potassium plasmatique passe de 6,2 à 2,0 mmol/L au cours des 48 heures suivant son hospitalisation. Son taux de créatinine a aussi diminué et est maintenant de 150 µmol/L. On lui donne des suppléments de potassium et après le traitement efficace de sa cellulite, la patiente reçoit son congé de l’hôpital. **Veuillez noter que vous en apprendrez davantage sur le diabète dans l’avenir. [Unité I – Physiopathologie du potassium] 3

Lactate dehydrogenase (LDH) (serum) 95-195 U/L Lipase (serum) <160 U/L Magnesium (serum) 0.75-0.95 mmol/L Osmolality (serum) 280-300 mmol/kg Oxygen saturation (arterial blood) (SaO2) 96-100% PaCO2 (arterial blood) 35-45 mm Hg PaO2 (arterial blood) 85-105 mm Hg pH 7.35-7.45 Phosphorus (inorganic) (serum) 0.8-1.5 mmol/L Potassium (serum) 3.5-5.0 mmol/L PSA (Prostate Specific Antigen) 0-4 µg/L Protein (serum) Total 60-80 g/L Albumin 35-50 g/L Sodium (serum) 135-145 mmol/L Thyroid-stimulating hormone (sensitive) 0.4-5.0 mU/L T4 (free) 11-23 pmol/L TIBC (Total Iron Binding Capacity) 45-82 µmol/L Transaminase - see Aminotransferase Triglycerides (serum) <2.20 mmol/L Troponin T (TnT) <0.10 µg/L Urea nitrogen (BUN) (serum) 2.5-8.0 mmol/L Uric acid (serum) 180-420 µmol/L Vitamin B12 74-516 pmol/L Albumin (serum) 35-50 g/L Alkaline phosphatase (serum) 35-100 U/L Aminotransferase (transaminase) (serum) Alanine (ALT; SGPT) 3-36 U/L Aspartate (AST; SGOT) 0-35 U/L Gamma glutamyl transferase Female 10-30 U/L Male 10-35 U/L Amylase (serum) <160 U/L Bicarbonate (HCO3) (serum) 24-30 mmol/L Bilirubin (serum) Direct (conjugated) <7 µmol/L Total <26 µmol/L Calcium (serum) Total 2.18-2.58 mmol/L Ionized 1.05-1.30 mmol/L Chloride (serum) 98-106 mmol/L Cholesterol (serum) <5.2 mmol/L Low density lipoprotein (LDL) <3.37 mmol/L High density lipoprotein (HDL) >0.9 mmol/L Cortisol 160-810 mmol/L Creatine kinase (CK) (serum) 5-130 U/L Creatinine (serum) Female 50-90 µmol/L Male 70-120 µmol/L Ferritin 10-250 µg/L Folic (Folate) 7-36 nmol/L Glucose fasting (serum) 3.3-5.8 mmol/L Hemoglobin A1C 4-6% Iron (serum) 11-32 µmol/L

Problème no 1 Quelle est votre approche relativement à l’évaluation du patient atteint d’hyperkaliémie? Au moment de son hospitalisation, la patiente était-elle en équilibre potassique? En supposant qu’elle se trouvait en équilibre potassique avant de développer la cellulite, expliquez ce qui a causé le changement d’équilibre potassique. Pourquoi est-elle devenue hypokaliémique? Qu’aurait-on dû ajouter à la solution intraveineuse? [Unité I – Physiopathologie du potassium] 5

Approche à l’hyperkaliémie Pseudohyperkaliémie ? Hémolyse de l’échantillon le serrement des poings durant la phlébotomie l’application de tourniquet l’utilisation d’aiguilles de petit calibre Aussi causée par des pathologies hématologiques : thrombocytose (plaquettes >500 x 109/L) leucocytose (>70 000 x 109/L) K+ sérique est + 0.5 mEq plus élevé que K+ plasmatique Changements au niveau de l’ECG permettent d’exclure pseudohyperkaliémie

Apport en potassium Approche à l’hyperkaliémie Cause improbable d’hyperkaliémie avec une fonction rénale et surrénalienne normale L’apport alimentaire est habituellement un facteur qui contribue à l’hyperkaliémie en cas d’altération de la fonction rénale

Déplacement acidose inorganique alcalose bêta bloquants agoniste alpha adrénergique carence d’insuline

Approche à l’hyperkaliémie Déplacement Hypertonicité causée par l’hyperglycémie entraîne l’eau du compartiment intracellulaire vers extracellulaire favorise la sortie du potassium Carence en insuline L’insuline favorise le mouvement du potassium vers le liquide intracellulaire. Remarque : L’acidose métabolique en cas d’acidocétose diabétique est de type organique … elle n’est donc PAS la cause de l’hyperkaliémie. Le déplacement (ou la sortie) du potassium provoque normalement une hyperkaliémie faible et non soutenue Les autres possibilités à considérer du point de vue du déplacement du LIC vers le LEC peuvent inclure: bêta- bloquants; agoniste alpha adrénergique (vasoconstriction) ; dose toxique digoxine / digitoxine (inhibe la Na+/K+ ATPase) ; succinylcholine; rhabdomyolyse; lyse d’une tumeur

Approche à l’hyperkaliémie Élimination L’hyperkaliémie prolongée et grave suggère une diminution concomitante de l’excrétion de potassium par les reins. La diminution de l’excrétion du potassium par les reins peut être causée par un ou plusieurs des éléments suivants : Diminution du débit urinaire / de la délivrance distale de sodium (e.g. déplétion volémique) Diminution de l’activité de l’aldostérone (carence ou résistance) Fonction anormale du tube collecteur cortical – certaines maladies affectent le néphron distal. Le lupus et la drépanocytose en sont deux exemples. Étant donné que le traitement à bien fonctionner, on ne s’attend pas qu’il y ait des troubles d’élimination qui contribuent de façon importante dans ce cas.

Problème no 1 Quelle est votre approche relativement à l’évaluation du patient atteint d’hyperkaliémie? Au moment de son hospitalisation, la patiente était-elle en équilibre potassique? En supposant qu’elle se trouvait en équilibre potassique avant de développer la cellulite, expliquez ce qui a causé le changement d’équilibre potassique. Résultats des examens de laboratoire au moment de l’hospitalisation : Na 124 mmol/L, K 6,2 mmol/L, chlorure 80 mmol/L, bicarbonate 10 mmol/L (pH 7,2) , glucose 40 mmol/L, créatinine 210 µmol/L [Unité I – Physiopathologie du potassium] 11

Réserve potassique corporel b) Le potassium corporel total est souvent faible chez les patients atteints d’acidocétose diabétique en raison des pertes rénales de potassium ces pertes sont consécutives à l’augmentation de la du débit urinaire le glucose tubulaire et les corps cétoniques qui ne sont pas réabsorbés dans le tubule proximal entraînent de l’eau et du Na+ au tubule distal/canal collecteur en présence d’un taux élevé d’aldostérone qui découle de la déplétion du volume efficace circulant

Estimation du déficit en potassium selon la concentration plasmatique

Problème no 1 Quelle est votre approche relativement à l’évaluation du patient atteint d’hyperkaliémie? Au moment de son hospitalisation, la patiente était-elle en équilibre potassique? En supposant qu’elle se trouvait en équilibre potassique avant de développer la cellulite, expliquez ce qui a causé le changement d’équilibre potassique. Pourquoi est-elle devenue hypokaliémique? Qu’aurait-on dû ajouter à la solution intraveineuse? [Unité I – Physiopathologie du potassium] 14

Traitement Suite à l’administration de la solution intraveineuse rétablissement du volume intravasculaire et diminution d’aldostérone … moins K+ excrété l’insuline corrige l’hyperglycémie et la diurèse osmotique MAIS stimule le déplacement du K+ vers le liquide intracellulaire le taux de potassium a rapidement diminué à 2,0 mmol/L. On aurait dû ajouter du potassium à la solution intraveineuse.

Problème no 2 On vous appelle à l’urgence et vous demande de voir une femme de 60 ans dont le taux de potassium est de 6,9 mmol/L. Quels sont les signes et symptômes cliniques et les manifestations ECG de l’hyperkaliémie aiguë? Quelle est votre approche de la prise en charge de l’hyperkaliémie aiguë? [Unité I – Physiopathologie du potassium] 16

Hyperkaliémie -- signes et symptômes paresthésie et les fasciculations au niveau des bras et des jambes. au fur et à mesure que le taux de potassium plasmatique augmente, une paralysie ascendante s’installe avec une éventuelle quadriplégie flasque. typiquement, le tronc, la tête et les muscles respiratoires ne sont pas touchés. cependant, une insuffisance respiratoire peut survenir, quoiqu’elle soit rare.

Changements au niveau ECG Courbe sinusoïde (fibrillation ventriculaire et asystolie imminentes) Suppression de l’onde P Élargissement complexe QRS Prolongement intervalle PR Sous-décalage du segment ST Ondes T hautes et pointues

Problème no 2 On vous appelle à l’urgence et vous demande de voir une femme de 60 ans dont le taux de potassium est de 6,9 mmol/L. Quels sont les signes et symptômes cliniques et les manifestations ECG de l’hyperkaliémie aiguë? Quelle est votre approche de la prise en charge de l’hyperkaliémie aiguë? [Unité I – Physiopathologie du potassium] 19

Hyperkaliémie - traitement Protection du coeur Infusion de calcium; ↑ seuil de dépolarisation Redistribution aux cellules Insuline/glucose agoniste bêta-2 adrénergique (salbutamol) Bicarbonate (seulement en cas d’acidose) Éliminer l’excès de K+ en le retirant du corps diurétiques si la fonction rénale appropriée résine de sulfonate de polystyrène sodique contenant un échangeur d'ions qui est ingérée et se lie au K+ gastrointestinal hémodialyse

Algorithme pour le traitement de l’hyperkaliémie aiguë Problème no 2 b) Quelle est votre approche de la prise en charge de l’hyperkaliémie aiguë? Algorithme pour le traitement de l’hyperkaliémie aiguë Palmer, B. AJKD, vol. 56, 2010, p. 387. [Unité I – Physiopathologie du potassium] 21

Problème no 2: Résumé des modalités de traitement pour l’hyperkaliémie aiguë Mécanisme d’action Dose Délai d’action Durée de l’action Effet prévu Gluconate de calcium Incertain, mais augmente probablement le seuil nécessaire pour dépolariser les cellules cardiaques 10-30 mL de solution IV à 10 % en 2 min. 5-20 min. 30-60 min. Normalisation de l’ECG Insuline (administrée avec du glucose pour prévenir l’hypoglycémie) Déplacement du K vers l’intérieur des cellules en activant la Na+-K+-ATPase dans le muscle squelettique 10 unités en bolus IV 15-20 min. 4-6 h ↓0,5-1,5 mmol/L potassium Albutérol (agoniste des récepteurs bêta-2) Déplacement du K vers l’intérieur des cellules en raison de la surrégulation de la Na+-K+-ATPase 20 mg nébulisé 3-4 h ↓ 0,5-1 mmol/L potassium Bicarbonate de sodium (utiliser seulement en présence d’acidose) Déplacement du K vers l’intérieur des cellules 44-50 mmol/L IV en 5 min. (1 ampoule) Variable Furosémide (diurétique) (à utiliser chez le patient dont le volume de LEC est restauré et utile en présence d’un certain TFG) Augmentation de la délivrance distale de NaCl, ce qui crée un gradient électronégatif qui favorise la sécrétion du potassium dans le tube IV, Variable 2-4 h 6 h Polystyrène sulfonate sodique (PSS)* Excrétion fécale de K 15-30 g Hémodialyse Élimination de potassium Minutes Normalisation, surveiller en cas d’effet rebond *Il n’y a aucun élément de preuve convaincant qui démontre que le PSS augmente les pertes fécales de potassium chez les animaux ou les humains, avec ou sans sorbitol. (Sterns et coll. JASN, vol. 21, 2010, p. 733-735) Il peut toutefois être utilisé par de nombreuses personnes en fonction des expériences anecdotiques. 22

Problème no 3 Un homme de 55 ans se rend à votre cabinet pour un suivi concernant une insuffisance rénale chronique** liée à une glomérulonéphrite à dépôts mésangiaux d'IgA (il s’agit d’une maladie du glomérule rénal). L’examen physique révèle que sa tension artérielle est de 145/90 mmHg. Les examens de laboratoire révèlent que son taux de Cr est de 220 µmol/L (TFG estimé 27 ml/min) et son taux de potassium plasmatique est de 5,2 mmol/L. Son taux de potassium plasmatique est le même que le taux mesuré il y a 6 mois. Vous voulez augmenter la dose de son inhibiteur de l'ECA afin de traiter sa tension artérielle, mais vous êtes préoccupé par la possibilité d’aggraver son hyperkaliémie. Expliquer pourquoi cela pourrait engendrer une hyperkaliémie. Quelles sont les options de prise en charge pour son insuffisance rénale chronique qui permettraient d’augmenter la dose de son inhibiteur de l’ECA? ** Notez que vous apprendrez au sujet de l’insuffisance rénale chronique et de l’adaptation au cours de la semaine prochaine [Unité I – Physiopathologie du potassium] 23

Lactate dehydrogenase (LDH) (serum) 95-195 U/L Lipase (serum) <160 U/L Magnesium (serum) 0.75-0.95 mmol/L Osmolality (serum) 280-300 mmol/kg Oxygen saturation (arterial blood) (SaO2) 96-100% PaCO2 (arterial blood) 35-45 mm Hg PaO2 (arterial blood) 85-105 mm Hg pH 7.35-7.45 Phosphorus (inorganic) (serum) 0.8-1.5 mmol/L Potassium (serum) 3.5-5.0 mmol/L PSA (Prostate Specific Antigen) 0-4 µg/L Protein (serum) Total 60-80 g/L Albumin 35-50 g/L Sodium (serum) 135-145 mmol/L Thyroid-stimulating hormone (sensitive) 0.4-5.0 mU/L T4 (free) 11-23 pmol/L TIBC (Total Iron Binding Capacity) 45-82 µmol/L Transaminase - see Aminotransferase Triglycerides (serum) <2.20 mmol/L Troponin T (TnT) <0.10 µg/L Urea nitrogen (BUN) (serum) 2.5-8.0 mmol/L Uric acid (serum) 180-420 µmol/L Vitamin B12 74-516 pmol/L Albumin (serum) 35-50 g/L Alkaline phosphatase (serum) 35-100 U/L Aminotransferase (transaminase) (serum) Alanine (ALT; SGPT) 3-36 U/L Aspartate (AST; SGOT) 0-35 U/L Gamma glutamyl transferase Female 10-30 U/L Male 10-35 U/L Amylase (serum) <160 U/L Bicarbonate (HCO3) (serum) 24-30 mmol/L Bilirubin (serum) Direct (conjugated) <7 µmol/L Total <26 µmol/L Calcium (serum) Total 2.18-2.58 mmol/L Ionized 1.05-1.30 mmol/L Chloride (serum) 98-106 mmol/L Cholesterol (serum) <5.2 mmol/L Low density lipoprotein (LDL) <3.37 mmol/L High density lipoprotein (HDL) >0.9 mmol/L Cortisol 160-810 mmol/L Creatine kinase (CK) (serum) 5-130 U/L Creatinine (serum) Female 50-90 µmol/L Male 70-120 µmol/L Ferritin 10-250 µg/L Folic (Folate) 7-36 nmol/L Glucose fasting (serum) 3.3-5.8 mmol/L Hemoglobin A1C 4-6% Iron (serum) 11-32 µmol/L

Insuffisance rénale chronique (IRC) En cas d’insuffisance rénale chronique, un certain débit tubulaire doit être maintenu afin d’assurer la sécrétion de K+ cependant, l’hyperkaliémie est inhabituelle jusqu’à ce que le TFG soit <10-15ml/min/1,73m2 – alors, ne joue pas de rôle dans le cas de ce patient. IRC = perte de néprhons la perte de néphrons est initialement contrebalancée par: augmentation K+ plasmatique stimulant la sécrétion d’aldostérone. plus grande quantité de canaux Na+ et K+ dans la membrane luminale et de pompes Na+-K+-ATPase dans la membrane basolatérale. débit vers le tube collecteur augmentera parce que les néphrons restants doivent excréter deux fois plus de NaCl et d’eau qu’avant

Sécrétion du K+ par les cellules principales apicale baso latérale ENaC Na+ K+ Na+ K+ K+ K+ Compensations en insuffisance rénale chronique

« …vous êtes préoccupé par la possibilité d’aggraver son hyperkaliémie Outre l’insuffisance rénale chronique, la prise d’inhibiteurs ECA pourrait également provoquer une hyperkaliémie. Réduction AngII = réduction aldostérone = réduction sécrétion de K+

Problème no 3 Un homme de 55 ans se rend à votre cabinet pour un suivi concernant une insuffisance rénale chronique liée à une glomérulonéphrite à dépôts mésangiaux d'IgA (il s’agit d’une maladie du glomérule rénal). L’examen physique révèle que sa tension artérielle est de 145/90 mmHg. Les examens de laboratoire révèlent que son taux de Cr est de 220 µmol/L (TFG estimé 27 ml/min) et son taux de potassium plasmatique est de 5,2 mmol/L. Son taux de potassium plasmatique est le même que le taux mesuré il y a 6 mois. Vous voulez augmenter la dose de son inhibiteur de l'ECA afin de traiter sa tension artérielle, mais vous êtes préoccupé par la possibilité d’aggraver son hyperkaliémie. Expliquer pourquoi cela aurait pu engendrer une hyperkaliémie. Quelles sont les options de prise en charge pour son insuffisance rénale chronique qui permettraient d’augmenter la dose de son inhibiteur de l’ECA? [Unité I – Physiopathologie du potassium] 28

Dans la mesure du possible, il faut abandonner les médicaments qui nuisent à l’excrétion de potassium (voir diapo précédente) Posez des questions précises sur les anti-inflammatoires non stéroïdiens vendus sans ordonnance (e.g. ibuprofène, naproxène, AAS) et les extraits (médicinaux) à base de plantes qui peuvent représenter une source cachée de potassium (e.g. eau de noix de coco). On peut discuter de l’adoption d’un régime alimentaire hypo-potassique et donner des conseils contre l’utilisation de sel contenant du potassium Les diurétiques thiazidiques et diurétiques de l'anse peuvent être utilisés pour accroître l’excrétion de potassium et abaisser la tension artérielle (faibles doses) Enfin, la dose de son inhibiteur de l’ECA peut être augmentée lentement, tout en s’assurant de faire un suivi étroit des taux de K+ et de Cr (1 à 2 semaines plus tard).

Association avec d’autres médicaments X. Traitement de l’hypertension artérielle chez les patients atteints d’une néphropathie non diabétique PA CIBLE : < 130/80 mm Hg Néphropathie chronique et protéinurie * IECA ou ARA (en cas d’intolérance aux IECA) Traitement d’appoint : diurétique thiazidique Autre traitement possible : diurétique de l’anse en cas de surcharge volumique Association avec d’autres médicaments IECA/ARA : sténose bilatérale des artères rénales * Rapport albumine/créatinine [RAC] > 30 mg/mmol ou protéinurie > 500 mg/24 h Surveiller étroitement le potassium et la créatinine chez les patients atteints d’une néphropathie chronique et traités par un IECA ou un ARA. L’association d’un IECA et d’un ARA est spécifiquement non recommandée en l’absence de protéinurie. 2011

FIN [Unité I – Physiopathologie du potassium] 31