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+ Na+ Na+ K+ K+ K+ K+ Na+ H2O Na+ Na+ Na+ Rein Diurèse Na U Na+ K+ Milieu extra-cellulaire isotonique Hydratation cellulaire normale quelque soit le volume extra-cellulaire Na+:135 à 140 mmol/l Osmolarité:300 mosmol/l Na+ Na+ Na+ K+ K+ K+ K+ Na+ H2O Na+ Na+ Na+ Rein Diurèse Na U Na+ K+

Na+ Na+ Na+ K+ K+ K+ K+ Na+ Rein Diurèse Na U Na+ <135mmol/l H2O Milieu extra-cellulaire hypotonique Hyperhydratation cellulaire quelque soit le volume extra-cellulaire Na+ <135mmol/l Osmolarité < 300 mosmol/l Na+ Na+ Na+ K+ K+ K+ K+ Na+ Rein Diurèse Na U H2O

Na+>140 mmol/l Na+ Na+ Na+ K+ K+ K+ K+ Na+ H2O Rein Diurèse Na U Milieu extra-cellulaire hypertonique Deshydratation cellulaire quelque soit le volume extra-cellulaire Na+>140 mmol/l Osmolarité > 300 mosmol/l Na+ Na+ Na+ K+ K+ K+ K+ Na+ Rein Diurèse Na U Ajout de Na H2O

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 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 post-hypophyse, 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

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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 contraction-inflation 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 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

L’hypernatrémie est un manque d’eau et non une surcharge en sel dans 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 extra-rénales (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 Hyperprotidémie hyperTG Subst osmotique Ins cardiaque Ins hépatique Sd néphrotique Pertes rénales Diurétiques NIC Ins surrénales aigue Sd levée d’obstacle Pertes extra rénales Digestives Brûlures Sueurs SIADH Potomanie Sd des buveurs de bierre

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Le POTASSIUM (K+) Cation intracellulaire majoritaire Répartition : 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) Etiologies principales : Insuffisance rénale, acidose métabolique, syndrome de lyse cellulaire (crush syndrome, chimiothérapie…) Tachycardie ventriculaire Fibrillation ventriculaire

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) Etiologies principales : carence d’apport, pertes digestives (diarrhée…), pertes rénales (diurétiques…), transfert intra-cellulaire du K+ (insuline, salbutamol IV…) Extrasystole ventriculaire arythmie complète pas fibrillation auriculaire

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 Répartition : 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 Vitamine D3 Parathormone à cours terme Vitamine D3 à moyen terme Parathormone Hypercalcémiante Résorption osseuse Vitamine D3 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 Etiologies   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 acido-basiques

pH = potentiel Hydrogène Soude caustique Eau pure Liquide gastrique Café noir Tomates Vin Jus de citron sang neutre base acide 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 Acide chlorhydrique

Acide, base, pH Un acide est capable de libérer des H+ 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 Sang : H+ Urines: NH4+, H2PO4- L’élimination des H+  rôle du rein L’élimination du CO2  rôle du poumon (ventilation alvéolaire)

le bicarbonate : HCO3- c’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 métabolique [HCO3-]   pH  Accumulation de H+

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]   pH Baisse du CO2

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