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Département des sciences de base A
2éme Année médecine2éme Année médecine
Cours de biochimie cliniqueCours de biochimie clinique
Fait par le Docteur LIMEM Khalifa
LE CALCIUM
Électrolyte quantitativementl l i t t ( 1K )le plus important ( 1Kg )
♥ Rôle structural ( os )♥ Intégrité des membranes♥ Activité neuromusculaire♥ Régulation des glandes endocrines
Et exocrines♥ Coagulation du sang♥ Activité du système complément
C’est à chaque niveaux d’échangeC est à chaque niveaux d échange,tube digestif,os,reinl ti h lque les actions hormonales
permettront la régulation de la calcémie
Les besoins d’un adulte : 10 mmol/JLes besoins d un adulte : 10 mmol/J
E f t t d l t 30 l/JEnfants et adolescents : 30 mmol/J
♀ enceinte ou qui allaite : besoins plus importantsbesoins plus importants
♀ ménopausée : 100 mmol/J♀ p
Absorption intestinale:
Au niveau du duodénum (milieu acide )
Mécanisme actif hormonodépendant
Mécanisme passif dépendant de l’apportéca s e pass dépe da t de appo t
Élimination:
Fécale : partie non absorbéeFécale : partie non absorbéepartie contenue dans les secrétions digestivesles secrétions digestives
Rénale : après filtration 95% absorbéeRénale : après filtration 95% absorbée
Seulement 2 5 à 6 5 mmol/ 24hSeulement 2.5 à 6.5 mmol/ 24hsont éliminés
Élimination dépend de la calcémie
Calcémie basse réabsorption totale
Calcémie élevée 50% réabsorbéeCalcémie élevée 50% réabsorbée
PTH et alcalose métabolique
Diminution de l’élimination
Calcitonine et acidose métabolique
Élévation de l’élimination
Répartition du calcium dans l’organismep g
:
Total : 25 à 30 moles (1,0 à 1,2 kg)
Os : 99% dont seulement < 1% échangeable
Liquides intracellulaires : 1%
Secteur extracellulaire : 0,1%
L l i l ti t l é i é tLe calcium plasmatique et plus précisémentsa fraction ionisée doit être maintenue
D d li it t è ét itDans des limites très étroites
Ré l ti h lRégulation hormonale +++
3 sites de régulation et 3 hormonesPTH calcitonine Vit DPTH calcitonine Vit D
Action de la PTH
résorption osseuse du calciumrésorption osseuse du calcium
synthèse rénale de 1 25 (OH) 2D3synthèse rénale de 1,25 (OH) 2D3
réabsorption rénale (TCD) du calcium
Action de la Vit DAction de la Vit D1,25 (OH) 2D3
absorption intestinale du calciumabsorption intestinale du calcium
résorption osseuse du calciumrésorption osseuse du calcium
t ti li ti d ff t d l PTHpotentialisation des effets de la PTHsur la réabsorption rénale du
calcium
DOSAGEDOSAGESé Méthodes
physiques:Sérum ouplasma hé i é Absorption atomique
Photométrie de flamme
P élè t
hépariné
Électrodessélectives
PrélèvementSans garrot (pour éviter sélectives
Pour ca ionisé(p
une acidose locale)A jeun
Méthodescolorimétriques:q
Substances qui complexent le ca : complexe coloré
Dosage du calcium urinaireg
Diurèse de 24h prélevée sur HCL concentréDiurèse de 24h prélevée sur HCL concentré
V l llValeurs usuelles
Calcémie : 2,25 – 2,65 mmol/L (90 – 105 mg/L)
Calcium ionisé : 1,08 – 1,20 mmol/L
Calcium urinaire : 2,5 – 6,5 mmol/24h
Dissociation entre la calcémie totale et la calcémie ionisée
En cas d’Hypo protidémie :
le Calcium total: diminuéle Calcium total: diminué
Le Calcium libre ionisé : normal
Il existe un équilibre entrele calcium libre ioniséle calcium libre ioniséet le calcium ionisé fixé sur les protéines plasmatiquesles protéines plasmatiques
[Ca2+] [Albumine] KdKd =
[Ca lié à l’albumine][ ]
Si hyperalbuminémie (DEC) => transfert d’une partiedu calcium ionisé vers l’albuminedu calcium ionisé vers l’albumine => du calcium lié aux protéines
=> du calcium ionisé=> du calcium ionisé => stimulation de la PTH
=> normalisation du calcium ionisé=> normalisation du calcium ioniséAu total : du calcium total
Si hypo-albuminémie (HEC, insuffisancehépatocellulaire,syndrome néphrotique) :p , y p q )
effet inverse
Calcul de la calcémie corrigéeCalcul de la calcémie corrigéeen fonction de l’albuminémie :
Calcémie corrigée (mmol/L) = Calcémie mesurée + 0 02 [40 albuminémie (g/L)]Calcémie mesurée + 0,02 [40 – albuminémie (g/L)]
Relation protéines totales /calciumRelation protéines totales /calciumL’albumine n’est pas déterminée dans le cadre du ionogramme sanguindu ionogramme sanguin
⇒il faut se contenter, le plus souvent,⇒de la protidémie totale⇒de la protidémie totale ⇒pour le calcul de la calcémie corrigée.⇒ Ex : formule de PARFITT :⇒ Ex : formule de PARFITT :
Calcémie mesurée Calcémie corrigée =Calcémie corrigée 0,55 + Protidémie (g/L)
160
Intérêt sémiologique
L l d l l é iL l d l l é iLa valeur de la calcémie La valeur de la calcémie doit être interprétée en doit être interprétée en
d dd dregard de :regard de :La protéinémieLa protéinémie
Du pHDu pH
Intérêt clinique (suite)Intérêt clinique (suite)
⇒⇒Si hypoalbuminémie Si hypoalbuminémie ⇒⇒ ↓ Ca tot↓ Ca tot mais les tauxmais les taux
⇒⇒ de calcium ionisé sont peu ou pas affectésde calcium ionisé sont peu ou pas affectésp pp p
La liaison du calcium aux La liaison du calcium aux protéines plasmatiques protéines plasmatiques dépend du pHdépend du pHSi pH ↓Si pH ↓⇒⇒ ↓ Pr↓ Pr--Ca Ca ⇒⇒↑Ca2+↑Ca2+
Pathologies affectant la concentration duPathologies affectant la concentration duPathologies affectant la concentration du Pathologies affectant la concentration du calcium sérique:calcium sérique:
pH (acidose, alcalose)pH (acidose, alcalose)
ParathyroParathyroïde et thyroïde ïde et thyroïde (parathormone et(parathormone etcalcitonine)calcitonine)calcitonine)calcitonine)
Problèmes d’absorption intestinaleProblèmes d’absorption intestinaleProblèmes d absorption intestinale Problèmes d absorption intestinale (vitamine D)(vitamine D)Déficience en vitamine DDéficience en vitamine D (alimentaire)(alimentaire)Déficience en vitamine DDéficience en vitamine D (alimentaire)(alimentaire)
Maladies rénales sévèresMaladies rénales sévèresMaladies rénales sévèresMaladies rénales sévèresostéolysesostéolyses
H percalcémieHypercalcémie> 2.65mmol/l 2.65mmol/l
2 principales :
◙ cancers osseux (métastases ostéolytiques ou «PTH like» )
◙ hyper PTH primaire ( acidose hyperchlorémique )
Si > 3 mmol/l c’est une urgence : trouble de rythmeet arrêt cardiaque
Autres causes :Autres causes :
SarcoidoseSarcoidose
Immobilisation prolongéeImmobilisation prolongée
ThyrotoxicoseThyrotoxicose
Hypervitaminose DHypervitaminose D
HypocalcémieHypocalcémie< 2.20 mmol/l
2 causes principales :
Déficit parathyroidien ( post chirurgical,Idiopathique et pseudo hypoparathyroidisme
Déficit en Vit D ( carence d’apport,trouble deL’absorption insuffisance rénale chroniqueL absorption,insuffisance rénale chronique
Les variations du calcium ionisé sontparallèles à celles du calcium total saufparallèles à celles du calcium total saufen cas d’acidose ( il augmente )
A de l’intérêt encas des hyper PTH ditesNormo calcémiques
Hyper calciurie> 10mmol/24h> 10mmol/24h
Est constante en cas d’hypercalcémie ( en l’absence d’IR )
H l i i i iti d l’h jHyper calciurie primitive de l’homme jeune recherchée en cas de lithiase calcique
Hyper absorption intestinale
Hypo calciurie< 2 5 mmol/24h< 2.5 mmol/24h
IR évoluée
Rachitisme et ostéomalacie
Prise prolongée de diurétiques thiasidiques
Le phosphatep p
Anion intracellulaire etAnion intracellulaire et extracellulaire important
L’ ti l t d l’L’essentiel se trouve dans l’os
Dans le milieu extracellulaire
Existe sous forme libre
Dans le milieu extracellulaire
Existe sous forme libre( inorganique )
Ou
Lié à des molécules organiquesLié à des molécules organiques ( 20% liés à des protéines )
85% dans l’os : rôle structural85% dans l’os : rôle structural
Apport exogène : 800mg à 1400mg / jApport exogène : 800mg à 1400mg / j
Absorption passive +++
Transport actif stimulé par calcitriol ?
Elimination
Filtre librement dans le gloméruleglomérule
90 % est réabsorbé dans90 % est réabsorbé dans le TCP avec un Tm
Transport passif couplé au Naau Na
La réabsorption tubulaire est régulée
principalement par la PTH et par les apports de
phosphore.
PTH induit une phosphaturie
Restriction alimentaire en h hphosphore
↑ Ré b ti t b l i↑ Réabsorption tubulaire
H d iHormone de croissance
Répartition
- 85 % lié au calcium au niveau de l’os
- 14 % intracellulaire, dans les tissus mous14 % intracellulaire, dans les tissus mous
- 1 % dans le LEC
- Plasma : 4 mmol/l
Phosphate organique : ATP- Phosphate organique : ATP, phospholipides…etc
- Phosphate inorganique : (Pi)- Phosphate inorganique : (Pi)c’est ce qui est dosé 90 % Ultrafiltrable
DosageDosage
PhosphatémiePhosphatémieSujet à jeun méthode Sérum et enzymatiquey qplasmaHépariné dérivé coloré
Dosage dans les 2 h qui éviter l’hémolyseSuivent le prélèvement
Mé h d l i é i é if l bdiMéthodes colorimétriques avec un réactif molybdique Phosphomolybdate +++
Valeurs de référence
- Dans le plasma : 0,8 à 1,45 mmol/l
D l i 13 à 26 l/24h- Dans les urines : 13 à 26 mmol/24h
Variations physiologiquesVariations physiologiques
Variation avec l’age
Phosphatémie plus élevée chez le nourrissonle nourrisson
1,6 à 2,2 mmol/l
3 principales causes :
I ffi é l◙ Insuffisance rénale
◙ Maladies endocriniennes
◙ Affections diverses.
2- Maladies endocriniennes
- Hypo PTH
Hypo Ca et Hyper phosphorémieHypo Ca et Hyper phosphorémie
- Acromégalie- Diabète déséquilibréq
3 - Autres affections
Suites immédiates de fractures multiples
Destruction tissulaire importante( associée à une hyperkaliémie ) ( yp )
Une augmentation rapide d l h h é ide la phosphorémie
Hypocalcémie avecHypocalcémie avecSignes cliniques ( tétanie )
Hypophosphatémie
< 0.8 mmol/L chez ladulte< 1.4 mmol/L chez l’enfant
Symptômes cliniques si < 0 30 mmol/LSymptômes cliniques si < 0.30 mmol/L
Principaux mécanismes
di t ib ti i t☻ redistribution interne
☻ de l’excrétion urinaire
☻ de l’absorption intestinale
Redistribution interneAssociée à :Associée à :
♦ une alcalose respiratoire aigue
♦ une secrétions accrue d’insulineaprès administration de glucoseaprès administration de glucose
♦ récupération de l’acidocétose
de l’excrétion urinaire :
♠ hyper PTH ( primaire )
♠ de synthèse de Vit D ( hyper PTH secondaire )( y )
♠ anomalies congénitales♠ anomalies congénitales
Diminution de l’absorption
♥ utilisation chronique d’agentsliants le phosphatep p
♥ diarrhée chronique
Afflux important d’acides provenant deL’alimentation et de la respiration cellulaireL’alimentation et de la respiration cellulaire
pH varie dans des limites étroitesp
Moyens de lutte efficacesS tè t iSystèmes tampons , reins , poumons
Systèmes tampon
Le tamponnage n’élimine pas les ions hydrogèneil les met temporairement
De coté comme une éponge qui absorbe l’eau
C t L i éli i t l H+Ce sont Les organes qui éliminent les H+ ( reins et poumons )
L tè t l l i t t tLe système tampon le plus important est le couple bicarbonate/acide carbonique
HCO3- / H2CO3
H2CO3 est proportionnel au CO2 dissout ;lequel estdissout ;lequel est
Proportionnel à pCO2
Contrôle de la ventilation
Le contrôle de la ventilation est assuréepar des chémorécepteursp p
sensibles à la concentration en CO2, O2 et au pH , p
récepteurs centraux (bulbe rachidien) :récepteurs centraux (bulbe rachidien) : surtout sensibles au CO2 et au pH
le poumon élimine par jour environ 15 000 mmol d'ions H+15 000 mmol d ions H+
(le rein n'en élimine que 40-80 mmol)
Les paramètres utiles pour l’exploration Les paramètres utiles pour l’exploration des troubles acido basiquesdes troubles acido basiquesdes troubles acido basiquesdes troubles acido basiques
◙ bicarbonates
◙ Pco2
◙ PH
◙ Ionogramme sanguing g
bicarbonates
Les méthodes actuelles déterminentle CO2 total qui est souvent assimilé
aux bicarbonatesaux bicarbonates
Méthodes de dosage
Sang veineux : comme les paramètresd’ionogrammeg
Anaérobiose
Dosage réalisé dans les plus brefs délaisg p
Méthode enzymatique :
La plus utilisée
Après alcalinisation du plasma
CO2 bicarbonates
HCO3- + PEP OANADH
MALATENAD
Technique électrochimique
Après acidification CO2 ↑ qui diffuse
ÀÀ travers une membrane modification du
pH d’une solution alcaline
Mesurer le pHMesurer le pH
Méthode colorimétrique
H2SO4 libère le CO2
indicateur qui change de couleurindicateur qui change de couleur
Tendent à disparaître
Méthodes automatique( ét i )( gazométrie )
Sang artériel ou artériolisé prélevé surhéparine en anaérobiose strictep
Analyse immédiate maximum 1h à +4°c
GAZOMETRIE
pH, PCO2 et PO2 sont mesurés, SaO2 et HCO3- sont calculéset HCO3 sont calculés
Le CO2 total est :Le CO2 total est :calculé (dans la gazométrie) :
CO2 total = HCO3- + CO2 dissousCO2 total HCO3 CO2 dissousavec CO2 dissous = a PCO2 (a = 0,03
si PCO2 exprimée en mm Hg)si PCO2 exprimée en mm Hg)
mesuré (dans le ionogramme sanguin,mesuré (dans le ionogramme sanguin, sang veineux)
Valeurs de référenceValeurs de référenceBicarbonates :(mesurés)
Sang veineux : NNé 14 - 25 mmol/Lg
Nourrissons 18 - 27 mmol/lNourrissons 18 - 27 mmol/l
enfants 20 28 mmol/lenfants 20 - 28 mmol/l
adulte 22 - 29 mmol/lsi calculés : 21 à 26
Sang artériel : < 10 %
PH : S i 7 36 7 40Sang veineux : 7,36 - 7,40
Sang artériel : 7,38 - 7,42
Pco2 : Sang veineux : 42 - 48 mmHgg g
Sang artériel : 35 - 44 mmHgSang artériel : 35 44 mmHg
Terminologie
Acidose et alcalose : définissent des troubles acido basiques primaires
Ils peuvent être utilisés mêmeplorsque le pH est dans les limites
normalesnormales
Acidémie si pH sanguin < 7 35Acidémie si pH sanguin < 7,35
Alcalémie si pH sanguin > 7,45
Acidose : processus pathologique qui tendà faire baisser le pH sanguin.à faire baisser le pH sanguin.
Respiratoire : si le poumon est àl' i i d t bll'origine du trouble
(hypo et hypercapnies primitives)
Métabolique : si le trouble primaire estdû à l'accumulationdû à l accumulation
des H+ (acides fixes) ou à la perte de HCO3-
Compensée Aiguë Chroniquep g q
Acidose pH NHCO3 ↓
pH ↓HCO3 ↓
pH ↓HCO3 ↓
métaboliqueHCO3- ↓PaCO2 ↓
HCO3- ↓PaCO2 N
HCO3- ↓PaCO2 ↓
Alcalose pH NHCO3- ↑
pH ↑HCO3- ↑
pH ↑HCO3- ↑
métabolique PaCO2 ↑ PaCO2 N PaCO2 ↑Acidose pH N pH ↓ pH ↓
respiratoire
pHCO3- ↑PaCO2 ↑
p ↓HCO3- NPaCO2 ↑
p ↓HCO3- ↑PaCO2 ↑p ↑ ↑ ↑
Alcaloserespiratoire
pH NHCO3- ↓
pH ↑HCO3- N
pH ↑HCO3- ↓respiratoire HCO3 ↓
PaCO2 ↓HCO3 NPaCO2 ↓
HCO3 ↓PaCO2 ↓
Paramètres urinaires
pH urinaire
Acidité titrable
NH4+
Ionogramme urinaire( pour le calcul du trou anionique urinaire( p q
Na + k - cl )
Rôle du rein
Quatre mécanismes :
1 - élimination d'une idité lib (AL) é li blacidité libre (AL) : négligeable
2 é b ti d2 - réabsorption des bicarbonates : normalement
é b ti t t lréabsorption totale
3 éli i ti d' idité3 - élimination d'une acidité titrable (AT) : AT = 1/3 de la t t lité d H éli i étotalité des H+ éliminés
4 éli i ti d'i NH44 - élimination d'ions NH4+ : ammoniurie = 2/3 de la t t lité d H éli i étotalité des H+ éliminés
L' éti i i ttL'excrétion urinaire nette d'acide est égale à la
AL + AT + NH4+somme : AL + AT + NH4+ -HCO3-
Acidité libre
L'acidité libre (AL) est quantitativement peu importante. En q p p
effet :
Pour une diurèse/24h = 1,5 litre => 0,15 mmol H+/24h (soit < 1% de la totalité des (
H+ éliminés)
Sécrétion des ions H+ : TCD et tube collecteur
Acidité titrable(N : 10 - 30 mmol/24h)(N : 10 - 30 mmol/24h)
Définition : l'acidité titrableDéfinition : l acidité titrable correspond à la quantité de
NaOH (en mmol/L) nécessaireNaOH (en mmol/L) nécessaire pour ramener le pH urinaire à la
valeur du pH sanguinvaleur du pH sanguin.
Elle évalue surtout la quantitéElle évalue surtout la quantité d'ions H2PO4-
Ammoniurie(N : 30 - 50 mmol/24h)
En pathologie : jusqu'à 200 mmol/24h
C'est la forme majeure d'excrétion des ions H+ dans
les urines.
La grande majorité des ions NH4+ provient du NH3 libéré
dans le TCP et formé à partir de la glutamine
A é i ti d l' i iAppréciation de l'ammoniurie :
- mesure directe (difficile )( )
- détermination du trou- détermination du trou anionique urinaire : Na + K – Cl
Normalement > 0Normalement > 0
Si ammoniurie = 40 mmol/L
trou anionique urinaire= 30 mmol/L
Si acidose => augmentation NH4+=> augmentation des Cl-
(car Cl- est l'anion excrété préférentiellement avec NH4+)
=> [Cl-] > [Na+K] => trou anionique < O
ACIDOSES RESPIRATOIRESSi hypercapnie chronique :
ACIDOSES RESPIRATOIRES
les bicarbonates sont augmentés (jamais > 50 mmol/L) duaugmentés (jamais > 50 mmol/L) du fait de la compensation rénale qui
se traduit par :se traduit par :
-une augmentation de l'éliminationune augmentation de l élimination tubulaire des ions H+ sous forme
de NH4+de NH4+L'acidité titrable est peu modifiée
- une augmentation du seuil de réabsorption des bicarbonatesde réabsorption des bicarbonates (TCP). La chlorémie est diminuée pour maintenir l'électroneutralitépour maintenir l électroneutralité
(=> chlorurèse importante)
Si la compensation rénale est complète le pH sanguin peutcomplète, le pH sanguin peut revenir à des valeurs normales => l'acidose est compenséel acidose est compensée
ALCALOSES RESPIRATOIRESALCALOSES RESPIRATOIRES
Dans les alcaloses respiratoires chroniques
Le rein intervient :- en augmentant l'excrétion des
bicarbonates- en diminuant l'excrétion des
ions NH4+ et d'acidité titrable
ALCALOSES METABOLIQUES
ChlorurieChlorurie
Si chlorurie augmentée => onSi chlorurie augmentée => on élimine une origine gastrique
(vomissements) et on envisage la(vomissements) et on envisage la prise d'un diurétique
Si chlorurie diminuée => on envisage des pertes gastriques parenvisage des pertes gastriques par
vomissements
ALCALOSES METABOLIQUES
pH urinaire Permet de différencier :
ALCALOSES METABOLIQUES
pH urinaire. Permet de différencier :
⇒une alcalose métabolique avec pH urinaire⇒une alcalose métabolique avec pH urinaire⇒ ≥ 6,5 :
- apport excessif d'alcalins,
- alcalose de « reventilation »
ACIDOSES METABOLIQUESpH URINAIRE
En présence d'une acidose métabolique
théoriquement :
- une valeur < 5,5 est rencontrée dans les acidoses d'origine extrarénaleg
Le rein intervient en éliminant un maximum d'ions H+
- une valeur > 5,5 => l'acidose est d'origine grénale
Attention :acidité libre < 1% de l’élimination totale des protons => pH mauvais refletp p
d'autres facteurs peuvent influer sur la valeur du pH urinaire. Ex : infection urinaire à germe uréase (+) => formation d'ammoniaque => ↑pH
Donc : le pH urinaire n’est pas un bon critère pour apprécier la réponse rénale à une acidose métabolique
NH4+ urinaire. C'est la principale forme d'élimination des ions H+forme d élimination des ions H+
L’ammoniurie constitue le meilleurL ammoniurie constitue le meilleur paramètre pour apprécier la réponse
rénale à une charge aciderénale à une charge acide
- Si l'acidose est d'origine extrarénale- Si l acidose est d origine extrarénale [NH4+] > 70 mmol/L
- Si l'acidose est d'origine rénale : [NH4+] < 40 - 50 mmol/L[NH4+] < 40 50 mmol/L
Trou anionique urinaire = Na + K – ClTrou anionique urinaire = Na + K – Cl
Chez le sujet normal : valeur positiveChez le sujet normal : valeur positive
Si le rein augmente la production de NH4+Si le rein augmente la production de NH4+ => les Cl- vont augmenter (anion éliminé
préférentiellement)préférentiellement) => le trou anionique urinaire devient
négatifnégatif
Donc : trou anionique urinaire
bon reflet de l'élimination des NH4+.
Attention à l'excrétion d'autres cations indosés (lithium) ou anions ( )
indosés (corps cétoniques, carbénicilline) )