Biochimie clinique

Dans la mme collectionr

l

ImmunologieN. Genetet, coord., 3e dition, 1997HmatologieR. Fauchet, N. Ifrah, coord., 2e dition, 1995

Allergologie et immunologie cliniqueA.Sabbah, 1994

Virologie mdicaleR. Crainic, J.-C. Nicolas, coord., 1993

Chez le mme diteurLe technicien d'analyses biologiques : guide thorique et pratiqueJ. Braud, coord., 2000

Le magnsium en biologie et en mdecine. Durlach, M. Bara, 2e dition, 2000

Aide-mmoire de biochimie et de biologie molculaireF. Widmer, R. Beffa, 2e dition, 2000

Les mitochondries : biologie et incidences physiopathologiquesC. Delbart, 2000

L'assurance qualit dans les laboratoires agroalimentaires et pharmaceutiquesM. Feinberg, coord., 1999

Collection Biologie mdic

Biochimie clinique2e dition

COORDONNATEUR

Pierre Valdigui

professeur de biochimie mdicale l'universit Paul-Sabatier de Toulouse,facult de mdecine de Rangueil,

mdecin biologiste des hpitaux de Toulouse, chef de service de biochimiehpital universitaire de Rangueil,

mdecin rhumatologue

Minter

ditionsdicalesnationales

Alle de la Croix BosseF-94234 Cachan cedex

COORDONNATEUR

Pierre Valdigui

professeur de biochimie mdicale l'universit Paul-Sabatier de Toulouse, facult demdecine de Rangueil, mdecin biologiste des hpitaux de Toulouse, chef de service debiochimie, l'hpital universitaire de Rangueil, mdecin rhumatologue

AUTEURS

France de la FargeDocteur en pharmacie

Marie-Laure SoleraDocteur en pharmacie

Michel LagenteDocteur en mdecine

Jacques de GraeveDocteur en mdecine

Matres de confrences l'universit Paul-Sabatier de Toulouse, facult de mdecine deRangueil.Praticiens hospitaliers, biologistes des Hpitaux de Toulouse, hpital universitaire deRangueil, service de biochimie.

Thierry LevadeDocteur en mdecine. Directeur de recherches Inserm.

AVEC LA COLLABORATION DE

Eve DuplantierSecrtaire mdicale

Danile DominguezSecrtaire mdicale

IntroductionPierre Valdigui

La chimie des urines puis du sang et des humeurs a t pendant longtemps laseule discipline de la biologie mdicale . L'hmatologie, la microbiologie,l'immunologie se sont ensuite fortement dveloppes et se regroupent souventmaintenant au ct de la biochimie, dans le cadre moderne de la biologie mol-culaire. La biochimie clinique associe la chimie physiologique, la chimiesmiologique et la biologie molculaire.

Nous dcrirons seulement les deux premires dans cet ouvrage en les asso-ciant d'ailleurs dans chaque chapitre pour illustrer au mieux, aprs des rappelsfondamentaux de physiologie, de physicochimie ou de biochimie mtabolique,les mthodes d'exploration utilises au laboratoire d'analyses mdicales etles variations observes chez l'individu malade.

En effet la mdecine moderne s'appuie de plus en plus sur les examens para-cliniques d'imagerie (radiographie et tomographie traditionnelles, tomodensito-graphie informatise ou scanner , chographie ultrasonore et imagerie parrsonance magntique) et de biologie multidisciplinaire.

1 Cet ouvrage doit donc tre considr comme un livre de smiologie mdi-| cale, o de nombreux paramtres biologiques sont dcrits, pour tous lesquels lelecteur n'est pas ncessairement familiaris. Il peut toutefois servir aussi decomplment d'approche clinique au lecteur issu d'autres formations que lamdecine ou la pharmacie.

Table des matires

Introduction................................................................................................................... V

Chapitre 1quilibre hydrolectrolytique 11. Rappels physiologiques et physicochimiques.......................................................... 1

1.1. Bilan de l'eau et des substances minrales..................................................... 11.1.1. Teneur des organismes en eau et sels minraux................................ 11.1.2. Besoins en eau et en sels................................................................... 21.1.3. Apports.............................................................................................. 21.1.4. tats de l'eau dans l'organisme......................................................... 31.1.5. Rles de l'eau.................................................................................... 31.1.6. limination de l'eau et des sels minraux......................................... 3

1.2. Units employes........................................................................................... 51.3. Rpartition de l'eau et des sels Grands compartiments liquidiens............ 5

1.3.1. Compartiment extracellulaire............................................................ 61.3.2. Compartiment intracellulaire............................................................. 7

1.4. changes d'eau et d'lectrolytes.................................................................... 81.4.1. Mcanisme des changes .................................................................. 81.4.2. Rgulation des changes................................................................... 9

2. Exploration de l'quilibre hydrominral.................................................................. 112.1. Mesures des volumes hydriques..................................................................... 11

2.1.1. Principes gnraux............................................................................ 112.1.2. Mthodes........................................................................................... 11

2.2. Mesures des lectrolytes................................................................................. 132.2.1. Osmolarit et osmolalit plasmatiques Cryoscopie ..................... 132.2.2. Dtermination spare des lectrolytes lonogramme

Bilan lectrolytique........................................................................... 133. Applications pathologiques. Grands syndromes de perturbation de l'quilibre

hydrominral............................................................................................................ 163.1. Hyperhydratation extracellulaire dmes................................................ 16

3.1.1. Mcanismes et physiopathologie ...................................................... 163.1.2. Principales tiologies......................................................................... 17

3.2. Syndromes de dshydratation......................................................................... 18

Vffl____________________________________Biochimie clinique

3.2.1. Dshydratation extracellulaire........................................................... 183.2.2. Dshydratation intracellulaire........................................................... 20

4. Approche technologique Principales mthodes de dosage................................. 214.1. Cations plasmatiquessodium et potassium............................................... 21

4.1.1. Photomtrie de flamme..................................................................... 214.1.2. Potentiomtrielectrodes slectives............................................ 234.1.3. Techniques colorimtriques............................................................... 254.1.4. Techniques enzymatiques.................................................................. 254.1.5. Rpartition des mthodes de dosage en France................................. 25

4.2. Dosage de l'anion chlorure ............................................................................ 254.2.1. Mthodologies................................................................................... 254.2.2. Rpartition des techniques ................................................................ 27

4.3. Dosage de l'anion bicarbonate....................................................................... 274.3.1. Mthodes de dosage.......................................................................... 274.3.2. Rpartition des techniques ................................................................ 28

4.4. Dtermination de l'hmatocrite...................................................................... 29Rfrences bibliographiques........................................................................................... 30

Chapitre 2quilibre acidobasique 311. Rappels physicochimiques....................................................................................... 31

1.1. pH................................................................................................................... 311.2. Systmes tampons et quation d'Henderson-HasselbaIch............................. 321.3. Formes de transport du CO^ sanguin ............................................................. 33

1.3.1. CO^ dissous....................................................................................... 331.3.2. CO^ l'tat de carbamate.................................................................. 341.3.3. CO, l'tat de carbonate acide (ou bicarbonate).............................. 34

2. Rgulation de l'quilibre acidobasique.................................................................... 342.1. Systmes tampons......................................................................................... 34

2.1.1. Systmes tampons plasmatiques....................................................... 352.1.2. Systmes tampons globulaires........................................................... 36

2.2. Rgulation physiologique du pH.................................................................... 372.2.1. Rgulation pulmonaire...................................................................... 372.2.2. Rgulation rnale............................................................................... 39

3. Exploration biochimique.......................................................................................... 413.1. Prlvement.................................................................................................... 413.2. Mesures de trois paramtres : pH, POy PCO .^.............................................. 42

3.2.1. Mesure du pH.................................................................................... 423.2.2. Mesure de la p0 .^.............................................................................. 443.2.3. Mesure de la pCO .^........................................................................... 46

3.3. Calcul des autres paramtres.......................................................................... 483.3.1. Concentration en bicarbonates.......................................................... 483.3.2. Bicarbonates standard ....................................................................... 483.3.3. Concentration en CO^ total............................................................... 483.3.4. Bases tampons................................................................................... 483.3.5. Excs de base .................................................................................... 493.3.6. Saturation en 0 .^............................................................................... 49

Table des matires IX*

3.4. Reprsentation graphique : diagramme de Davenport................................... 494. Dsquilibres acidobasiques .................................................................................... 50

4.1. Acidose mtabolique...................................................................................... 514.1.1. tiologies........................................................................................... 514.1.2. Compensation physiologique............................................................ 524.1.3. Tableau clinique ................................................................................ 534.1.4. Tableau biologique............................................................................ 534.1.5. Traitement......................................................................................... 53

4.2. Acidose respiratoire........................................................................................ 544.2.1. tiologies........................................................................................... 544.2.2. Compensation physiologique............................................................ 544.2.3. Tableau clinique ................................................................................ 554.2.4. Tableau biologique............................................................................ 554.2.5. Traitement......................................................................................... 55

4.3. Alcalose mtabolique..................................................................................... 564.3.1. tiologies........................................................................................... 564.3.2. Compensation physiologique............................................................ 564.3.3. Tableau clinique ................................................................................ 574.3.4. Tableau biologique............................................................................ 574.3.5. Traitement......................................................................................... 57

4.4. Alcalose respiratoire....................................................................................... 57i 4.4.1. tiologie............................................................................................ 57

4.4.2. Compensation physiologique............................................................ 584.4.3. Tableau clinique ................................................................................ 584.4.4. Tableau biologique............................................................................ 58

4.5. Syndromes mixtes......................................................................................... 585. Conclusion................................................................................................................ 59Rfrences bibliographiques........................................................................................... 59

Chapitre 3Mtabolisme phosphocalcique 61

1. Mtabolisme du calcium et du phosphore................................................................ 621.1. Calcium.......................................................................................................... 62

1.1.1. Bilan des changes calciques : le cycle du calcium.......................... 621.1.2. Besoins calciques et apports alimentaires......................................... 631.1.3. Absorption intestinale ....................................................................... 631.1.4. Rpartition dans l'organisme............................................................. 641.1.5. limination........................................................................................ 65

1.2. Phosphore....................................................................................................... 661.2.1. Besoins en phosphates et apports alimentaires ................................. 661.2.2. Absorption......................................................................................... 661.2.3. Rpartition dans l'organisme............................................................. 66

1.2.4. limination........................................................................................ 672. Rgulation du mtabolisme phosphocalcique.......................................................... 67

2.1. Sites de rgulation.......................................................................................... 682.1.1. Tube digestif...................................................................................... 682.1.2. Os...................................................................................................... 68

X___________________________________Biochimie clinique

2.1.3. Rein................................................................................................... 722.2. Hormones permettant la rgulation................................................................ 73

2.2.1. Parathormone.................................................................................... 732.2.2. Calcitonine........................................................................................ 742.2.3. Vitamine D........................................................................................ 752.2.4. Autres hormones ............................................................................... 79

3. Exploration du mtabolisme phosphocalcique......................................................... 793.1. Exploration statique........................................................................................ 79

3.1.1. Calcium et phosphore sanguins......................................................... 793.1.2. Exploration de l'limination rnale du calcium................................ 793.1.3. Exploration de l'limination rnale des phosphates.......................... 803.1.4. Dosage du calcium ionis.................................................................. 813.1.5. Activit des phosphatases alcalines................................................... 823.1.6. Ostocalcine...................................................................................... 823.1.7. Propeptide C-terminal du procollagne I.......................................... 823.1.8. Hydroxyprolinurie (OHp)................................................................. 823.1.9. Tlopeptides C et N-terminaux......................................................... 833.1.10. Pyridinolines.................................................................................... 833.1.11. Dosage de la parathormone............................................................. 833.1.12. AMP cyclique nphrognique......................................................... 843.1.13. Dosage de la calcitonine.................................................................. 843.1.14. Dosages des mtabolites de la vitamine Dg .................................... 84

3.2. Exploration dynamique.................................................................................. 843.2.1. preuve la PTH exogne................................................................ 853.2.2. Test de PAK....................................................................................... 853.2.3. Hypercalciurie provoque................................................................. 85

4. Variations pathologiques.......................................................................................... 864.1. Variations de la calcmie................................................................................ 86

4.1.1. Hypercalcmies................................................................................. 864.1.2. Hypocalcmies.................................................................................. 88

4.2. Variation de la phosphormie......................................................................... 894.2.1. Hyperphosphormies......................................................................... 894.2.2. Hypophosphormies.......................................................................... 90

4.3. Perturbations mtaboliques de l'os ................................................................ 914.3.1. Ostomalacie ou hyperostodose..................................................... 914.3.2. Ostoporose ou hypo-ostoidose....................................................... 92

5. Mthodes de dosage................................................................................................. 945.1. Dosage de la calcmie.................................................................................... 94

5.1.1. Mthodes colorimtriques................................................................. 945.1.2. Mthodes physiques.......................................................................... 945.1.3. Mthodes potentiomtriques............................................................. 95

5.2. Dosage du calcium ionis............................................................................... 955.3. Dosage du calcium urinaire............................................................................ 965.4. Dosage des phosphates inorganiques sanguins et urinaires........................... 96

5.4.1. Rduction du phosphomolybdate...................................................... 965.4.2. Colorimtrie directe du phosphomolybdate...................................... 965.4.3. Colorimtrie du phosphovanadomolybdate....................................... 965.4.4. Mthodes enzymatiques.................................................................... 96

5.5. Rpartition des techniques de dosage en 1998............................................... 97Rfrences bibliographiques........................................................................................... 98

Table des matires XI

Chapitre 4Mtabolisme du fer 99

1. Mtabolisme du fer .................................................................................................. 991.1. Rpartition dans l'organisme ......................................................................... 991.2. Cycle du fer.................................................................................................... 1001.3. Besoins en fer................................................................................................. 1011.4. Absorption du fer........................................................................................... 1021.5. Transport du fer dans le plasma..................................................................... 1021.6. Utilisation mtabolique. Fer actif................................................................... 1031.7. Rserves en fer de l'organisme ...................................................................... 104

1.7.1. Ferritine............................................................................................. 1041.7.2. Hmosidrine.................................................................................... 105

1.8. Rgulation du mtabolisme cellulaire du fer.................................................. 1062. Exploration du mtabolisme du fer.......................................................................... 106

2.1. Dosage du fer srique : sidrmie.................................................................. 1062.2. Capacit totale de fixation de la transferrine (CTF)....................................... 1072.3. Capacit latente de fixation (CLF)................................................................ 1072.4. Coefficient de saturation de la transferrine (CS)............................................ 1072.5. Dosage de la transferrine................................................................................ 1072.6. Dosage de la ferritine plasmatique : ferritinmie........................................... 108

2.6.1. Hypoferritinmie................................................:.............................. 1082.6.2. Hyperferritinmie.............................................................................. 108

2.7. Dosage des rcepteurs solubles de la transferrine (RsTf).............................. 1092.8. Les tudes ferrocintiques.............................................................................. 109

^ 3. Variations pathologiques.......................................................................................... 1093.1. Carences martiales.......................................................................................... 110

3.1.1. tiologies........................................................................................... 1103.1.2. Biologie............................................................................................. 1103.1.3. Cas particulier des anmies inflammatoires ................................. 111

3.2. Surcharges en fer............................................................................................ 1123.2.1. Hmochromatose gntique.............................................................. 1123.2.2. Surcharges secondaires en fer........................................................... 114

4. Techniques de dosage............................................................................................... 1154.1. Fer plasmatique (ou srique).......................................................................... 1154.2. Transferrine.................................................................................................... 1164.3. Ferritine plasmatique...................................................................................... 116

Rfrences bibliographiques........................................................................................... 117

Chapitre 5Mtabolisme du magnsium, du cuivre et du lithium 119

Sous-chapitre 1 : Magnsium............................................................................... 119

1. Notions physiologiques et biochimiques fondamentales......................................... 1191.1. Rpartition...................................................................................................... 119

XII__________________________________Biochimie clinique

1.2. Origine du magnsium................................................................................... 1201.3. Mtabolisme et action biochimique ............................................................... 120

2. Exploration............................................................................................................... 1212.1. Mthodes de dosages...................................................................................... 1212.2. Valeurs usuelles.............................................................................................. 121

3. Variations pathologiques.......................................................................................... 1213.1. Hypermagnsimies....................................................................................... 1213.2. Hypomagnsimies........................................................................................ 122

3.2.1. Spasmophilie..................................................................................... 1223.2.2. Autres origines .................................................................................. 123

3.3. Variations urinaires......................................................................................... 123

Sous-chapitre 2 ; Cuivre......................................................................................... 124

1. Mtabolisme............................................................................................................. 1241.1. Besoins........................................................................................................... 1241.2. Apports, absorption........................................................................................ 1241.3. Transport sanguin........................................................................................... 1251.4. Rpartition dans l'organisme......................................................................... 1251.5. limination..................................................................................................... 1251.6. Rle mtabolique............................................................................................ 126

2. Exploration............................................................................................................... 1262.1. Prlvement et techniques.............................................................................. 1262.2. Valeurs usuelles.............................................................................................. 126

3. Variations pathologiques.......................................................................................... 127

Sous-chapitre 3 : Lithium...................................................................................... 128

1. Mtabolisme............................................................................................................. 1282. Exploration............................................................................................................... 129Rfrences bibliographiques........................................................................................... 131

Chapitre 6Mtabolisme des glucides 133

1. Notions physiologiques et biochimiques fondamentales......................................... 1331.1. Glycmie........................................................................................................ 133

1.1.1. Origine du glucose sanguin............................................................... 1331.1.2. Facteurs de rgulation de la glycmie............................................... 136

1.2. Mtabolisme et action biochimique de l'insuline .......................................... 1381.2.1. Mtabolisme...................................................................................... 1381.2.2. Action biochimique ....................>...................................................... 140

2. Exploration de la glycorgulation............................................................................ 1422.1. Glycosurie...................................................................................................... 142

2.1.1. Dpistage........................................................................................... 1422.1.2. Mcanisme........................................................................................ 143

2.2. Glycmie........................................................................................................ 1432.2.1. Mthodes de dosage.......................................................................... 144

Table des matires Xffl

2.2.2. Valeurs usuelles................................................................................. 1452.3. preuves dynamiques et dosages complmentaires....................................... 146

2.3.1. preuves d'hyperglycmie provoque.............................................. 1462.3.2. Hyperglycmies provoques sensibilises ........................................ 1482.3.3. preuves d'hypoglycmie................................................................. 1482.3.4. Dosages et preuves complmentaires.............................................. 1482.3.5. Autres examens................................................................................. 150

3. Variations pathologiques.......................................................................................... 1533.1. Hypoglycmies............................................................................................... 1533.2. Hyperglycmies.............................................................................................. 153

3.2.1. Dfinition.......................................................................................... 1533.2.2. Physiopathologie............................................................................... 1543.2.3. Classification..................................................................................... 154

4. Annexes.................................................................................................................... 157Rfrences bibliographiques........................................................................................... 159

Chapitre 7Mtabolisme des lipides et des lipoprotines 161

1. Structure des lipoprotines....................................................................................... 1611.1. Classification des lipoprotines...................................................................... 1621.2. Classification des apolipoprotines................................................................ 163

2. Mtabolisme des lipoprotines................................................................................. 1642.1. Apports lipidiques endognes........................................................................ 1642.2. Apports lipidiques exognes .......................................................................... 1652.3. Mtabolisme des lipoprotines riches en triglycrides.................................. 165

2.3.1. Origines des chylomicrons et des VLDL.......................................... 1652.3.2. Devenir des chylomicrons et VLDL.................................................. 165

2.4. Devenir des LDL............................................................................................ 1662.5. Mtabolisme des HDL ................................................................................... 1672.6. Lipoparticules................................................................................................. 1692.7. Rgulation hormonale.................................................................................... 169

3. Bilan lipidique.......................................................................................................... 1703.1. Bilan lipidique systmatique.......................................................................... 1703.2. Bilan lipidique orient.................................................................................... 1703.3. Paramtres lipidiques..................................................................................... 171

3.3.1. Aspect du srum................................................................................ 1713.3.2. Dosage des triglycrides.................................................................... 1713.3.3. Dosage du cholestrol....................................................................... 1723.3.4. Dosage des phospholipides ............................................................... 1733.3.5. Dosage des acides gras libres............................................................ 1743.3.6. Dosage du cholestrol HDL.............................................................. 1743.3.7. valuation du cholestrol des LDL................................................... 1743.3.8. Dosage des apoprotines AI et B ...................................................... 1753.3.9. Dosage de la lipoparticule AI............................................................ 1753.3.10. Dosage de la Lp (a)......................................................................... 1763.3.11. lectrophorse des lipoprotines..................................................... 176

4. Principales dyslipoprotinmies............................................................................... 177

XIV__________________________________Biochimie clinique

4.1. Hyperlipoprotinmies familiales.................................................................. 1774.1.1. Hypercholestrolmies essentielles................................................... 1784.1.2. Hyperlipmies mixtes........................................................................ 1784.1.3. Hypertriglycridmies familiales...................................................... 1794.1.4. Autres hyperlipoprotinmies familiales........................................... 179

4.2. Dyslipoprotinmies secondaires................................................................... 1814.2.1. Pathologies mtaboliques et hyperlipoprotinmies secondaires ..... 1814.2.2. Pathologies hormonales..................................................................... 1824.2.3. Hyperlipoprotinmies iatrognes..................................................... 183

4.3. Notions thrapeutiques................................................................................... 1834.3.1. Traitement dittique......................................................................... 1834.3.2. Traitements mdicamenteux.............................................................. 185

5. Conclusion................................................................................................................ 186Rfrences bibliographiques........................................................................................... 186

Chapitre 8Gnralits sur le mtabolisme azot 187

1. Besoins et apports protiques................................................................................... 1871.1. Besoins quantitatifs........................................................................................ 1871.2. Besoins qualitatifs.......................................................................................... 188

1.2.1. Aminoacides indispensables............................................................. 1881.2.2. Vitamines........................................................................................... 188

2. Digestion et absorption intestinale........................................................................... 1892.1. Digestion des protines alimentaires.............................................................. 1892.2. Absorption intestinale des acides amins....................................................... 189

3. Utilisation mtabolique............................................................................................ 1903.1. Biosynthses protiques................................................................................. 1903.2. Noglucognse............................................................................................. 191

4. Catabolisme et limination azote........................................................................... 1914.1. Excrtion azote............................................................................................. 1914.2. Origine de l'limination azote sous forme urique ...................................... 191

4.2.1. Thorie de l'usure et de la dgradation............................................. 1924.2.2. Thorie du mtabolisme azot permanent......................................... 192

4.3. Catabolisme du radical amin des aminoacides............................................. 1944.3.1. Dsamination des acides amins....................................................... 1944.3.2. Urognse hpatique ....................................................................... 194

5. Rgulation hormonale.............................................................................................. 1955.1. Facteurs anabolisants...................................................................................... 195

5.1.1. Facteurs hormonaux.......................................................................... 1955.1.2. Facteurs de croissance et cytokines................................................... 196

5.2. Facteurs catabolisants..................................................................................... 1965.2.1. Glucocorticodes................................................................................ 1965.2.2. Hormones thyrodiennes ................................................................... 196

Table des matires __ XV

Chapitre 9Protines plasmatiques 197

1. Principales protines plasmatiques.......................................................................... 1971.1. Srum-albumine............................................................................................. 1971.2. Glycoprotines............................................................................................... 198

1.2.1. Protines de transport........................................................................ 1981.2.2. Antiprotases..................................................................................... 1991.2.3. Immunoglobulines............................................................................. 2001.2.4. Microglobulines................................................................................. 203

1.3. Marqueurs d'une pathologie cellulaire........................................................... 2031.3.1. Protines de l'inflammation.............................................................. 2031.3.2. Marqueurs tumoraux......................................................................... 2061.3.3. Marqueurs non enzymatiques de la souffrance myocardique........... 210

2. Exploration............................................................................................................... 2142.1. Dosages protiques......................................................................................... 214

2.1.1. Protidmie totale ............................................................................... 2142.1.2. Dosage de protines particulires...................................................... 215

2.2. lectrophorse des protines plasmatiques.................................................... 2172.2.1. Protinogramme................................................................................ 2172.2.2. Immunolectrophorse et immunofixadon....................................... 218

2.3. tude de la protinurie................................................................................... 219Variations pathologiques.......................................................................................... 2223.1. Hypoprotinmies.......................................................................................... 222

3.1.1. Hypoalbuminmies............................................................................ 2223.1.2. Hypogammaglobulinmies................................................................ 223

3.2. Hyperprotinmies hyperglobulinmies.................................................... 2243.2.1. Hyperglobulinmies diffuses et polyclonales.................................... 2243.2.2. Dysglobulinmies monoclonales....................................................... 225

Aperu technologique sur les immunodosages........................................................ 227p. 4.1. tude directe des effets de la raction antigne-anticorps............................. 227

4.1.1. Mthodes de prcipitation................................................................. 2274.1.2. Mthodes d'agglutination.................................................................. 228

4.2. tude de la raction antigne-anticorps grce au signal mis par un ractifmarqu............................................................................................................ 2294.2.1. Dosages en phase htrogne. Mesure de la distribution du ractif

marqu.............................................................................................. 2294.2.2. Dosages en phase homogne. Mesure par modulation de l'activit

du ractif marqu............................................................................... 2324.2.3. Techniques de localisation microscopique........................................ 233

4.3. Observation d'un effet biologique de la raction immunitaire....................... 233Rfrences bibliographiques........................................................................................... 234

Chapitre 10Enzymes plasmatiques 235

1. Classification des enzymes plasmatiques................................................................. 2361.1. Enzymes spcifiquement plasmatiques.......................................................... 237

XVI ______ _______________________Biochimie clinique

1.1.1. Cruloplasmine................................................................................ 2371.1.2. Lipoprotine lipase............................................................................ 2371.1.3. Enzymes de la coagulation et de la fibrinolyse................................. 237

1.2. Les enzymes non spcifiquement plasmatiques............................................. 2381.2.1. Enzymes d'excrtion......................................................................... 2381.2.2. Enzymes cellulaires........................................................................... 238

2. Problmes rencontrs en enzymologie clinique....................................................... 2382.1. Spcificit d'organe........................................................................................ 2382.2. Expression des rsultats ................................................................................. 239

2.2.1. Unit internationale........................................................................... 2392.2.2. Principe gnral de la mesure d'une activit..................................... 2412.2.3. Standardisation des mthodes de mesure d'activit enzymatique..... 242

3. Principales enzymes d'intrt clinique..................................................................... 2433.1. Phosphatases................................................................................................... 243

3.1.1. Phosphatases alcalines....................................................................... 2433.1.2. Isoenzymes des phosphatases alcalines............................................. 2453.1.3. 5' nuclotidase................................................................................... 2463.1.4. Phosphatases acides........................................................................... 247

3.2. Transaminases................................................................................................ 2473.2.1. Transaminase glutamo oxaloactique ou L-aspartate : 2 oxoglu-

tarate aminotransfrase...................................................................... 2473.2.2. Transaminase glutamo-pyruvique ou alanine amino-transfrase...... 2483.2.3. Variations pathologiques des transaminases ..................................... 249

3.3. Lactate dshydrognase.................................................................................. 2503.3.1. Rle................................................................................................... 2503.3.2. Variations pathologiques................................................................... 2503.3.3. Dtermination de l'activit enzymatique de la lactate dshy-

drognase........................................................................................... 2513.4. Isoenzymes des LDH ..................................................................................... 251

3.4.1. tude lectrophortique globale........................................................ 2523.4.2. a-hydroxybutyrate dshydrognase.................................................. 252

3.5. Cratine kinase............................................................................................... 2533.5.1. Rle................................................................................................... 2533.5.2. Valeurs usuelles................................................................................. 2533.5.3. Variations pathologiques................................................................... 2533.5.4. Dtermination de l'activit enzymatique de la cratine kinase......... 253

3.6. Isoenzymes de la CK...................................................................................... 2543.6.1. CK .^.........................................................-....-.................---- 254

3.7. Isoformes de la CK......................................................................................... 2553.8. Macro-CK........................................................................................................ 2553.9. Amylase.......................................................................................................... 256

3.9.1. Rle................................................................................................... 2563.9.2. Valeurs usuelles................................................................................. 2563.9.3. Variations pathologiques................................................................... 2563.9.4. Dtermination de l'activit enzymatique de l'amylase..................... 257

3.10. Lipase........................................................................................................... 2573.10.1. Rle................................................................................................. 2573.10.2. Valeurs usuelles............................................................................... 2573.10.3. Variations pathologiques................................................................. 2573.10.4. Dtermination de l'activit enzymatique de la lipase ..................... 258

Table des matires___________________________________XVII

3.11. 'y-glutamyl transfrase.................................................................................. 2583.11.1. Rle................................................................................................. 258

L 3.11.2. Valeurs usuelles............................................................................... 258P1' 3.}}.3. Variations pathologiques................................................................. 258

3.11.4. Dtermination de l'activit enzymatique de la -y-glutamyl trans-frase............................................................................................... 259

3.12. Aldolase........................................................................................................ 2593.12.1. Rle................................................................................................. 2593.12.2. Valeurs usuelles............................................................................... 2603.12.3. Variations pathologiques................................................................. 2603.12.4. Dtermination de l'activit enzymatique de l'aldolase................... 260

4. Synthse clinique ..................................................................................................... 2604.1. Intrt des enzymes et des autres marqueurs en cardiologie.......................... 2604.2. Intrt des enzymes en hpatologie................................................................ 262

4.2.1. Cytolyse............................................................................................. 2624.2.2. Rtention biliaire............................................................................... 264

4.3. Enzymes musculaires..................................................................................... 265Rfrences bibliographiques........................................................................................... 266

1^ Chapitre 11

Constituants azots non protiques 267

1. Ure.......................................................................................................................... 2671.1. Rappels physiologiques.................................................................................. 268

' 1.2. Mthodes d'exploration.................................................................................. 2691.2.1. Dtermination de l'ure sanguine et urinaire...........................:........ 2691.2.2. Interprtation du taux de l'ure sanguine et urinaire......................... 269

1.3. Variations pathologiques................................................................................ 2701.3.1. Azotmies rnales ............................................................................. 2701.3.2. Azotmies d'autres origines.............................................................. 2711.3.3. Diagnostic tiologique d'une hyperazotmie chronique................... 271

1.4. Dosages de l'ure plasmatique et urinaire...................................................... 2721.4.1. Mthode l'hypobromite.................................................................. 2721.4.2. Mthode la diactylmonoxime.............................................'.......... 2721.4.3. Mthodes enzymatiques.................................................................... 272

1.5. Rpartition des techniques. Contrle de qualit national............................... 2732. Cratinine................................................................................................................. 273

2.1. Rappels physiologiques.................................................................................. 2742.1.1. Origine mtabolique.......................................................................... 2742.1.2. Comportement de la cratinine au niveau du nphron...................... 274

2.2. Mthodes d'exploration.................................................................................. 2752.2.1. Dterminations de la cratinine sanguine et urinaire........................ 2752.2.2. Clairance............................................................................................ 275

2.3. Signification des variations pathologiques..................................................... 2762.3.1. Valeur diagnostique dans le cadre du syndrome biologique de

rtention azote................................................................................. 2772.3.2. Valeur pronostique et surveillance de la thrapeutique..................... 277

2.4. Mthodes de dosage....................................................................................... 2772.4.1. Raction de Jaff. Coloration picrique.............................................. 277

XVin_________________________________Biochimie clinique

2.4.2. Mthodes enzymatiques.................................................................... 2772.5. Contrle de qualit national........................................................................... 279

2.5.1. Techniques cintiques directes.......................................................... 2792.5.2. Techniques enzymatiques.................................................................. 279

3. Ammoniac................................................................................................................ 2793.1. Origines biochimiques et destines................................................................ 2793.2. Exploration..................................................................................................... 280

3.2.1. Prlvement sanguin ......................................................................... 2803.2.2. Valeurs physiologiques de l'ammonimie......................................... 2803.2.3. Ammoniurie...................................................................................... 280

3.3. Variations pathologiques de l'ammonimie................................................... 2803.3.1. Chez le nouveau-n........................................................................... 2803.3.2. Chez l'adulte..................................................................................... 281

3.4. Mthodes de dosage....................................................................................... 2823.4.1. Dtermination colorimtrique........................................................... 2823.4.2. Dosage enzymatique ......................................................................... 282

4. Bilirubine.................................................................................................................. 2824.1. Rappels biochimiques .................................................................................... 283

4.1.1. Transfert hpatique............................................................................ 2834.1.2. Mtabolisme hpatique ..................................................................... 2834.1.3. Sort intestinal..................................................................................... 283

4.2. Exploration..................................................................................................... 2844.3. Variations pathologiques................................................................................ 284

4.3.1. Ictres bilirubine libre, non conjugue ou indirecte....................... 2854.3.2. Ictres bilirubine directe. Ictres par rtention............................... 2864.3.3. Ictres bilirubine mixte................................................................... 286

4.4. Mqthodes de dosage....................................................................................... 2875. Acide urique............................................................................................................. 288

5.1. Rappels biochimiques et physiologiques ....................................................... 2885.1.1. Origines endogne et exogne de l'acide urique............................... 2885.1.2. tat de l'acide urique......................................................................... 2895.1.3. limination........................................................................................ 290

5.2. Exploration..................................................................................................... 2905.2.1. L'uricmie......................................................................................... 2905.2.2. L'uricurie ou uraturie..........................................................;.............. 2915.2.3. Clairance............................................................................................ 291

5.3. Applications pathologiques Hyperuricmies ............................................ 2915.3.1. tiologies des hyperuricmies........................................................... 2915.3.2. Manifestations cliniques.................................................................... 291

5.4. Mthodes de dosage....................................................................................... 292Rfrences bibliographiques........................................................................................... 293

Chapitre 12Exploration fonctionnelle hpatique 295

1. Rappel des grandes fonctions hpatiques................................................................. 2951.1. Fonction excrtrice......................................................................................... 295

1.1.1. Fonction biliaire ................................................................................ 2951.1.2. Fonction d'puration plasmatique..................................................... 296

Table des matires____________________________________XIX

1.1.3. Fonction de dtoxication et de conjugaison...................................... 2961.2. Fonctions mtaboliques. Recherche de l'insuffisance cellulaire.................... 296

1.2.1. Mtabolisme glucidique.................................................................... 2961.2.2. Mtabolisme protique...................................................................... 296

1.3. Recherche d'une cytolyse............................................................................... 2971.4. Tests divers..................................................................................................... 297

2. Choix des tests hpatiques indispensables............................................................... 2972.1. Dosage de la bilirubine srique...................................................................... 2972.2. Dtermination de l'activit des transaminases............................................... 2982.3. Mesure de l'activit de la -y-GT ..................................................................... 2982.4. Dtermination de l'activit des phosphatases alcalines ................................. 2982.5. lectrophorse des protines sriques............................................................ 2982.6. Autres analyses............................................................................................... 299

3. Quelques applications cliniques............................................................................... 2993.1. Crise de foie ............................................................................................. 2993.2. Ictre............................................................................................................... 3003.3. Gros foie......................................................................................................... 3003.4. Ascite.............................................................................................................. 3023.5. lvation isole de la -v-glutamyl-transfrase ............................................... 302

(f rfrences bibliographiques........................................................................................... 302Chapitre 13

Exploration fonctionnelle rnale 303

1. Introduction.............................................................................................................. 3031.1. Examen des urines au cabinet du mdecin............................................':........ 303

1.1.1. Examen macroscopique..................................................................... 3031.1.2. Examen par les bandelettes............................................................... 303

1.2. Examens biochimiques de routine.................................................................. 3041.2.1. Urines................................................................................................ 3041.2.2. Sang, plasma, srum.......................................................................... 305

Notions de clairance................................................................................................. 306Exploration fonctionnelle du glomrule................................................................... 3073.1. Mesure de la filtration glomrulaire............................................................... 307

3.1.1. Clairance de l'inuline........................................................................ 3073.1.2. Clairance de la cratinine endogne.................................................. 3093.1.3. Cystatine C plasmatique.................................................................... 309

4. Mesure du flux plasmatique rnal............................................................................ 3095. Exploration fonctionnelle du tubule.......................................................................... 310

5.1. La fonction de scrtion tubulaire.................................................................. 3105.1.1. tude de la (i^ -microglobuline.......................................................... 310

5.2. Fonction de rabsorption tubulaire................................................................. 3105.2.1. Clairance de l'ure ............................................................................ 3105.2.2. Cas de la rabsorption du glucose..................................................... 311

5.3. Fonction de concentration-Dilution............................................................. 3115.3.1. Pouvoir de dilution, preuve de charge hydrique.............................. 3115.3.2. Pouvoir de concentration, restriction hydrique ................................. 3115.3.3. Eau libre............................................................................................ 3125.3.4. Clairance osmolaire........................................................................... 312

XX__________________________________Biochimie clinique

5.3.5. Clairance de l'eau libre ..................................................................... 3126. Physiopathologie des variations de la diurse.......................................................... 312

6.1. Pouvoir de concentration................................................................................ 3136.2. Pouvoir de dilution......................................................................................... 313

7. Lithiases................................................................................................................... 3137.1. Lithiase calcique............................................................................................. 3137.2. Lithiase de phosphates ammoniaco-magnsiens............................................ 3147.3. Lithiase urique................................................................................................ 3147.4. Lithiase cystinique.......................................................................................... 314

8. Exploration du systme rnine angiotensine au cours de l'hypertension artrielle... 3148.1. Mthodologie................................................................................................. 315

8.1.1. Activit rnine plasmatique (ARP)................................................... 3158.1.2. Aldostrone sanguine et urinaire....................................................... 315

8.2. Intrt clinique................................................................................................ 3158.2.1. Hyperaldostronisme primaire.......................................................... 3158.2.2. Stnose de l'artre rnale.................................................................. 315

Conclusion....................................................................................................................... 315Rfrences bibliographiques........................................................................................... 316

Chapitre 14lments d'organisation du laboratoire 3171. Introduction.............................................................................................................. 3172. Prlvement.............................................................................................................. 317

2.1. Paramtres lis au sujet.................................................................................. 3182.2. Paramtres lis au constituant dos................................................................ 3182.3. Paramtres lis au spcimen........................................................................... 318

3. Traitement du prlvement....................................................................................... 3204. RsultatInterprtation......................................................................................... 321

4.1. Erreurs analytiques......................................................................................... 3214.1.1. Erreurs alatoires............................................................................... 3214.1.2. Erreurs systmatiques........................................................................ 323

4.2. Mode d'expression des rsultats .................................................................... 3245. Assurance de qualit ................................................................................................ 3266. GBEA, certification, accrditation........................................................................... 330

6.1. Guide de bonne excution des analyses......................................................... 3306.2. Certification.................................................................................................... 3316.3. Accrditation.................................................................................................. 331

Rfrences bibliographiques............................................................................................ 332

1Equilibre hydrolectrolytiquePierre Valdigui

L'eau reprsente, de trs loin, le constituant le plus abondant de notre orga- /nisme : 55 70 % du poids du corps. Elle participe par ses molcules autant que 'par ses ions OH~ et H4" tous les changes et de trs nombreuses ractions, aSon mtabolisme et son tude ne peuvent tre dissocis de ceux des lectrolytes, ^en particulier le sodium (Na) et le chlore (Cl).! VI. Rappels physiologiques et physicochimiques ^

^.1. Bilan de l'eau et des substances minrales

[U. Teneur des organismes en eau et sels minraux.1.1.1. Teneur en eauElle varie :- suivant l'ge (nourrisson 75 %, vieillard 60 %), par extension du tissu

fibreux ;- suivant l'adiposit, le tissu adipeux tant trs pauvre en eau ;- suivant les tissus, les tissus mous et les muscles en particulier tant, bien

sr, beaucoup plus riches que le tissu osseux (20 25 %) (tableau 1.1).

1.1.1.2. Teneur en sels minrauxh"

l La teneur en Na'1' et Cl" est identique : 0,08 % du poids du corps soit environ

3 500 4 300 mmol pour chacun.Le K reprsente 0,2 %, soit 3600 mmol.

2_____________________________________Biochimie clinique

Tableau 1 Teneur en eau de quelques tissusSang totalPlasmaReinCerveauMusclePoumonFoieSqueletteTissu adipeux

79%89-90 %79-83 %75-82 %73-76 %

79%70%

20-30 %15-20 %

En moyenne l'eau reprsente 55 60 % du poids du corps chez l'adulte.

7.7.2. Besoins en eau et en selsL'apport quotidien d'une certaine quantit d'eau est indispensable la vie.

Les besoins sont valus en fonction de l'limination qui varie elle-mme enfonction des conditions extrieures, ou des conditions pathologiques.

Le besoin moyen d'eau chez l'adulte est de 2 litres/24 heures, soit30 ml/kg environ.

Il est beaucoup plus lev chez l'enfant :- 180 ml/kg pour le nouveau-n ;- 125 ml/kg 6 mois ;- 100 ml/kg 1 an.Les besoins en sels sont de l'ordre de :- 4 6 g/24 h pour le sodium et les chlorures ;- 3 4 g/24 h pour le potassium.

1.1.3. Apports1.1.3.1. Apports d'eau

Ils sont endognes et exognes.L'apport endogne nat de ractions mtaboliques de dshydratation de sub-

strats divers et surtout des ractions d'oxydation au cours de la respiration cellu-laire. Ainsi environ 300 ml d'eau sont fournis.

L'apport exogne est obligatoire (environ 2 000 ml/24 h) sous forme d'eau deboisson (500 1 000 ml) et sous forme d'aliments solides (800 1 200 ml).

1.1.3.2. Apports de selOutre le sel utilis pour la cuisson et l'assaisonnement, l'eau potable apporte :- des sels minraux alcalins (NaCl, KC1) ;- des sels alcalinoterreux (bicarbonates de a et Mg) ;- de l'iode sous forme d'iodures.

quilibre hydrolectrolytique________________________________3

Les vgtaux, les fruits, le lait apportent aussi de nombreux anions et cations.En pratique, l'alimentation normale apporte suffisamment de sel (9

15 g/24 h) et il ne serait pas ncessaire de saler nos aliments. Cet apport corres-pond une charge osmolaire d'environ 800 mOsm. Certains aliments sont

cependant pauvres en NaCl, comme le riz, et ils seront utiliss dans les rgimesdsods.

& 1.1.4. tats de l'eau dans l'organismer n faut diffrencier d'une part :

- l'eau libre ou eau solvant comprenant l'eau de circulation du sang et deshumeurs, eau de transport pour les substances du mtabolisme, pour les calories,l'eau lacunaire des liquides interstitiels, des sreuses qui est une eau de soutien,de reserve et d'change ;

- l'eau lie ou eau de combinaison, faisant partie intgrante du protoplasmeE encore appele eau d' imbibition des gels , analogue l'eau de cristallisation

d'un corps cristallisable (CuS04, 5 H^O), par exemple. Cette eau rsiste laconglation et reprsente environ 10 % du poids du corps.

7.7.5. Rles de l'eauIls sont trs nombreux, associant :- rle mcanique de transport de calories et de substances varies, de protec-

tion dans le cas du LCR ou de l'amnios, de glissement et de lubrification pour laplvre, le pricarde ou les articulations ;

I - rle chimique pour les ractions d'hydrolyse, d'hydratation ou d'oxydor-duction par ses ions H'1" ;

- rle physique enfin par ses ions qui participent au maintien de l'quilibreacidobasique et par ses molcules (eau solvant). Ainsi, on peut grossirementconsidrer le plasma sanguin comme une solution aqueuse glucose de selsminraux et de protines.

1.1.6. Elimination de l'eau et des sels minraux1.1.6.1. limination digestive

Elle est faible (100 200 ml/jour) du fait de la rabsorption intestinale, alorsque prs de 8 1 sont dverss chaque jour dans la lumire intestinale par lesdiverses scrtions. Les laxatifs salins augmentent l'eau fcale par appel osmo-tique, les laxatifs huileux s'opposent la rabsorption en crant un film lipi-dique entre la muqueuse et le contenu colique.

1.1.6.2. Elimination pulmonaire et cutaneLa perspiration pulmonaire reprsente l'eau qui sature l'air expir. Elle est

proportionnelle la ventilation pulmonaire.

4_____________________________________Biochimie clinique

La perspiration cutane est l'limination permanente d'eau par vaporation la surface du corps, indpendamment de la sueur.

Le tout constitue la perte insensible d'eau, value environ 800 ml/jour.Ces conditions basales peuvent tre largement perturbes par :- la sudation, qui peut entraner une spoliation importante de sels et d'eau ;- la fivre 38 C, provoquant une perte d'environ 1 200 1 400 ml ;- la fivre 40 C, environ 1 600 ml ;- la fivre avec polypne, 1 800 ml ;- la fivre avec sueur et polypne, 2 000 ml.Ces valeurs devront tre prises en considration lors de la ranimation et de

l'quilibration des patients.

1.1.6.3. limination urinaireElle est, pour l'eau, de 1 200 1 500 ml/24h du fait de la filtration glomru-

laire, de la rsorbption tubulaire passive, lie la rabsorption saline, et activepar l'hormone antidiurtique au niveau du tube distal et du tube collecteur,qui constituent le site essentiel du contrle de l'limination de l'eau.

Quant l'limination minrale urinaire, elle est sous la dpendance de la cor-tico-surrnale et de l'activit de certaines enzymes comme l'anhydrase carbo-nique (activit diurtique des inhibiteurs de cette enzyme) qui participe parailleurs l'quilibre acidobasique (cf. chapitre suivant).

- Le Na^ entirement filtr au niveau du glomrule est rabsorb obligatoire-ment pour 80 85 % dans le tube proximal. Cette rabsorption active entranel'absorption passive d'eau et de chlorures, ce qui aboutit une urine isotonique l'entre de l'anse de Henl.

Le long de la branche descendante de l'anse, il y a concentration progressivede l'urine en face du tissu mdullaire hypertonique (gradient osmotique cortico-papillaire). Le long de la branche ascendante, il y a au contraire dilution pro-gressive de l'urine qui est hypotonique l'entre du tube distal.

Dans celui-ci, 10 % environ du Na+ peuvent encore tre rabsorbs enchange avec H4' et K+, sous l'influence de l'aldostrone. Dans le tube collec-teur enfin, l'ajustement terminal hormonodpendant aboutit des urines hyper-ou hypotoniques.

Finalement la natrurie est minemment variable, dpendant principalement del'apport alimentaire, oscillant donc entre 5 et 400 mmol/24 h.

- Pour le potassium, l'limination est urinaire et digestive, galement fonc-tion de l'apport exogne. Une ration alimentaire normale apporte 50 100 mmol/24h de K"1' dont 45 90 sont limines dans les urines ; les 5 10 mmol res-tantes sont retrouves dans les selles.

- Au total, l'osmolalit maximale de l'urine ne pourra dpasser1 200 mOsm/1.

Bw

quilibre hydrolectrolytique________________________________5

Units employes

Ce sont essentiellement les millimoles, les milliquivalents, les milliosmoles.

Millimole (mmol/l ou mM)C'est le rapport du poids en mg sur le poids molculaire. Ainsi une millimole

reprsente le millime de la masse de 6,02 x 1023 atomes ou molcules.tL* MUliquivalent (mEq)f C'est le rapport en mg x valence sur le poids molculaire ou atomique. Ainsipour les ions monovalents, comme Na"*" ou Cl", mmol et mEq sont identiques.Pour apprcier les concentrations, le litre est utilis, dans le systme d'unitsinternationales SI, et les concentrations de Na'1" plasmatique seront, par exemple,ainsi exprimes :

p Na+ = 138 mmol/l ou 138 mM ou 138 mEq/1

Le mEq est en fait une masse dfinie par la quantit d'lectricit qu'elletransporte et cette unit ne sera utilise que pour les lectrolytes o les charges+ et - se combineront entre elles, afin que les liquides biologiques soient lectri-quement neutres.

i Milliosmole (mOsm)Une osmole est la pression osmotique exerce par une molcule-gramme,

quelle que soit sa nature chimique, dissoute dans 1 litre d'eau (osmolarit) oudans 1 kilogramme de solvant (osmolalit). La mOsm (10~3 Osm) est aussi le mil-lime de la masse qui, dissoute dans 1 kg de plasma, est capable d'abaisser sonpoint de conglation de 1,86 C. titre d'exemple, pour obtenir du solut salphysiologique 9 g/1 de NaCl, soit 300 mOsm/1, il faut dissoudre 161,5 mmol deNaCl dans 1 litre d'eau et non 150 mmol car le facteur de dissociation thoriquede 2 devient, ces concentrations, 1,856.

Ces notions sont capitales car elles expriment la tonicit des liquides biolo-giques ou des soluts injectables usage thrapeutique, qui seront iso-, hyper-ou hypotoniques.

1.3. Rpartition de l'eau et des sels Grands compartimentsliquidions

L'eau, ignorant les barrires cellulaires, est l'objet d'changes incessantsentre les cellules et les milieux extracellulaires. L'tat des liquides de l'orga-nisme est rgi par les rgles fondamentales suivantes :

6_____________________________________Biochimie clinique

- ils sont isotoniques, c'est--dire que le rapport eau/lectrolytes estconstant ;

- ils possdent une neutralit lectrique, c'est--dire autant d'anions quede cations.

1.3.1. Compartiment extracellulaire

Le compartiment extracellulaire reprsente 20 % du poids du corps chezl'adulte, 40 % chez le nourrisson. Il est compos des compartiments plasma-tique (5 %) et interstitiel (15 %).

1.3.1.1. Compartiment plasmatique

Outre ses 5 % deau, ce compartiment renferme de nombreuses substancesdissoutes (glucose, ure, cratinine etc.) et des lectrolytes, cations et anions.^- CATIONS PLASMATIQUES

Le plus important est le sodium Na'1" (138 145 mmol/1 ou mEq/1). Il est leprincipal cation extracellulaire et il est le reflet de l'lectrolytmie totale, et dela pression osmotique efficace du plasma. De plus, la natrmie participe largulation de l'quilibre acidobasique (le Na tant un lment alcalin) aux mou-vements de l'eau et sa dtermination en biologie clinique occupe une place fon-damentale.

Le potassium K"1" (4,5 5 mmol/1 ou mEq/1) est le principal cation intracellu-laire, ce qui explique sa concentration basse dans le plasma.

Le calcium a'1""1' est prsent au taux de 2,3 2,5 mmol/1 soit 4,7 5 mEq/1.Le magnsium Mg^ enfin, principal cation intracellulaire, reprsente 1

1,2 mmol/1 soit 2 2,5 mEq/1.

> ANIONS PLASMATIQUES

Le chlorure Cl~ est le principal anion des liquides extracellulaires. Son tauxest de 98 103 mmol/1 ou mEq/1. En raison de ses affinits avec l'ion sodium,leurs mtabolismes sont le plus souvent lis.

Le bicarbonate CO^H" exprime l'ancienne rserve alcaline . Sa concentra-tion normale est de 26 28 mmol/1 ou mEq/1.

Les protines sont, au pH du plasma, ionises sous forme de protinates,R-COO", et peuvent donc intervenir comme anions. Leur taux est de 65 75 g/1et peut tre artificiellement converti en mEq/1 grce un facteur multiplicatif de0,243. Une valeur moyenne de 66 g/1 correspond donc 16 mEq/1.

Les acides organiques, issus du mtabolisme intermdiaire, (pyruvate, lactate,oxaloactate, oxoglutarate...) reprsentent environ 6 mEq/1.

Phosphates et sulfates forment environ 3 mEq/1.

quilibre hydrolectrolytique________________________________7

L'ensemble des cations (155 mEq/1) et des anions (155 mEq/1) est repr-sent par le schma classique des colonnes quilibres ci-dessous :

ETableau 1.2 Composition lectrolytique du plasma exprime en mEq/1.

NaKaMg

Total

1434,552,5

155

ClCO-H

ProtinsAcides organiques

PhosphatesSulfates

Total

1032716621

155

Le compartiment plasmatique communique avec l'extrieur grce aux| changes digestifs, pulmonaires, rnaux et cutans.

1.3.1.2. Compartiment interstitiel| II est en quilibre avec le compartiment plasmatique au travers de la paroi descapillaires et avec le compartiment intracellulaire au travers des membranes cel-lulaires.

1 Sa composition est grossirement celle d'un ultrafiltrat plasmatique, c'est--dire que seules les protines sont absentes et remplaces par des chlorures. Lesodium est discrtement diminu (135 mmol/1) en raison de l'quilibre de Don-nan.

E 1.3.2. Compartiment intracellulaireL'eau intracellulaire compte pour 35 40 % du poids du corps et 55 60 %de l'eau totale de notre organisme.

Son osmolalit est identique celle du compartiment extracellulaire mais lanature des substances dissoutes est diffrente.

Le principal cation est le potassium, libre ou li aux protines cellulaires. Ilparticipe activement la contraction musculaire, la transmission de l'influxnerveux et, d'une manire gnrale tous les potentiels de membrane.

Le magnsium vient en deuxime place pour les cations cellulaires.Les anions sont essentiellement des phosphates et des protinates.

8___________________________________Biochimie clinique

(1) Eau totale : environ 60 % du poids du corps(2) Compartiment extracellulaire : environ 20 % du poids du corps(3) Compartiment plasmatique : environ 5 % du poids du corps(2-3) Compartiment interstitiel : environ 15 % du poids du corps(4) Compartiment intracellulaire : environ 40 % du poids du corps

Figure 1.1 Les grands compartiments liquidiens de l'organisme.(a) Tube digestif, b) Peau, c) Poumon, d) Rein.

1.4. changes d'eau et d'lectrolytes1.4.1. Mcanisme des changes

Ils se font par le jeu des phnomnes osmotiques.

1.4.1.1. Mouvements d'eauL'eau diffuse librement travers la membrane cellulaire et la paroi des capil-

laires en obissant aux lois de l'osmose. Les principaux responsables de l'osmo-lalit sont le Na et le Cl, les bicarbonates qui, eux trois, exercent 85 % de lapression osmotique totale.

Dans le lit vasculaire, les protines du fait de leur taux lev exercent une pres-sion osmolaire importante, dnomme pression oncotique. Les mucopolyosidesdes espaces interstitiels, plus ou moins polymriss, jouent galement un rle.

Les mouvements de l'eau sont simples : elle se dplace toujours du milieule moins concentr vers celui qui est le plus concentr, ayant une osmolalitsuprieure qui attire l'eau.

1.4.1.2. Mouvements et changes de selsLe passage des lectrolytes salins au travers de la membrane cellulaire se fait

soit par diffusion passive, soit par transport actif.a) La diffusion obit aux rgles de l'quilibre de Donnan, cr lorsque deux

solutions diffrentes sont spares par une membrane permable. L'quilibre

quilibre hydrolectrolytique________________________________9

sera atteint lorsque les concentrations en ions diffusibles seront gales de part etd'autre de la membrane.

Dbut

Secteur 1 Secteur 2

Na* 7,5 mEq Na+ 7,5 mEq

RCOO- 7,5 mEq Cl- 7,5 mEq

Fin

Secteur 1 Secteur 2

Ma* 10 mEq Na* 5 mEq

Cl- 2,5 mEq Cl- 5 mEq

RCOOr 7,5 mEq

Figure 1.2 Exemple de diffusion selon l'quilibre de Donnan

b) Le transport membranaire actif affecte essentiellement le sodium qui doittre rejet hors du compartiment intracellulaire par le mcanisme de la pompe sodium (10 15 mmol/1 de Na"1" contre 70 150 mmol/1 de K-1-). Ce transfertactif consomme de l'nergie, luttant contre un gradient de concentration, etchange le plus souvent 3 Na"1" contre 2 ions K"1" et un proton H"1". Ceci expliquela polarisation membranaire eties relations avec l'quilibre acidobasique, touteacidose entranant une lvation du K"1" extracellulaire.

1.4.2. Rgulation des changesLa rgulation de l'hydratation du compartiment extracellulaire est sous la

dpendance du bilan du sodium, dont les modifications s'accompagneront demodifications parallles du bilan hydrique.

La constance de Fosmolalit l'emporte en effet sur celle des volumes.La rgulation de l'hydratation du compartiment intracellulaire est sous la

dpendance de l'osmolalit des liquides extracellulaires. On comprend ds lorsl'importance du systme neuro-hormonal complexe, agissant essentiellementsur l'limination de l'eau et du sodium, charg de rguler surtout le bilan sod.

10_____________________________________Biochimie clinique

1.4.2.1. Hormone antidiurtiqueL'hormone antidiurtique, ou ADH, est la vasopressine, scrte au niveau

des noyaux hypothalamiques, dverse dans le tronc porte hypothalamo-hypo-physaire et stocke dans la post-hypophyse. Toute lsion de cet axe se traduirapar un diabte insipide. Elle contrle en effet la rabsorption d'eau au niveaudes tubes contourn distal et collecteur du nphron, assurant une liminationplus ou moins grande d'eau libre par les reins, en rponse des variations del'osmolalit plasmatique ou du volume circulant.

1.4.2.2. Rgulation de l'excrtion rnale du sodium^ FACTEURS HMODYNAMIQUES FILTRATION GLOMRULAIRE

La filtration, et donc la rabsorption obligatoire du sodium, dpendent vi-demment du flux sanguin rnal et de la pression de perfusion artrielle rnale.En particulier doivent tre souligns le rle de la pression dans les capillairespritubulaires vis--vis de la rabsorption sode et celui de la pression dans l'ar-triole affrente du glomrule qui participe la mise en jeu du systme rnine-angiotensine.

> SYSTME RNINE-ANGIOTENSINE ET ALDOSTRONE

C'est le mcanisme essentiel de rgulation du bilan sodique qui agit selondeux mcanismes :

- rabsorption tabulaire proximale grce l'angiotensine qui modifie lavasomotricit de l'artriole affrente du glomrule ;

- reabsorption tubulaire distale grce l'aldostrone. Celle-ci est scrtepar la zone glomrule du cortex surrnal sous l'influence de facteurs multiplesparmi lesquels la kalimie, la natrmie, la concentration plasmatique d'ACTHet enfin l'angiotensine. Cette dernire est issue de l'hydrolyse d'une protineplasmatique, l'angiotensinogne, par une enzyme protolytique, la rnine, pro-duite par l'appareil juxtaglomrulaire.

Parmi tous les facteurs intervenant dans la mise enjeu de la rnine, citons :- des stimuli : l'hypovolmie, la baisse de pression dans l'artriole affrente,

l'lvation du Na'1" dans l'urine tubulaire, absorb par la macula densa, l'ortho-statisme ;

- une inhibition : l'expansion des volumes extracellulaires.

> AUTRES HORMONES

Les hormones thyrodiennes interviennent faiblement en augmentant l'li-mination d'eau cutane et urinaire, par stimulation de la filtration glomrulaireet diminution de la rabsorption tubulaire. La carence hormonale du myxdmes'accompagne d'ailleurs d'une infiltration cutane d'eau et de mucopolyosides.

Les catcholamines augmentent la pression artrielle, donc la filtration glo-mrulaire et donc la diurse.

quilibre hydrolectrolytique_______________________________H

Les strodes interviennent surtout par le cortisol exerant un faible effet dertention sode (ncessitant cependant de mettre au rgime sans sel les maladessous corticothrapie au long cours) et par les strognes qui produisent unertention hydrosode dans la deuxime partie du cycle, surtout en cas de dficitprogestronique (syndrome prmenstruel).

2. Exploration de l'quilibre hydrominral2.1. Mesures des volumes hydriques

2.7.7. Principes gnrauxLa dtermination des divers espaces de diffusion de l'eau peut s'effectuer

grce aux diffrences de permabilit de la paroi cellulaire et de la membrane| cellulaire vis--vis de composs chimiques injects par voie veineuse.

Les uns, retenus dans les vaisseaux car ne franchissant pas la paroi capillaire,serviront mesurer l'eau plasmatique.

D'autres, traversant la paroi vasculaire mais non la membrane cellulaire, per-mettront d'valuer le compartiment extracellulaire, le compartiment interstitielsera dduit par simple soustraction.

Certains enfin diffusent l'intrieur des cellules, mais aussi dans tous lesautres secteurs, et donnent l'espace de diffusion total dont l'espace intracellu-laire sera dduit par soustraction.

2.7.2. Mthodes2.1.2.1. Eau totale

On peut utiliser l'ure, l'antipyrine, l'eau lourde ou l'eau tritie qui diffusentdans l'ensemble des secteurs. L'eau totale reprsente en valeur absolue 40 50 litres.

En pratique, ces mthodes sont trop lourdes ou trop complexes et on appr-cie donc l'eau totale par la