EQUILIBRE ET DESEQUILIBRESHYDROELECTROLYTIQUES

Physiologie rénale

Pr Christine CLERICIUFR de Médecine Denis Diderot

Université Paris 7

2008-2009

EQUILIBRE ET DESEQUILIBRESHYDROELECTROLYTIQUES

LES TROUBLES HYDROELECTROLYTIQUES

A l’état normal le rein- réabsorbe l’eau et les électrolytes et les substances dont l’organisme a besoin- excrète l’eau, les électrolytes et les substances en déchet en excès

--> ces phénomènes sont dus a une régulation hormonale fine

Désordres hydroélectrolytiques- facteurs extrarénaux: surcharge excessive, pertes

digestives, respiratoires…- trouble rénal : lésion du rein ou dérèglement hormonal

L’étude d’un trouble hydroélectrolytique - définition du trouble : EC +/- IC- réponse rénale: adaptée (si troubles extrarénaux) ou

inadaptée (si troubles rénaux)

ENTREES(alimentaires – veineuses)

SORTIES

=

Non régulées Régulées (hormones)

Atteintes digestives, respiratoires, cutanéesPertes > aux entrées

Lésion du rein – dysrégulation hormonale

(1) Un gain d’ions Na+ est toujours responsable d’uneaugmentation du volume extracellulaire, qu’il soit ou non accompagné d’un gain d’eau.

(2) Une perte d’ions Na+ est toujours responsable d’unediminution du volume extracellulaire, qu’elle soit ou non accompagnée d’une perte d’eau.

(3) Le gain ou la perte d’ions Na ne sont pas évalués par l’osmolalité plasmatique (donc la natrémie)

VARIATIONS DU VOLUME EXTRACELLULAIRE = VARIATIONS DE LA QUANTITE DE Na

(1) A l’équilibre, les osmolalités extracellulaire et intracellulaire sont égales.

(2) Toute perturbation de l’osmolalité extracellulaire et de la natrémie entraîne un mouvement d’eau entre les 2 compartiments jusqu’à ce que les osmolalités des 2 compartiments s’égalisent.

(3) Toute perturbation de l’osmolalité donc de la concentration de Na témoigne d’une modification du volume intracellulaire

VARIATIONS DU VOLUME INTRACELLULAIRE = VARIATIONS DE L’OSMOLALITE

REGLES GENERALES (3)

• Toute variation du volume extracellulaire correspond a une anomalie du bilan de Na+

• Toute variation du volume intracellulaire correspond à une anomalie du bilan H2O

IC

Normal

Déficit en NaCl

IC

ECEC

IC

EC

IC IC

EC

Gain en NaCl

EC

= VEC = VEC

PerteNa= H20 Perte

Na>H20

IC

EC

PerteH20 >Na

GainH20 =Na

GainH20 <Na

GainH20 >Na

IC

EC

VEC (Vol. sanguin)

CONSEQUENCEIMMEDIATE :

Osm =

→ Modif. isolée du VEC

Osm ou

. → Modif. VEC + VIC

ou

VolorécepteursMyocytes auriculairesBarorécepteursintrarénaux (aortiques)

OsmorécepteursRéactions adaptées :SoifADH

SRAA ANF …

Correction VECou

Correction Posm

PERTURBATIONINITIALE :-Nb d’osmoles-Vol. de solvant

• Antécédents – Pathologies rénales digestives cardiovasculaires,

hépatiques, ….– Prises médicamenteuses

• Examen clinique– Poids– Pression artérielle, Fc, FR– État des téguments : pli cutané oedèmes– Etat d'hydratation des muqueuses– Troubles neurologiques

Evaluation clinique et biologique de l’état d’hydratation des compartiments liquidiens

• Signes biologiques– Hématocrite – Protidémie– Volume plasmatique– Ionogramme sanguin : natrémie, kaliémie, glycémie…– Ionogramme urinaire: natriurèse, kaliurèse, Na/K,

glycosurie– Osmolalité plasmatique– Osmolalité urinaire (U/P osm)

• Pour orienter le diagnostic si nécessaire– Rénine aldostérone plasmatique– ADH

Evaluation clinique et biologique de l’état d’hydratation des compartiments liquidiens (2)

RAISONNER DEVANT UN TROUBLE DE L’HYDRATATION

TROUBLE EXTRACELLULAIRE ?

+ TROUBLE INTRACELLULAIRE

Oui Signes cliniques et biologiques

Osmolalité Nle (Natrémie)

Trouble EXTRA CELLULAIRE

Osmolalitéanormale

Causesextrarénales

Causesrénales

CausesExtrarénales

CausesRénales

NonPerte ou gain H2O

pure

TROUBLES DE L'HYDRATATION EXTRACELLULAIRE

• Les troubles de l'hydratation extracellulaire correspondent le plus souvent à des troubles concernant la régulation du bilan du Na

• Il y a déséquilibre entre les entrées et les sorties extrarénales ou rénales du Na

• La régulation met en jeu le système rénine-angiotensine II

• La mise en évidence d’un trouble du bilan de régulation du Na n’est pas objectivée par des paramètres biologiques usuels de mesure de concentration de Na

• Ex une hyponatrémie ne correspond pas a une perte rénale de Na !!!!

Variations isotoniques du compartiment extracellulaire

24 L 12 L

300

Hyperhydratationextracell. isolée (HEC)

Posm et natrémie normales

300

Posm(mosm/kg H2O)

Volumes (L)

Variations de l’eau et du sodium proportionnelles :Posm ne varie pas

VIC VEC

24 L

VIC VEC

0 10 20 30 40

Gain isotonique de Na+ et H2O

Normal

Variations isotoniques du compartiment extracellulaire

24 L 12 L

300

Déshydratationextracell. isolée (DEC)

Posm et natrémie normales

300

Posm(mosm/kg H2O)

Volumes (L)

Variations de Na et H2O proportionnelles :Posm ne varie pas

VIC VEC

24 L

VIC VEC

0 10 20 30 40

Perte isotonique de Na+ et H2O

Normal

HYPERHYDRATATION EXTRACELLULAIRE ISOLEE

• Augmentation du VEC sans modification du VIC ce qui implique une Posm inchangée.

• SIGNES CLINIQUES :– HEC modérée

Prise de poids, oedèmes discrets déclives (↑ volume des liquides interstitiels). HTA (↑ volémie).

- HEC importante = oedèmespériphériques: blancs mous prenant le godetséreuses: plèvres, péricarde péritoine

transudat (pauvre en albumine <10g/lviscéraux: cérébro méningé, pulmonaire

HYPERHYDRATATION EXTRACELLULAIRE ISOLEE

• Signes biologiques

-Osmolalité du LEC et la natrémie sont normales +++

- Rarement : signes d'hémodilution- diminution de la protidémie- diminution de l'hématocrite

- Pour chaque secteur pourrait être déterminé par - Na échangeable- mesure isotopique du volume plasmatique

- Etude du système rénine angiotensine aldostérone renseigne sur l'étiologie

↑ VEC - VOLEMIE

Volorécepteursauriculaires

↑ ANF

↑ Natriurèse

Barorécepteurs

↓ Stimulation Σ

↓ rénine

↓ AII

↓ Aldostérone

↑Natriurèse

osmorécepteurs

↓ ADH

↑ Diurèse

HYPERHYDRATATION EXTRACELLULAIRE ISOLEE= Bilan positif de Na+ (avec rétention d’H2O pour normaliser l’osmolalité)

HEC = gain de Na+ (entrées > sorties)

Entrées augmentées

Adaptation rénale

Sorties diminuées

Causes rénales

Natriurèse faible

HYPERHYDRATATION EXTRACELLULAIRE ISOLEE= Bilan positif de Na+ (avec rétention d’H2O pour normaliser l’osmolalité)

ELIMINATION RENALE de Na+ < APPORTSExcrétion urinaire de Na+ faible (≤ 10 mmol/j)

DIMINUTION DU DFG

Insuffisance rénale

HYPERALDOSTERONISME= Sécrétion exagérée d’ALDOSTERONE

↑ Aldo. plasm., [Na+] urinaire / [K+] urinaire < 1

Primaire: atteinte cortico surrénale

rénine ↓Sd de Conn

Secondaire: rénine ↑

Sd néphrotiqueInsuff. cardiaque droite

Cirrhose hépatique

HYPERALDOSTERONISME PRIMAIRE

• Mécanisme: tumeur bénigne de la cortico surrénale

• Clinique: – Oedèmes discrets ±– HTA++

• Biologie– Signes d'hémodilution absents– Aldostéronémie ↑– activité rénine ↓– excrétion urinaire de K et H ↑ et donc hypokaliémie avec alcalose– Na/K urinaire <1 (initial) puis ≥ 1

HYPERALDOSTERONISME SECONDAIREmalgré l’expansion du volume extracellulaire

(↑ rénine, ↑ aldostérone plasmatiques)

Anomalie primitive : diminution apparente ou réelle du volume sanguin circulant

– Diminution apparente du volume circulant "efficace" Insuffisance cardiaque congestiveCirrhose

– Diminution réelle du volume circulant: Syndrome néphrotique

diminution de la pression oncotique et transfert de liquide dans l'interstitium

HYPERALDOSTERONISME SECONDAIRE

• Signes cliniques-Œdèmes +++ (augmentation de la PH ou diminution de Pπ)- HTA ±- prise de poids ++

• Signes biologiques

- Protidémie ↓ (syndrome néphrotique, cirrhose)- hématocrite normale- aldostéronémie ↑- activité rénine ↑- Na/K urinaire < 1

< apports(pas d'échappement)

↑↑↓↑ production rénine

= apports(échappement)

↑↓↑↑ production aldo

= apports↓↓↑↑ apports Na

Na urinaireAldoARPVolémie

HYPERHYDRATATION EXTRACELLULAIRE

DESHYDRATATION EXTRACELLULAIRE ISOLEE

Variations isotoniques du compartiment extracellulaire

24 L 12 L

300

Déshydratationextracell. isolée (DEC)

Posm et natrémie normales

300

Posm(mosm/kg H2O)

Volumes (L)

Variations de Na et H2O proportionnelles :Posm ne varie pas

VIC VEC

24 L

VIC VEC

0 10 20 30 40

Perte isotonique de Na+ et H2O

Normal

DESHYDRATATION EXTRACELLULAIRE ISOLEE• Diminution du VEC sans modification du VIC ce qui

implique une Posm normale.

• SIGNES CLINIQUES :Perte de poids, pli cutané (↓ volume des liquides interstitiels).Hypotonie des globes oculaires ↓ PA, hypotension orthostatique (↓ volémie)Soif modéréeBaisse de la tension de la frontanelle chez le nourrisson

• SIGNES BIOLOGIQUES :Osmolalité plasmatique et natrémie normales ++ ↑ hématocrite, ↑ protidémie (↓ volémie)Alcalose de contractionAugmentation de l'activité rénine (± aldostérone)

VEC – VOLEMIE- PERTE Na

Barorécepteurs

Stimulation Σ

↓Natriurèse

vasoconstriction

rénale

↑ fraction de Filtration

↓ PH - ↑Pπ

↑ rénine

↑ AII

↑ Aldostérone

Volorécepteursauriculaires

ANF

↓ Natriurèse

osmorécepteurs

ADH

↓ Diurèse oligurie

DESHYDRATATION EXTRACELLULAIRE ISOLEE= Bilan négatif de Na+ (avec perte d’H2O proportionnelle)

PERTE de Na+ > APPORTS

PERTES RENALES de Na+ et d’H2ORéponse rénale inadaptée

[Na/K]u >1Natriurèse élevée

Insuffisance surrénale

↓ Aldo↑ rénine

Hyperkaliémie

• Natriurèse faible < 10 mmol/j•Diurèse faible < 0.75 L/j•Urines hypertoniques (U/Posm>1)•↑ renine et aldo

Digestives: diarrhéeCutanées: mucoviscidose, fièvre, coup de chaleur

TubulopathieDiurèse osmotique

Diurétiques

↑ Aldo↑ rénine

PERTES EXTRARENALES

Réponse rénale adaptée [Na/K]u <1

↑(>10)↓↑↓↓ production aldo

↑(>10)↑↑↓Diurèse osmotique

↑ (>10)↑↑↓Diurétiques

Pertes rénales de Na

↓ (<10)↑↑↓Pertes extra-rénales de Na

↓(<10 mmoles/j)↑↑↓Régime pauvre en Na

Na urinaireAldoARPVolémie

LES TROUBLES DE L'HYDRATATIONINTRACELLULAIRE

24 L 12 L

300

Posm(mosm/kg H2O)

Variations de Na+ et H2O NON proportionnelles: Posm varie

VIC VEC

Normal

Hyperhydratation intra. et extracell.

↓ Posm et ↓natrémie

300

Volumes (L)

VIC VEC

0 10 20 30 40

Gain H2O > gain de Na+

= gain hypotonique

24 L 12 L

300

Déshydratation intra.+ hyperhydratation extracell.

↑ Posm et ↑ natrémie

300

Posm(mosm/kg H2O)

Volumes (L)

Variations de Na+ et H2O NON proportionnelles: Posm varie

VIC VEC

VIC VEC

0 10 20 30 40

Gain de Na+ > gain H2O= gain hypertonique

Normal

24 L 12 L

300

Déshydratation intra. et extracell.

↑ Posm et ↑ natrémie

Posm(mosm/kg H2O)

Variations de Na+ et H2O NON proportionnelles: Posm varie

VIC VEC

Perte H2O > Perte de Na+

= perte hypotonique

Normal

300

Volumes (L)

VIC VEC

0 10 20 30 40

24 L 12 L

300

Hyperhydratation intra.+ déshydratation extracell.

↓ Posm et ↓natrémie

300

Posm(mosm/kg H2O)

Volumes (L)

Variations de Na+ et H2O NON proportionnelles: Posm varie

VIC VEC

VIC VEC

0 10 20 30 40

Perte de Na+ > perte H2O= perte hypertonique

Normal

ETUDE DES TROUBLES DE L'HYDRATATION INTRACELLULAIRE

• Un trouble de l'hydratation intracellulaire est le plus souvent lié à un changement de la natrémie donc de l’osmolalité et est donc lié à une perturbation de l'eau dans un sens ou dans un autre.

• Le rapport U/Posm est l'élément essentiel pour déterminer si la réponse du rein aux perturbations est adaptée ou non.

• Le dosage de l'ADH s'il est possible permet également de préciser l'étiologie

HYPERNATREMIE – HYPEROSMOLALITE

DESHYDRATATION INTRACELLULAIRE

Perte de H2O > perte de Na(Perte hypotonique)

Gain de Na > gain de H2O(gain hypertonique)

Hyperhydratation extracellulaire

Deshydratation extracellulaire

Perte H2O

VEC normal

DESHYDRATATION INTRACELLULAIRE

• SIGNES CLINIQUES : Soif ++, Sécheresse des muqueuses de la cavité

buccale Signes neuropsychiques :

obnubilation, confusion, comaFièvre nourrisson

Apprécier l’état d’hydratation du secteur extracellulaire qui peut normal, augmenté ou diminué

• SIGNES BIOLOGIQUES :

HYPERNATREMIE +++[Na+] > 145 mmol/L de plasma (svt > 150)

HYPEROSMOLALITE PLASMATIQUE

ASSOCIATION DE HYPERNATREMIE – HYPEROSMOLALITEIl existe des hyperosmolalités sans hypernatrémies

hyperglycémie, hyperurémie, etc…..

LA COMPOSITION OSMOLAIRE ET IONIQUE DES URINES DEPEND DE L'ETIOLOGIE

DESHYDRATATION INTRACELLULAIRE

Déshydratation intracellulaire et hypernatrémie

↑ VEC

(addition de Na+ hypertonique,

↑ contenu en Na+)

= perfusion massive de solutés hypertoniques

U/P osm > 1

VEC normal

(Perte d’H2O isolée,Contenu en Na+

normal)

Pertes rénales d’H2OU/P osm < 1

Diabète insipidevrai (ADH ↓)

ouDiabète néphrogénique

(ADH ↑↑)

↓ VEC

(Perte d’H2O > perte de Na+,↓ contenu en Na+ )

PertesExtrarénales

U/P osm > 1[Na+]u< 10 mmol/L

Sudation profuse,Diarrhée fébrile

Pertes rénales

U/P osm = 1[Na+]u > 20 mmol/L

Diurèseosmotique

HYPONATREMIE - HYPO-OSMOLALITE

HYPERHYDRATATION INTRACELLULAIRE

Gain H2O > gain de Na(Gain hypotonique)

Perte de Na > perte de H2O(gain hypotonique)

Deshydratation extracellulaire

Hyperhydratation extracellulaire

Gain H2O

VEC normal

Fausse hyponatrémie(protides, osmoles)

HYPERHYDRATATION INTRACELLULAIRE

• SIGNES CLINIQUES : variables selon la rapidité d’installationNausées, vomissements Signes neuropsychiques (si sévère et rapide): torpeur, confusion, coma

Apprécier l’état d’hydratation du secteur extracellulaire qui peut normal, augmenté ou diminué

• SIGNES BIOLOGIQUES :

HYPONATREMIE HYPOTONIQUE

[Na+] < 135 mmol/L de plasma↓ Osmolalité plasmatique (< 280 mosm/kg H2O)

ELIMINER LES « FAUSSES » HYPONATREMIES ISO- ou HYPERTONIQUE

• HYPONATREMIE ISOTONIQUE : « fausse hyponatrémie » (osmolalité plasmatique normale)

– [Na+] < 135 mmol/L plasma– [Na+] en mmol/L d’H2O plasm. normale : 150 mmol/kg H2O plasm.– Cause : diminution du contenu en H2O du plasma par ↑ quantité de

substances de poids moléculaire élevé occupant un volume important dans le secteur vasculaire → hyperprotidémie, hyperlipidémie majeures

• HYPONATREMIE HYPERTONIQUE : situation où la natrémie ne reflète pas l’osmolalité plasmatique

– Hyperglycémie responsable d’une hyperosmolalité extracellulaire– → transfert d’H2O du secteur intra- vers le secteur extracellulaire– ↓ du volume intracellulaire– ↓ transitoire de la natrémie car apport d’H20 dans le secteur plasmatique

malgré une hyperosmolalité plasmatique.

Raisonnement devant une hyponatrémie hypotonique

→ Mesurer l’osmolalité urinaire→ Apprécier l’état d’hydratation extracellulaire

Osmolalité urinaire appropriéeUosm / Posm < 1

Uosm < 150 mosm/L↓↓ ADH

= Apport excessif d’H2Oavec réponse rénale appropriée

→ correction rapide de l’anomalie

Ex : maladie psychiatriqueou sujet dénutri

Osmolalité urinaire inappropriéeUosm > 150 mosm/L

= Antidiurèse inappropriéeà l’hypo-osmolalité plasmatique

Hyponatrémie avec antidiurèse inappropriée à l’hypo-osmolalité plasmatique (Uosm > 150 mosm/L)

↑ VECavec oedèmes

(Rétention d’H2O >rétention Na+)

= hypovolémie efficace→ sécrétion d’ADH

→ hyperaldo. 2re

[Na+] urinaire / [K+] urinaire < 1[Na+] urinaire < 10 mmol/L

Insuff. cardiaque, sd néphrotique

↓ VEChémoconcentration

(Déficit en Na+ >déficit en H2O)

= hypovolémie vraie→ sécrétion d’ADH

PertesExtrarénales

de Na+

[Na+]u<10 mmol/L

Diarrhées,Vomissements,

Pertesrénalesde Na+

[Na+]u>30 mmol/L

Insuff. Surrénale,Abus diurétiques

VEC normal

(Rétention d’H2O)

= sécrétion inappropriée d’ADH

(SIADH)

[Na+] urinaire < 30 mmol/L

Paranéoplasique, Affections pulmonaires,

Affections du SNC …