GENERALITES SUR LE CALCIUM IONISE

Télécharger le fichier pdf d’un mémoire de fin d’études

Intérêt diagnostic médical

Selon les divers auteurs et expériences, les valeurs de référence permettent au cours du diagnostic médical:
– de fixer une limite de décision adaptée à chaque cas particulier de patient,
– de vérifier un état de santé chez un patient,
– d’alerter le patient sur des risques encourus,
– de confirmer un diagnostic médical,
– de dépister une affection cliniquement non décelable.

Intérêt de suivi thérapeutique et de pronostic

L’interprétation d’une valeur observée chez des sujets sous médication au long cours est très utilisée pour le suivi de patients. Il s agit d évaluer l effet thérapeutique et ou de surveiller un risque d à la médication.
L’étude des valeurs de référence des populations saines et des valeurs des populations malades permet de classer les examens suivant leur pouvoir discriminant.

Intérêt épidémiologique

La comparaison des valeurs observées sur des populations très différentes est une application épidémiologique des valeurs de référence. On peut ainsi étudier des différences ethniques, de régime alimentaire, de régime socioculturel ou génétique.
On peut aussi déterminer les conditions de transmissibilité des valeurs de référence d’un laboratoire à l’autre, ou d’un pays à l’autre.
L’établissement des valeurs de référence permet de mesurer la prévalence de certaines pathologies dans une population à un échelon régional, national ou international.

GENERALITES SUR LE CALCIUM IONISE :

Rôle physiologique

Quatre-vingt-dix-neuf pour cent du stock calcique est localisé dans le squelette, ce qui représente une masse voisine de 1 kg pour un adulte pesant 70 kg. Le reste, soit 1 %, est présent dans le liquide extracellulaire.
Le calcium relaie de nombreuses actions hormonales en tant que second messager et sa présence est indispensable au fonctionnement de multiples transporteurs membranaires et enzymes.
Il joue de ce fait un rôle capital dans des processus aussi essentiels que la croissance, la multiplication et la différenciation cellulaires, la coagulation sanguine, la conduction nerveuse, la transmission neuromusculaire et la contraction musculaire.
On sait depuis 1935 que la fraction biologiquement active du calcium est la forme ionisée (Ca2+).

Différentes fractions sanguines

Une faible fraction du calcium osseux s’échange quotidiennement avec le compartiment extracellulaire, en particulier avec le plasma, contribuant au maintien stable de la calcémie [26]. Dans le sang, le calcium circule sous différentes formes (Figure 2). Près de 40 % du calcium total (1 mmol/L en moyenne) est fixé aux protéines plasmatiques (albumine et globulines), c’est le calcium non ultra filtrable.
Les trois-quarts sont liés à l’albumine et un quart aux globulines dont le rôle ne doit pas être oublié. Il existe une compétition entre le calcium et les protons vis-à-vis des groupements carboxylés des protéines et principalement l’albumine.
Les 60 % restants (1,26 à 1,52 mmol/L) sont dits ultra filtrables. Un cinquième est complexé par différents anions : citrates, phosphates, lactates, bicarbonates, oxalates, acétates, acides gras. Le reste existe sous la forme ionisée, seule responsable de l’activité biologique.

Intérêt physiopathologique

La concentration du calcium dans les liquides extracellulaires est très étroitement contrôlée par un mécanisme impliquant les flux de calcium entre les liquides extracellulaires, le rein, l‘os et l intestin.
La concentration plasmatique du calcium ne varie que dans des proportions très étroites. Cette homéostasie est assurée par un équilibre entre la pénétration du calcium au niveau intestinal, la mobilisation du calcium de l’os d’une part, le dépôt du calcium sur l’os et son élimination d’autre part. Cet équilibre est régulé par trois hormones majeures : la parathormone (PTH), la calcitonine et la 1-25-dihydroxyvitamine D.
Toute modification de production de ces hormones se traduit par des anomalies de la concentration plasmatique du calcium.
La distribution relative du calcium sous ces différentes formes est sous la dépendance de plusieurs facteurs (pH, concentration de protéines…).

Homéostasie du calcium

Seule la calcémie ionisée est régulée et sa concentration plasmatique est maintenue dans des limites très étroites. La balance calcique est assurée par trois organes : l’intestin, l’os et le rein et trois hormones : PTH, vitamine D et calcitonine.
 PTH
L’hormone parathyroïdienne (PTH) est la principale hormone de l’homéostasie phospho-calcique. Elle est synthétisée et sécrétée par les glandes parathyroïdes. La PTH intacte (1-84) biologiquement active, est constituée d’une chaîne peptidique monocaténaire de 84 acides aminés.
Elle stimule la libération de calcium de l’os vers le plasma, augmente la réabsorption rénale du calcium principalement au niveau du tubule contourné distal.
 Vitamine D
Le rôle le plus important (et le mieux connu) de la 1,25(OH)2D est le maintien de l’homéostasie phosphocalcique par augmentation de l’absorption intestinale du calcium et du phosphate, permettant ainsi un environnement phosphocalcique favorable à la minéralisation osseuse.
Elle augmente la résorption ostéoclastique de l’os ancien et favorise ainsi la minéralisation osseuse.
 Calcitonine
Hormone peptidique de 32 acides aminés synthétisée sous forme de pro-hormone par les cellules C de la thyroïde (cellules parafolliculaires).
Il s’agit d’une hormone hypocalcémiante en diminuant la résorption ostéoclastique au niveau de l’os et la réabsorption rénale du calcium.
 FGF23
Le FGF23 est une hormone découverte récemment qui inhibe la réabsorption rénale du phosphate et la synthèse de calcitriol. Elle agit par l’intermédiaire d’un récepteur pour lequel la présence d’une protéine nommée klotho est nécessaire (Figure 3).

Exploration biochimique

Intérêt de dosage du calcium ionisé

Le calcium joue un rôle fondamental dans de nombreuses fonctions cellulaires. Le calcium ionisé (Ca2+) représente la fraction libre et 50 % du calcium plasmatique total. Il est reconnu comme étant la forme physiologiquement active.
Depuis 1935, de nombreuses formules de correction plus ou moins sophistiquées ont été publiées. La plupart des laboratoires utilisent des formules de correction soit pour calculer un calcium total « ajusté » ou « corrigé », soit pour calculer la fraction ionisée de la calcémie.
Un grand nombre de pathologies bouleversent l’équilibre des différentes formes du calcium et aucune formule ne peut en pratique tenir compte de tous les facteurs perturbateurs. Elles ne prennent en compte, le plus souvent, que l’albuminémie ou la protidémie et le pH. Aucune d’entre elles n’intègre des éléments habituellement mineurs mais qui peuvent être majorés par la pathologie.
Au cours des atteintes de la fonction rénale surviennent des hypercalcémies comme des hypocalcémies. Certaines sont liées à des troubles de la fonction parathyroïdienne ou du métabolisme de la vitamine D. L’insuffisance rénale chronique évolue vers l’acidose avec l’augmentation des concentrations plasmatiques en protons, en phosphates et en sulfates. D’autres agents complexants tels que les oxalates ou les lactates peuvent voir leur concentration augmenter.
Ainsi, les différentes études réalisées chez l’hémodialysé concluent à la nette supériorité de la mesure directe du calcium ionisé par rapport à celle du calcium total pour l’exploration du statut calcique [8].
Le Myélome multiple provoque une hypercalcémie car les ostéoclastes stimulés par les cytokines des cellules myélomateuses ou induites par leurs effets sur le stroma médullaire (interleukine 6 ou IL6, tumor necrosis factor ou TNFb) détruisent la structure osseuse. En revanche, pour évaluer l’hypercalcémie génératrice de graves désordres fonctionnels, il est essentiel de s’appuyer sur un dosage direct du calcium ionisé.
Outre les cas particuliers rapportés précédemment, d’autres pathologies ou situations nécessitent des dosages directs du calcium ionisé. C’est le cas des déséquilibres acidobasiques quelle qu’en soit l’étiologie, les dysfonctionnements parathyroïdiens, l’insuffisance cardiaque, les grands br lés, les transfusions ou perfusions de liquides citratés.

Etape préanalytique

 Patient
Étant donné les variations nycthémérales observées, l‘importance de la prise d‘aliment et de celle de la position du sujet, les dosages sont effectués de préférence le matin à jeun, le sujet étant placé en décubitus avant la prise de sang.
Par rapport aux sujets ambulatoires, les patients alités présentent une concentration de calcium abaissée. L’exercice musculaire peut influencer le dosage en raison de la potentielle modification du pH qu’il entraîne.
 Prélèvement
Il est veineux, artériel ou capillaire. Il doit être réalisé en anaérobiose pour éviter toute augmentation du pH liée à la perte de CO2.
L‘utilisation de tubes sous vide (avec ou sans silicone), seringue ou capillaire permet de respecter cette condition. Les précautions à observer doivent être semblables à celles prises pour effectuer les dosages des gaz du sang.
Si l’échantillon de sang doit être conservé, il convient de le placer à 4 °C de façon à limiter la glycolyse (à partir des globules sanguins) et éviter ainsi la formation de lactate et l’acidification du spécimen [16,32,8].
 Echantillons biologiques
Les dosages peuvent être effectués dans le sang total, le sérum ou le plasma après centrifugation à l‘abri de l’air.
 Anticoagulant
L‘héparine fixe le calcium et peut conduire à des diminutions du calcium ionisé mesuré de l‘ordre de 6 % pour des concentrations d’héparine voisines de 50 Ul/ml. L‘utilisation d‘une héparine à concentration finale de l ordre de 15 Ul ml de sang représente le meilleur compromis.
 Stabilité du calcium ionisé dans les liquides biologiques [16,3,8].
Sang total
Les dosages doivent être effectués dans un délai n‘excédant pas 15 minutes si le sang est conservé à + 20-25 °C et 4 heures à + 4 °C à condition que le prélèvement reste en anaérobiose stricte.
Sérum ou plasma
Ceux-ci doivent être centrifugés et conservés à l‘abri de l air et dans ces conditions, les spécimens peuvent être conservés 4 heures à + 20-25 °C et 24 h à + 4 °C et plusieurs mois à -20 °C.

Techniques de dosage

La méthode de choix destinée au dosage du calcium ionisé est la potentiométrie directe (PD).
Le calcium ionisé est dosé actuellement par des méthodes électrochimiques utilisant des électrodes sélectives.
Principe de la potentiométrie
La potentiométrie mesure le potentiel généré entre deux électrodes dans une cellule électrochimique lorsqu’aucun courant externe n’est appliqué. Cette cellule électrochimique est capable de mesurer l’activité d’une substance dans une solution. En biologie médicale, l’activité ionique des électrolytes (sodium, potassium, chlore, etc.) qu’on mesure est convertie en concentration dans le plasma total pour s’adapter aux pratiques cliniques [20].
La PD est une technique utilisée principalement dans les analyseurs des gaz du sang présents dans le laboratoire de biochimie mais aussi, dans le cadre de la biologie délocalisée, dans certains services cliniques. L’analyse peut être réalisée sur sang total, sérum ou plasma [20].
La PD, à l’inverse de la PI qui passe par une étape de dilution, mesure directement la concentration des électrolytes dans l’eau plasmatique.
La membrane sélective est en polychlorure de vinyle imprégné d’une substance électro-active aux ions calcium. Son indice de sélectivité vis-à-vis des cations (Mg++, Na+, K+, NH4+, Zn++) doit être tel que l’erreur possible sur le Ca2+ ne dépasse pas 1 %. Un fil d’argent recouvert de chlorure d’argent est immergé dans la solution de référence interne qui contient du chlorure de calcium [26] (Figure 4).
L’électrode de référence externe est au calomel. Une solution saturée de chlorure de potassium assure le contact électrique entre l’électrode de référence et l’échantillon par un dispositif en « T ». Le choix du chlorure de potassium, dont chaque ion présente la même mobilité, vise à minimiser le potentiel de jonction parasite.

Variations physiologiques

Il convient de distinguer les valeurs obtenues pour le sang total ou capillaire, des valeurs plasmatiques pour le calcium ionisé non corrigées à pH 7,40. Les différences observées résultent de la différence de pH de ces spécimens.
Les variations biologiques du calcium ionisé sont particulièrement étroites. Les valeurs observées ne varient pas en fonction du sexe, ni de l’âge à l’exception des enfants et surtout des nouveau nés chez qui on observe des valeurs plus dispersées que chez l‘adulte et généralement abaissées chez les prématurés.

Variations pathologiques

 Hypocalcémie
Les hypocalcémies sont définies pour des valeurs inférieures à 2,15 mmol/l (< 85 mg/l). Ces valeurs correspondent à des calcémies corrigées en fonction de la concentration d’albumine [17,32].
 Troubles du métabolisme de la vitamine D
Les carences peuvent être d’origine nutritionnelle ou secondaires à une carence d‘exposition aux UV ou à une malabsorption intestinale des graisses.
L‘hypocalcémie est alors associée à une diminution de la 25 (OH) D3 circulante, à une augmentation réactionnelle de la parathormone, à une hypophosphatémie avec hypocalciurie, à une diminution du taux de réabsorption des phosphates et une augmentation de l’activité de la phosphatase alcaline et de l’ostéocalcine.
 Pertes rénales excessives
Dans ce cas, l’hypocalcémie est modérée par l’hyperparathyroïdie secondaire. L‘hypercalciurie peut être idiopathique ou secondaire à une acidose métabolique chronique.
 Dans l’hypoparathyroïdie
La calcémie est généralement abaissée (< 2 mmol/I) associée à une augmentation de la phosphatémie, à une augmentation de taux de réabsorption des phosphates, à une diminution de la parathormone et à une hypocalciurie.
Le même tableau est observé en cas de déplétion sévère en magnésium [17].
 Remaniements osseux
En phase de guérison des ostéopathies métaboliques après chirurgie d‘une hyperparathyroïdie primitive [ 17].
 Diminution des apports calciques
Elle peut s’observer dans les malabsorptions intestinales (gastrectomie, résection du grêle, iléites étendues…), les régimes pauvres en calcium ou riches en phosphates.
 Hypercalcémies
Il faut distinguer l’hypercalcémie vraie, avec élévation du calcium ionisé des fausses
hypercalcémies par augmentation de la fraction liée aux protéines.
En effet, 40 à 45 % du calcium sérique est lié aux protéines, principalement à l’albumine. Une hyperalbuminémie, par déshydratation sévère par exemple, conduit à une augmentation du calcium total, mais sans élévation du calcium ionisé.

Traitement statistique des données

La saisie des données a été faite à l’aide du logiciel Excel 2007. L’analyse des données a été réalisée grâce au logiciel SPSS (Statistical Package for Science Social) version 22.
Les moyennes entre les groupes ont été comparées à l’aide du l analyse de la variance (ANOVA). Toute différence inférieure à 0,05 a été considérée comme statistiquement significative.
Nos résultats ont été exprimés selon les recommandations de la NACB et l’ATA qui prescrivent les intervalles de référence définis sur la base de l’intervalle de confiance à 95 % situé entre les percentiles 2,5 et 97,5 avec calcul de la médiane [10].

Répartition de la population en fonction de l’âge

Nous avons réparti notre population en quatre intervalles distincts répartis comme suit : les sujets de moins de 30 ans, ceux de 30 à 39 ans, de 40 à 49 ans et les sujets âgés de 50 ans et plus. L’âge moyen est de 43 ans et demi. Les plus âgés (> 50 ans) représentent la tranche la plus importante avec un pourcentage de 39,1%. Tandis que les plus jeunes (âgés de moins de 30 ans) comptent pour 21,8 %.

DISCUSSION

Le but de la détermination des valeurs de référence est de définir les valeurs décisionnelles pour le diagnostic et se poser la question de savoir quels seuils prendre, les seuils de la technique utilisée ou les seuils recommandés par les consensus, et de faire une échelle de correspondance entre les différentes techniques pour faciliter les interprétations et les diagnostics des anomalies [10].
Ainsi le GBEA et la norme ISO 15189 pour les laboratoires de biologie médicale et la directive 98/79/CE pour les industriels du diagnostic in vitro, prescrivent à des titres divers l’utilisation ou la mention de limites de références sur les comptes-rendus d’analyse et sur les notices des réactifs de laboratoire.
En outre la sélection d’une population de référence n’est pas facile, c’est un véritable défi. Il est difficile de sélectionner sur un nombre forcément restreint un groupe d’individus représentatif de la diversité biologique rencontré dans les laboratoires biologiques d’aujourd’hui.
D’autre part, La variabilité analytique entre les systèmes analytiques reste un facteur limitant pour la détermination des valeurs de référence par tous les laboratoires. Il est quand même possible, à défaut, de déterminer les valeurs usuelles.
Ce travail nous a permis d’établir les valeurs usuelles de la calcémie ionisée mesurée par potentiométrie directe dans une population sénégalaise en bonne santé apparente. Ces valeurs pourront servir d’outil de travail pour une interprétation plus juste des résultats des cliniciens.
La mesure du calcium ionisé plasmatique par potentiométrie reste le paramètre de choix pour le diagnostic d’une hypocalcémie ou d’une hypercalcémie. Cependant, pour des raisons techniques et économiques, la détermination de la calcémie totale reste l’examen le plus souvent prescrit pour diagnostiquer un trouble de l’équilibre calcique.
Le résultat du dosage du calcium total est lié à de nombreux paramètres (ions divalents, pH, albuminémie, protéinémie) expliquant les écarts fréquents retrouvés entre calcium total et calcium ionisé.
Nous résultats ont été exprimés selon les recommandations de La NACB et l’ATA en déterminant les intervalles de référence définis sur la base de l’intervalle de confiance à 95 % situé entre les percentiles 2,5 et 97,5 avec le calcul de la médiane.
Les percentiles 2,5 et 97,5 définissant 95% des valeurs centrales se situent entre 0,89 et 1,25 mmol/L avec une valeur médiane à 1,085 mmol/L.
L’intervalle de référence pour la calcémie ionisée cité dans la littérature est la même pour le sérum et échantillons de plasma (1,15-1,33 mmol / L) [16]. Aux États-Unis d’Amérique, Seamonds et al [5] avaient obtenus des valeurs voisines de celles obtenues par notre étude avec un intervalle de [1,02 – 1,16 mmol / L] et une médiane à 1,08 mmol / L.
D’autre part, en 2013, une étude similaire été menée par Jafri et al [16] en Inde avait révélé des valeurs supérieures à celles obtenues par notre étude avec un intervalle de [ 1,12 – 1,18 mmol/L ] et une médiane à 1,15 mmol/L et qui se rapprochent plus à l’intervalle de référence cité dans la littérature.
On observe que nos valeurs sont proches à celles obtenues par Seamonds et al [5], mais elles sont inférieures aux valeurs citées dans la littérature et à celles obtenues par Jafri et al.
On pense que cet écart est probablement dû au non-respect strict des conditions pré-analytiques. En effet, le non-respect de l’anaérobiose provoque une augmentation du pH par perte de gaz carbonique et une diminution de calcium ionisé par conséquent.
Il existe une compétition entre le calcium et les protons vis-à-vis des groupements carboxylés des protéines et principalement l’albumine. Le logarithme de la concentration du calcium ionisé est une fonction linéaire du pH entre 7,20 et 7,60. Ainsi, une alcalose aiguë diminue la fraction ionisée du calcium.

Table des matières

PREMIERE PARTIE
I. CONCEPT DE VALEURS USUELLES
I.1. Définitions
I.2.1 Intérêt diagnostic médical
I.2.2. Intérêt de suivi thérapeutique et de pronostic
I.2.3. Intérêt épidémiologique
II. GENERALITES SUR LE CALCIUM IONISE
II.1 Rôle physiologique
II.2 Différentes fractions sanguines
II.3 Intérêt physiopathologique
II.4 Homéostasie du calcium
II.5. Exploration biochimique
II.5.1 Intérêt de dosage du calcium ionisé
II.5.2 Etape préanalytique
II.5.3 Techniques de dosage
II.6. Variations physiologiques
II.7 Variations pathologiques
DEUXIEME PARTIE
I- METHODOLOGIE
I.1. Type et cadre d’étude
I.2. Population d’étude
I.3. Critères d’inclusion
I-4. Critères de non inclusion
I.5. Recueil et traitements des échantillons
I.6 – Traitement statistique des données
II- RESULTATS
II.1. Caractéristiques de la population d’étude
II.1.1 Répartition de la population en fonction du sexe
II.1.2 Répartition de la population en fonction de l’âge
II.2 Valeurs usuelles de la calcémie ionisée dans la population d’étude
II.3 Valeurs usuelles de la calcémie ionisée en fonction du sexe
II.4 Valeurs usuelles de la calcémie ionisée en fonction de l’âge
II-5 Valeurs usuelles de la calcémie ionisée en fonction du sexe et de l’âge
DISCUSSION
CONCLUSION
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES

Télécharger le rapport complet