Rappel sur la physiopathologie des troubles hydro électrolytiques

Un ionogramme indique la concentration des différents électrolytes dans un liquide. L’ionogramme sert à surveiller l’équilibre hydro-électrolytique et la surveillance des apports hydriques par perfusion. Les électrolytes sont des sels minéraux en circulation qui jouent un rôle dans l’équilibre hydro-électrolytique, la transmission des influx nerveux, le métabolisme cellulaire. Ils sont essentiellement représentés par le sodium (principal cation du secteur extracellulaire), le potassium (principal cation secteur intracellulaire) et le chlore (principal anion du secteur extracellulaire) et sont dosés dans le sang par l’ionogramme sanguin [1, 2, 3, 4].

L’ionogramme sanguin est un paramètre biochimique très demandé en pratique hospitalière surtout dans les unités de soins intensifs pour un diagnostic rapide et la mise en place dans les plus brefs délais d’un traitement adéquat [4, 7]. Avec 9,36% durant Juin 1998 et Mai 1999, l’ionogramme sanguin (sodium, potassium) occupe la quatrième place des examens biochimiques les plus demandés au laboratoire de Biochimie de l’HALD [8] après la glycémie 16,41%, la créatininémie 14,24% et l’urée 11,56%. Plusieurs techniques sont utilisées pour la détermination de l’ionogramme sanguin, la photométrie de flamme, la potentiométrie pour la détermination des ions sodium et potassium mais aussi des techniques chimique, physico-chimque et enzymatique pour la détermination de l’ion Chlore. De nouvelles techniques enzymatiques mais surtout colorimétriques, moins onéreuses que les précédentes sont d’introduction récente pour sa détermination . La technique colorimétrique est une technique, qui, validée par nos laboratoires, pourrait régler le problème de la prise en charge des patients en néphrologie et en anesthésie réanimation [4, 9] surtout dans les zones périphériques qui ne disposent que d’un spectrophotomètre comme analyseur.

IONOGRAMME ET TROUBLES HYDRO ELECTROLYTIQUES

Définition et intérêt

L’ionogramme est la composition ionique d’un secteur hydrique, sa mesure se fait : dans le sang (ionogramme sanguin), dans les urines (ionogramme urinaire) et dans tout autre liquide biologique. Selon la nature de l’analyse on peut avoir :
• Ionogramme sanguin simple (au sens strict) : Na⁺ + K⁺ + Cl¯
• Ionogramme sanguin complet : Na⁺+ K⁺ + Cl¯ + CO3H¯
• Ionogramme sanguin étendu : idem + Ca⁺⁺ + Phosphates
• Ionogramme urinaire : Na⁺ + K⁺.

L’ionogramme a pour intérêt principal la détermination des troubles hydroélectrolytiques pouvant entraîner des conséquences sur le métabolisme et la surveillance des apports hydriques par perfusion [2]. En néphrologie et en réanimation, l’ionogramme sanguin (sodium, potassium) occupe une place importante pour le diagnostic et le suivi des patients [2, 3, 4, 7, 9]. Chez les insuffisants rénaux chroniques, l’ionogramme sanguin revêt un intérêt double, il permet de surveiller l’hyperhydratation et en même temps les pics hyperkaliémiques qui mettent en jeu le pronostic vital au-delà de certaines valeurs [3].

Rappel sur la physiopathologie des troubles hydro électrolytiques

Les électrolytes et leur répartition dans les compartiments cellulaires

Les électrolytes, représentés par les anions et les cations, sont présents à la fois dans les secteurs intra et extracellulaires séparés par une membrane : la membrane cellulaire ; de part et d’autre de celle-ci il y a un équilibre constant d’anions et de cations .

Le compartiment extracellulaire
Le compartiment extracellulaire représente 20% du poids du corps chez l’adulte, 40 % chez le nourrisson. Il est composé des compartiments plasmatique (5%) et interstitiel (15 %).

Le compartiment plasmatique
Outre ses 5% d’eau, ce compartiment renferme de nombreuses substances dissoutes (glucose, urée, créatinine etc.) et des électrolytes : cations et anions [1].
❖LES CATIONS PLASMATIQUES
Le plus important est le sodium Na⁺ (138 à 145 mmol/1 ou mEq/1). Il est le principal cation extracellulaire et reflète l’électrolytémie totale et la pression osmotique efficace du plasma. De plus, la natrémie participe à la régulation de l’équilibre acidobasique (le Na⁺ étant un élément alcalin), aux mouvements de l’eau et sa détermination en biologie clinique occupe une place fondamentale [2, 3].

Le potassium K⁺ (4,5 à 5 mmol/1 ou mEq/1) est le principal cation intracellulaire, ce qui explique sa concentration basse dans le plasma.
Le calcium Ça⁺⁺ est présent au taux de 2,3 à 2,5 mmol/1 soit 4,7 à 5 mEq/1.
Le magnésium Mg⁺⁺, cation intracellulaire, représente 1 à 1,2 mmol/1 soit 2 à 2,5 mEq/1.

❖LES ANIONS PLASMATIQUES
Le chlorure (Cl¯) est le principal anion des liquides extracellulaires. Son taux est de 98 à 103 mmol/1 ou mEq/1. En raison de ses affinités avec l’ion sodium leurs métabolismes sont le plus souvent liés. Le bicarbonate (CO3H¯) exprime l’ancienne « réserve alcaline ». Sa concentration normale est de 26 à 28 mmol/1 ou mEq/1. Les protéines sont, au pH du plasma, ionisées sous forme de protéinates R-COO¯, et peuvent donc intervenir comme des anions. Leur taux est de 65 à 75 g/1 et peut être artificiellement converti en mEq/1 grâce à un facteur multiplicatif de 0,243. Une valeur moyenne de 66 g/1 correspond donc à 16 mEq/1. Les acides organiques, issus du métabolisme intermédiaire (pyruvate, lactate, oxaloacétate, oxoglutarate…) représentent environ 6 mEq/1. Phosphates et sulfates forment environ 3 mEq/1 .

Le compartiment interstitiel
II est en équilibre avec le compartiment plasmatique au travers de la paroi des capillaires et avec le compartiment intracellulaire au travers des membranes cellulaires [1]. Sa composition est grossièrement celle d’un ultrafiltrat plasmatique, c’est-à-dire que seules les protéines sont absentes et remplacées par des chlorures. Le sodium est discrètement diminué (135 mmol/1) en raison de l’équilibre de Donnan[1].

Le compartiment intracellulaire
L’eau intracellulaire compte pour 35 à 40 % du poids du corps et 55 à 60 % de l’eau totale de notre organisme. Son osmolalité est identique à celle du compartiment extracellulaire mais la nature des substances dissoutes est différente. Le principal cation est le potassium, libre ou lié aux protéines cellulaires [1]. Il participe activement à la contraction musculaire, à la transmission de l’influx nerveux et d’une manière générale à tous les potentiels de membrane [6]. Le magnésium vient en deuxième place pour les cations cellulaires. Les anions sont essentiellement des phosphates et des protéinates [1].

La physiopathologie des troubles hydro-électrolytiques

Les troubles hydro-électrolytiques sont fréquemment rencontrés en situation d’urgence, qu’ils soient cause ou facteur de celle-ci [2, 4, 6]. Leur analyse est en grande partie clinique, aidée de quelques examens simples (ionogrammes sanguin et urinaire, gazométrie artérielle).Que cela soit par le déficit ou par l’inflation de tel ou tel secteur, les désordres hydro électrolytiques sont le résultat d’inégalités entre les entrées et les sorties d’eau et de sodium [1].

Les troubles électrolytiques

Le sodium

La natrémie est l’indice de l’hydratation intracellulaire si elle est le reflet correct de l’osmolarité sérique. L’hyper-natrémie équivaut à de l’eau qui sort des cellules, on parlera de déshydratation cellulaire, tandis que l’hyponatrémie à l’effet inverse et donne une hyperhydratation cellulaire [1].

➤ Les hyponatrémies
L’hyponatrémie est par définition une concentration sérique de sodium inférieure à la limite de référence (135 mmol/l). C’est l’anomalie la plus fréquente rencontrée en biochimie clinique soit 39,13% des hémodialysés avant la séance de dialyse [3]. La concentration sérique de sodium étant un simple rapport entre la quantité de sodium (en millimoles) et le volume d’eau (en litres), l’hyponatrémie peut découler soit d’une perte d’ions sodium, soit d’une rétention d’eau [1].

● Perte de sodium
Le sodium est le principal cation extracellulaire et joue un rôle crucial dans le maintien du volume sanguin et de la pression sanguine, par régulation osmotique des mouvements passifs de l’eau. Ainsi, lorsqu’il se produit une déplétion importante en sodium, de l’eau disparait, entrainant les signes cliniques typiques associés à une déplétion du MEC. Bien qu’une déplétion en sodium puisse résulter d’un apport insuffisant aussi bien que d’une perte, la première éventualité est extrêmement rare.
● Rétention d’eau
Une rétention d’eau dans les compartiments de l’organisme dilue les constituants de l’espace extracellulaire, sodium compris, provoquant une hyponatrémie. La rétention d’eau est beaucoup plus fréquente que la perte de sodium. La rétention d’eau peut résulter d’une élimination réduite ou d’une consommation accrue(ou des deux à la fois).

Signes cliniques
D’autant plus discret que l’hyponatrémie est chronique et d’installation lente.
● Nausées, vomissements, céphalées,
● Dégoût de l’eau
● Troubles neuropsychiques (Confusion, Somnolence, Convulsions….).

La gravité des hyponatrémies est liée à la survenue d’une HTIC (toujours dans les hyponatrémies d’installation rapide) responsable d’engagement avec troubles de la conscience et crises convulsives pouvant mener au décès [1, 7].

NB : Il existe des Pseudo-hyponatrémies :
●présence de quantités anormalement élevées de composés osmotiquement actifs (hyperglycémie sévère).
●présence de quantités anormalement élevées de substances entrainant une réduction du volume plasmatique (hyper-protéinémies, hyperlipidémies).

Table des matières

INTRODUCTION
PREMIERE PARTIE : RAPPELS BIBLIOGRAPHIQUES
1. IONOGRAMME ET TROUBLES HYDRO ELECTROLYTIQUES
1.1. Définition et intérêt
1.2. Rappel sur la physiopathologie des troubles hydro électrolytiques
1.2.1. Les électrolytes et leur répartition dans les compartiments cellulaires
1.2.1.1. Le compartiment extracellulaire
1.2.1.1.1. Le compartiment plasmatique
1.2.1.1.2. Le compartiment interstitiel
1.2.1.2. Le compartiment intracellulaire
1.2.2. La physiopathologie des troubles hydro-électrolytiques
1.2.2.1. Les troubles électrolytiques
1.2.2.1.1. Le sodium
1.2.2.1.2. Le potassium
1.2.2.1.3. Le chlore
1.2.2.2. Les troubles de l’hydratation
1.2.2.2.1. L’Hyperhydratation
1.2.2.2.2. La Déshydratation
2. ETUDE DES TECHNIQUES DE DOSAGE DE L’IONOGRAMME
2.1. Les cations plasmatiques (Na+ et K+)
2.1.1. La photométrie de flamme
2.1.2. L’electrométrie par électrodes sélectives (Potentiométrie)
2.1.2.1. Traitement de l’échantillon
2.1.2.2. Traitement des dosages – Module de mesure
2.1.2.3. Traitement des mesures – Relation entre activité et concentration
2.1.2.4. Conduite à tenir pratique
2.1.3. Les techniques enzymatiques
2.1.3.1. Le sodium
2.1.3.2. Le potassium
2.1.4. La technique colorimétrique
2.2. Les Anions (Cl-)
2.2.1. Les techniques chimiques
2.2.1.1. La méthode de SCHALES
2.2.1.2. La méthode de ZALL
2.2.1.3. La méthode au TPTZ
2.2.1.4. La méthode enzymatique
2.2.2. Les techniques physico-chimiques
2.2.2.1. La technique coulométrique
2.2.2.2. Les techniques électrométriques par électrode sélective
DEUXIEME PARTIE/ TRAVAIL PERSONNEL
1. JUSTIFICATION ET OBJECTIFS DE L’ETUDE
1.1. Justification
1.2. Les objectifs
1.2.1. Les objectifs généraux
1.2.2. Les objectifs spécifiques
2. LA METHODOLOGIE
2.1. Le type d’étude
2.2. Le cadre d’étude
2.3. Les spécimens biologiques
2.4. Le matériel
2.5. La méthodologie
2.5.1. Evaluation des performances analytiques de la méthode colorimétrique du dosage de l’ionogramme sanguin (sodium, potassium)
2.5.1.1. Dosage de l’ionogramme sanguin (sodium, potassium) par la méthode colorimétrique
2.5.1.1.1. Dosage du sodium
2.5.1.1.1.1. Principe
2.5.1.1.1.2. Réactifs (Sodium rapid)
2.5.1.1.1.3. Mode opératoire
2.5.1.1.1.4. Mode de calculs des résultats
2.5.1.1.1.5. Contrôle de qualité
2.5.1.1.2. Dosage du potassium
2.5.1.1.2.1. Principe
2.5.1.1.2.2. Réactifs (Potassium liquirapid)
2.5.1.1.2.3. Mode opératoire
2.5.1.1.2.4. Mode de calculs des résultats
2.5.1.1.2.5. Contrôle de qualité
2.5.1.2. Les performances analytiques de la méthode colorimétrique du dosage de l’ionogramme sanguin (sodium, potassium)
2.5.1.2.1. La limite de détection
2.5.1.2.2. La linéarité
2.5.1.2.3. La répétabilité
2.5.1.2.4. La reproductibilité
2.5.1.2.5. Justesse de la mesure
2.5.2. Evaluation des coûts
2.5.2.1. Coûts variables
2.5.2.2. Coût marginal
2.5.2.3. Coût d’imputation rationnelle
2.5.2.4. Coût par activité (méthode ABC)
2.5.2.5. coûts directs
2.5.2.6. Coûts spécifiques
2.5.2.7. Coûts cibles
2.5.2.8. Coûts préétablis
2.5.2.9. Coûts complets
3. GESTION DES DONNEES ET ANALYSE STATISTIQUES DES RESULTATS
4. RESULTATS
4.1. Détermination des performances analytiques du dosage de l’ionogramme sanguin (sodium, potassium) par colorimétrie
4.1.1. Le sodium
4.1.1.1. La limite de détection
4.1.1.2. La linéarité
4.1.1.3. La répétabilité
4.1.1.4. La reproductibilité
4.1.1.5. Justesse de la mesure
4.1.2. Le potassium
4.1.2.1. La limite de détection
4.1.2.2. La linéarité
4.1.2.3. La répétabilité
4.1.2.4. La reproductibilité
4.1.2.5. Justesse de la mesure
4.2. Détermination du coût par test de la méthode
DISCUSSION
CONCLUSION

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