Cours de biochimie clinique

Département des sciences de base A
2éme Année médecine
Cours de biochimie clinique
Fait par le Docteur LIMEM Khalifa
Paramètres de l’équilibre
l équilibre
phosphocalcique
Paramètres de l’équilibre
acido
id basique
b i
LE CALCIUM
Électrolyte quantitativement
l plus
le
l important
i
t t ( 1Kg
1K )
♥ Rôle structural ( os )
♥ Intégrité des membranes
♥ Activité neuromusculaire
♥ Régulation des glandes endocrines
Et exocrines
♥ Coagulation du sang
♥ Activité du système complément
L’élimination urinaire représente
p
normalement la partie nette absorbée
C’est
C
est à chaque niveaux d’échange
d échange,
tube digestif,os,rein
que les
l actions
ti
hormonales
h
l
permettront la régulation de la calcémie
Les besoins d
d’un
un adulte : 10 mmol/J
E f t ett adolescents
Enfants
d l
t : 30 mmol/J
l/J
♀ enceinte ou qui allaite :
besoins plus importants
♀ ménopausée
p
: 100 mmol/J
Absorption intestinale:
Au niveau du duodénum (milieu acide )
Mécanisme actif hormonodépendant
Mécanisme
éca s e passif
pass dépendant
dépe da t de l’apport
appo t
Élimination:
Fécale : partie non absorbée
partie contenue dans
les secrétions digestives
Rénale : après filtration 95% absorbée
Seulement 2.5
2 5 à 6.5
6 5 mmol/ 24h
sont éliminés
Élimination dépend de la calcémie
Calcémie basse
Calcémie élevée
réabsorption totale
50% réabsorbée
PTH et alcalose métabolique
Diminution de l’élimination
Calcitonine et acidose métabolique
Élévation de l’élimination
Répartition
p
du calcium dans l’organisme
g
:
Total : 25 à 30 moles (1,0 à 1,2 kg)
Os : 99% dont seulement < 1% échangeable
Liquides intracellulaires : 1%
Secteur extracellulaire : 0,1%
L calcium
Le
l i
plasmatique
l
ti
ett plus
l précisément
é i é
t
sa fraction ionisée doit être maintenue
D
Dans
d
des li
limites
it très
t è étroites
ét it
Ré l ti hormonale
Régulation
h
l +++
3 sites de régulation et 3 hormones
PTH
calcitonine
Vit D
Action de la PTH
À résorption osseuse du calcium
À synthèse rénale de 1
1,25
25 (OH) 2D3
À réabsorption rénale (TCD) du calcium
Action de la Vit D
1,25 (OH) 2D3
À absorption intestinale du calcium
À résorption osseuse du calcium
À potentialisation
t ti li ti des
d effets
ff t de
d la
l PTH
sur la réabsorption rénale du
calcium
A ti de
Action
d la
l calcitonine
l it i
Stimule l’accrétion osseuse =>
action hypocalcémiante
DOSAGE
Sérum ou
Sé
plasma
hé
hépariné
i é
P élè
Prélèvement
t
Sans garrot
(pour éviter
(p
une acidose locale)
A jeun
Méthodes
physiques:
Absorption atomique
Photométrie de flamme
Électrodes
sélectives
Pour ca ionisé
Méthodes
colorimétriques:
q
Substances qui complexent le ca : complexe coloré
Dosage
g du calcium urinaire
Diurèse de 24h prélevée sur HCL concentré
V l
Valeurs
usuelles
ll
Calcémie : 2,25 – 2,65 mmol/L (90 – 105 mg/L)
Calcium ionisé : 1,08 – 1,20 mmol/L
Calcium urinaire : 2,5 – 6,5 mmol/24h
Dissociation entre la calcémie
totale et la calcémie ionisée
En cas d’Hypo protidémie :
le Calcium total: diminué
Le Calcium libre ionisé : normal
Il existe un équilibre entre
le calcium libre ionisé
et le calcium ionisé fixé sur
les protéines plasmatiques
[Ca2+] [Albumine]
Kd =
[[Ca lié à l’albumine]]
Si hyperalbuminémie (DEC) => transfert d’une partie
du calcium ionisé vers l’albumine
=> du calcium lié aux protéines
=> du calcium ionisé
=> stimulation de la PTH
=> normalisation du calcium ionisé
Au total : du calcium total
Si hypo-albuminémie (HEC, insuffisance
hépatocellulaire,syndrome
p
, y
néphrotique)
p
q ):
effet inverse
Calcul de la calcémie corrigée
en fonction de l’albuminémie :
Calcémie corrigée (mmol/L) =
Calcémie mesurée + 0,02
0 02 [40 – albuminémie (g/L)]
Relation protéines totales /calcium
L’albumine n’est pas déterminée dans le cadre
du ionogramme sanguin
⇒il faut se contenter, le plus souvent,
⇒de la protidémie totale
⇒pour le calcul de la calcémie corrigée.
⇒ Ex : formule de PARFITT :
Calcémie mesurée
Calcémie corrigée =
0,55 + Protidémie (g/L)
160
Intérêt sémiologique
L valeur
La
l
de
d la
l calcémie
l é i
doit être interprétée en
regard
d de
d :
La protéinémie
Du pH
Intérêt clinique (suite)
⇒Si
⇒
hypoalbuminémie ⇒ ↓ Ca tot mais les taux
de calcium ionisé sont p
peu ou pas
p affectés
La liaison du calcium aux
protéines plasmatiques
dépend du pH
Si pH ↓
⇒ ↓ PrPr-Ca ⇒↑Ca2+
Pathologies affectant la concentration du
calcium sérique:
pH (acidose, alcalose)
Parathyroïde et thyroïde (parathormone et
Parathyroïde
calcitonine)
Problèmes d
d’absorption
absorption intestinale
(vitamine D)
Déficience en vitamine D (alimentaire)
Maladies rénales sévères
ostéolyses
Hypercalcémie
H
percalcémie
> 2.65mmol/l
2 principales :
◙ cancers osseux (métastases ostéolytiques ou
«PTH like» )
◙ hyper PTH primaire ( acidose hyperchlorémique )
Si > 3 mmol/l c’est une urgence : trouble de rythme
et arrêt cardiaque
Autres causes :
Sarcoidose
Immobilisation prolongée
Thyrotoxicose
Hypervitaminose D
Hypocalcémie
< 2.20 mmol/l
2 causes principales :
Déficit parathyroidien ( post chirurgical,
Idiopathique et pseudo hypoparathyroidisme
Déficit en Vit D ( carence d’apport,trouble de
L’absorption
L
absorption,insuffisance
insuffisance rénale chronique
Les variations du calcium ionisé sont
parallèles à celles du calcium total sauf
en cas d’acidose ( il augmente )
A de l’intérêt encas des hyper PTH dites
Normo calcémiques
Hyper calciurie
> 10mmol/24h
Est constante en cas d’hypercalcémie
( en l’absence d’IR )
Hyper calciurie
H
l i i primitive
i iti de
d l’homme
l’h
jeune
j
recherchée en cas de lithiase calcique
Hyper absorption intestinale
Hypo calciurie
< 2.5
2 5 mmol/24h
IR évoluée
Rachitisme et ostéomalacie
Prise prolongée de diurétiques thiasidiques
EXPLORATION D’UNE HYPOCALCEMIE
EXPLORATION D’UNE HYPERCALCEMIE
Le phosphate
p
p
Anion intracellulaire et
extracellulaire important
L’
L’essentiel
ti l se trouve
t
dans
d
l’os
l’
Dans le milieu extracellulaire
Existe sous forme libre
( inorganique )
Ou
Lié à des molécules organiques
( 20% liés à des protéines )
85% dans l’os : rôle structural
Apport exogène : 800mg à 1400mg / j
Absorption passive +++
Transport actif stimulé par calcitriol ?
Elimination
Filtre librement dans le
glomérule
90 % est réabsorbé dans
le TCP avec un Tm
Transport passif couplé
au Na
La réabsorption tubulaire
est régulée
principalement par la
PTH et par les apports de
phosphore.
PTH induit une
phosphaturie
Restriction alimentaire en
phosphore
h
h
↑ Réabsorption
Ré b
ti
tubulaire
t b l i
H
Hormone
d
de croissance
i
Les corticoïdes et l’acidose
métabolique
Réabsorption tubulaire
Besoin chez un adulte
31 mmol /24 h
1g /24 h
Davantage chez les enfants
Répartition
-
85 % lié au calcium au niveau de l’os
-
14 % intracellulaire, dans les tissus mous
-
1 % dans le LEC
-
Plasma : 4 mmol/l
-
Phosphate organique : ATP,
ATP
phospholipides…etc
-
Phosphate inorganique : (Pi)
c’est ce qui est dosé
90 % Ultrafiltrable
Dosage
Phosphatémie
Sujet à jeun
Sérum et
plasma
Hépariné
méthode
enzymatique
y
q
Dosage dans les 2 h qui
Suivent le prélèvement
éviter l’hémolyse
dérivé coloré
Mé h d colorimétriques
Méthodes
l i é i
avec un réactif
é if molybdique
l bdi
Phosphomolybdate +++
Phosphaturie
Urine de 24 h recueillis sur acide fort
(10 mll Hcl
H l 6N)
Valeurs de référence
-
Dans le plasma : 0,8 à 1,45 mmol/l
-
D
Dans
lles urines
i
: 13 à 26 mmol/24h
l/24h
Variations physiologiques
Variation avec l’age
Phosphatémie plus élevée chez
le nourrisson
1,6 à 2,2 mmol/l
Variations pathologiques
Hyperphosphorémie
Adulte > 1,5 mmol/l
Enfant >2 mmol/l
hyperphosphatémie
♦ mobilisation osseuse
♦ apport exogène
♦
excrétion urinaire
3 principales causes :
◙ Insuffisance
I
ffi
rénale
é l
◙ Maladies endocriniennes
◙ Affections diverses.
1 Insuffisance rénale
1de la filtration rénale
2- Maladies endocriniennes
-
Hypo PTH
Hypo Ca et Hyper phosphorémie
-
Acromégalie
Diabète déséquilibré
q
3 - Autres affections
Suites immédiates de fractures multiples
Destruction tissulaire importante
( associée à une hyperkaliémie
yp
)
Une augmentation rapide
d la
de
l phosphorémie
h
h é i
Hypocalcémie avec
Signes cliniques ( tétanie )
Hypophosphatémie
< 0.8 mmol/L chez ladulte
< 1.4 mmol/L chez l’enfant
Symptômes cliniques si < 0.30
0 30 mmol/L
Principaux mécanismes
☻ redistribution
di t ib ti interne
i t
☻
de l’excrétion urinaire
☻
de l’absorption intestinale
Redistribution interne
Associée à :
♦ une alcalose respiratoire aigue
♦ une secrétions accrue d’insuline
après administration de glucose
♦ récupération de l’acidocétose
de l’excrétion urinaire :
♠ hyper PTH ( primaire )
♠
de synthèse de Vit D
( hyper
y
PTH secondaire )
♠ anomalies congénitales
Diminution de l’absorption
♥ utilisation chronique d’agents
liants le phosphate
p
p
♥ diarrhée chronique
Paramètres de l’équilibre
acidobasique
id b i
Afflux important d’acides provenant de
L’alimentation et de la respiration cellulaire
pH varie dans des limites étroites
p
Moyens de lutte efficaces
S tè
Systèmes
ttampons , reins
i
, poumons
C
Systèmes tampon
Le tamponnage n’élimine pas les ions hydrogène
il les met temporairement
De coté comme une éponge qui absorbe l’eau
C sontt L
Ce
Les organes quii éliminent
éli i
t les
l H+
( reins et poumons )
Le système
L
tè
tampon
t
lle plus
l important
i
t t estt
le couple bicarbonate/acide carbonique
HCO3- / H2CO3
H2CO3 est proportionnel au CO2
dissout ;lequel est
Proportionnel à pCO2
Contrôle de la ventilation
Le contrôle de la ventilation est assurée
par des chémorécepteurs
p
p
sensibles à la concentration
en CO2,, O2 et au pH
p
récepteurs centraux (bulbe rachidien) :
surtout sensibles au CO2 et au pH
le poumon élimine par jour environ
15 000 mmol d'ions
d ions H+
(le rein n'en élimine que 40-80 mmol)
Les paramètres utiles pour l’exploration
des troubles acido basiques
◙ bicarbonates
◙ Pco2
◙ PH
◙ Ionogramme
g
sanguin
g
bicarbonates
Les méthodes actuelles déterminent
le CO2 total qui est souvent assimilé
aux bicarbonates
Méthodes de dosage
Sang veineux : comme les paramètres
d’ionogramme
g
Anaérobiose
Dosage
g réalisé dans les plus
p
brefs délais
Méthode enzymatique :
La plus utilisée
Après alcalinisation du plasma
CO2
HCO3-
bicarbonates
+
PEP
OA
NADH
MALATE
NAD
Technique électrochimique
Après acidification
CO2 ↑
À travers une membrane
pH d’une solution alcaline
Mesurer le pH
qui diffuse
modification du
Méthode colorimétrique
H2SO4 libère le CO2
indicateur qui change de couleur
Tendent à disparaître
Méthodes automatique
( gazométrie
ét i )
Sang artériel ou artériolisé prélevé sur
héparine
p
en anaérobiose stricte
Analyse immédiate maximum 1h à +4°c
GAZOMETRIE
pH, PCO2 et PO2 sont mesurés, SaO2
et HCO3
HCO3- sont calculés
Le CO2 total est :
calculé (dans la gazométrie) :
CO2 total = HCO3
HCO3- + CO2 dissous
avec CO2 dissous = a PCO2 (a = 0,03
si PCO2 exprimée en mm Hg)
mesuré (dans le ionogramme sanguin,
sang veineux)
Appareil
pp
à gaz
g du sang
g
Valeurs de référence
Bicarbonates :(mesurés)
Sang
g veineux : NNé
14 - 25 mmol/L
Nourrissons 18 - 27 mmol/l
enfants
20 - 28 mmol/l
adulte 22 - 29 mmol/l
si calculés : 21 à 26
Sang artériel : < 10 %
PH :
S
Sang
veineux
i
: 7,36
7 36 - 7,40
7 40
Sang artériel : 7,38 - 7,42
Pco2 :
Sang
g veineux : 42 - 48 mmHg
g
Sang artériel : 35 - 44 mmHg
Variations pathologiques
p
gq
Terminologie
Acidose et alcalose : définissent
des troubles acido basiques primaires
peuvent être utilisés même
Ils p
lorsque le pH est dans les limites
normales
Acidémie si pH sanguin < 7,35
7 35
Alcalémie si pH sanguin > 7,45
Acidose : processus pathologique qui tend
à faire baisser le pH sanguin.
Respiratoire : si le poumon est à
l' i i du
l'origine
d trouble
t
bl
(hypo et hypercapnies primitives)
Métabolique : si le trouble primaire est
dû à ll'accumulation
accumulation
des H+ (acides fixes) ou à la perte de HCO3-
Compensation
NORMAL
Acidose respiratoire
Acidose respiratoire compensée
Acidose métabolique
Acidose métabolique compensé
Acidoses métaboliques
LES ACIDOSES METABOLIQUES
ALCALOSE METABOLIQUE
ACIDOSE RESPIRATOIRE
ALCALOSE RESPIRATOIRE
DEMARCHE DIAGNOSTIQUE
Compensée
p
Acidose
pH N
HCO3 ↓
HCO3métabolique PaCO2 ↓
Alcalose
pH N
HCO3- ↑
métabolique PaCO2 ↑
Acidose
pH N
p
HCO3- ↑
PaCO2 ↑
respiratoire
p
Alcalose
pH N
respiratoire HCO3
HCO3- ↓
PaCO2 ↓
Aiguë
g
Chronique
q
pH ↓
HCO3 ↓
HCO3PaCO2 N
pH ↑
HCO3- ↑
PaCO2 N
pH ↓
p
HCO3- N
PaCO2 ↑
pH ↑
HCO3- N
HCO3
PaCO2 ↓
pH ↓
HCO3 ↓
HCO3PaCO2 ↓
pH ↑
HCO3- ↑
PaCO2 ↑
pH ↓
p
HCO3- ↑
PaCO2 ↑
pH ↑
HCO3- ↓
HCO3
PaCO2 ↓
Paramètres urinaires
pH urinaire
Acidité titrable
NH4+
Ionogramme urinaire
(p
pour le calcul du trou anionique
q urinaire
Na + k - cl )
Rôle du rein
Quatre mécanismes :
1 - élimination d'une
acidité
idité lib
libre (AL) : négligeable
é li
bl
2 - réabsorption
é b
ti des
d
bicarbonates : normalement
réabsorption
é b
ti totale
t t l
3 - élimination
éli i ti d'
d'une acidité
idité
titrable (AT) : AT = 1/3 de la
t t lité d
totalité
des H
H+ éli
éliminés
i é
4 - élimination
éli i ti d'i
d'ions NH4+
NH4 :
ammoniurie = 2/3 de la
t t lité d
totalité
des H
H+ éli
éliminés
i é
L'excrétion
L'
éti urinaire
i i nette
tt
d'acide est égale à la
somme : AL + AT + NH4+ HCO3-
Acidité libre
L'acidité libre (AL) est
quantitativement peu
q
p importante.
p
En
effet :
Pour une diurèse/24h = 1,5 litre => 0,15
mmol H+/24h ((soit < 1% de la totalité des
H+ éliminés)
Sécrétion des ions H+ : TCD et tube
collecteur
Acidité titrable
(N : 10 - 30 mmol/24h)
Définition : l'acidité
l acidité titrable
correspond à la quantité de
NaOH (en mmol/L) nécessaire
pour ramener le pH urinaire à la
valeur du pH sanguin
sanguin.
Elle évalue surtout la quantité
d'ions H2PO4-
Ammoniurie
(N : 30 - 50 mmol/24h)
En pathologie : jusqu'à 200
mmol/24h
C'est la forme majeure
d'excrétion des ions H+ dans
les urines.
La grande majorité des ions
NH4+ provient du NH3 libéré
dans le TCP et formé à partir de
la glutamine
A
Appréciation
é i ti de
d l'ammoniurie
l'
i i :
- mesure directe ((difficile )
- détermination du trou
anionique urinaire : Na + K – Cl
Normalement > 0
Si ammoniurie = 40 mmol/L
trou anionique urinaire
= 30 mmol/L
Si acidose => augmentation NH4+=>
augmentation des Cl(car Cl- est l'anion excrété
préférentiellement avec NH4+)
=> [Cl-] > [Na+K] => trou anionique < O
ACIDOSES RESPIRATOIRES
Si hypercapnie chronique :
les bicarbonates sont
augmentés (jamais > 50 mmol/L) du
fait de la compensation rénale qui
se traduit par :
-une
une augmentation de l'élimination
l élimination
tubulaire des ions H+ sous forme
de NH4+
L'acidité titrable est peu modifiée
- une augmentation du seuil
de réabsorption des bicarbonates
(TCP). La chlorémie est diminuée
pour maintenir l'électroneutralité
l électroneutralité
(=> chlorurèse importante)
Si la compensation rénale est
complète le pH sanguin peut
complète,
revenir à des valeurs normales =>
ll'acidose
acidose est compensée
ALCALOSES RESPIRATOIRES
Dans les alcaloses respiratoires
chroniques
Le rein intervient :
- en augmentant l'excrétion des
bicarbonates
- en diminuant l'excrétion des
ions NH4+ et d'acidité titrable
ALCALOSES METABOLIQUES
Chlorurie
Si chlorurie augmentée => on
élimine une origine gastrique
(vomissements) et on envisage la
prise d'un diurétique
Si chlorurie diminuée => on
envisage des pertes gastriques par
vomissements
ALCALOSES METABOLIQUES
pH urinaire.
urinaire Permet de différencier :
⇒une alcalose métabolique avec pH urinaire
⇒ ≥ 6,5 :
- apport excessif d'alcalins,
- alcalose de « reventilation »
ACIDOSES METABOLIQUES
pH URINAIRE
En présence d'une acidose métabolique
théoriquement :
- une valeur < 5,5 est rencontrée dans les
acidoses d'origine
g
extrarénale
Le rein intervient en éliminant un
maximum d'ions H+
- une valeur > 5,5 => l'acidose est d'origine
g
rénale
Attention :
acidité libre < 1% de l’élimination totale
des p
protons => pH
p mauvais reflet
d'autres facteurs peuvent influer sur la
valeur du pH urinaire. Ex : infection
urinaire à germe uréase (+) =>
formation d'ammoniaque => ↑pH
Donc : le pH urinaire n’est pas un bon
critère pour apprécier la réponse rénale
à une acidose métabolique
NH4+ urinaire. C'est la principale
forme d'élimination
d élimination des ions H+
L ammoniurie constitue le meilleur
L’ammoniurie
paramètre pour apprécier la réponse
rénale à une charge acide
- Si ll'acidose
acidose est d'origine
d origine extrarénale
[NH4+] > 70 mmol/L
- Si l'acidose est d'origine rénale :
[NH4+] < 40 - 50 mmol/L
Trou anionique urinaire = Na + K – Cl
Chez le sujet normal : valeur positive
Si le rein augmente la production de NH4+
=> les Cl- vont augmenter (anion éliminé
préférentiellement)
=> le trou anionique urinaire devient
négatif
Donc : trou anionique urinaire
bon reflet de l'élimination des NH4+.
Attention à l'excrétion d'autres
cations indosés ((lithium)) ou anions
indosés (corps cétoniques,
carbénicilline))
CONCLUSION
Origine de pH
L’acidose urinaire
NH4+
Trou
Urinaire anionique
(mmol/l ) Urinaire
Extra
rénale
é l
< 5.5
> 70
négatif
rénale
> 5.5
< 50
Positif