Exploration du métabolisme hydro-électrolytique

Introduction

L'eau, principal constituant de l'organisme (42 litres chez un adulte de 70 kg), se répartit entre secteurs intracellulaire et extracellulaire selon un équilibre régi par deux grandes lois : la neutralité électrique et les lois de l'osmose. Le maintien de cet équilibre hydro-électrolytique, sous contrôle hormonal (ADH, système rénine-angiotensine-aldostérone, peptides natriurétiques), conditionne la volémie et l'hydratation cellulaire. Les troubles de ce métabolisme — déshydratations et hyperhydratations — sont d'une extrême fréquence en pratique clinique et exposent à des complications graves, notamment neurologiques, justifiant une exploration biochimique rigoureuse. Nous étudierons la répartition de l'eau et des électrolytes, les lois régissant leurs échanges, leur régulation hormonale, l'exploration biochimique, puis les principaux troubles du métabolisme hydrique.

I. Répartition de l'eau et des électrolytes

Le volume hydrique total varie selon l'âge (75 % du poids avant 1 an, 60 % chez l'adulte, 50 % après 50 ans), le sexe (65 % chez l'homme, 55 % chez la femme) et l'adiposité (jusqu'à 70 % chez le sujet maigre, 40 % chez l'obèse).

Le liquide interstitiel, ultrafiltrat plasmatique isotonique et dépourvu de protéines, suit l'équilibre de Donnan (légère diminution du Na+, augmentation du Cl- par rapport au plasma). La pompe Na/K-ATPase maintient le gradient transmembranaire en expulsant le sodium et important le potassium.

II. Lois de l'équilibre hydro-électrolytique

• Osmose : passage du solvant de la solution la moins concentrée vers la plus concentrée à travers une membrane semi-perméable. Tout déséquilibre osmotique entraîne un transfert passif d'eau ; le sodium, principal déterminant de l'osmolalité extracellulaire, gouverne l'hydratation cellulaire.
• Neutralité électrique : la somme des charges cationiques égale toujours celle des charges anioniques dans chaque secteur.
• Échanges plasma/interstitiel (loi de Starling) : régis par la pression oncotique (P.O., attire l'eau vers le plasma) et la pression hydrostatique (P.H.S., pousse l'eau vers l'interstitium). En amont capillaire, P.H.S. > P.O. (sortie d'eau) ; en aval, P.O. > P.H.S. (rentrée d'eau).

III. Régulation hormonale

A. Hormone antidiurétique (ADH)

Octapeptide hypothalamique sécrété par la posthypophyse, libéré dès qu'une variation d'osmolalité de ± 2 % est détectée (déshydratation des cellules hypothalamiques → soif + ADH). Elle augmente la réabsorption facultative d'eau au tube collecteur, concentrant l'urine définitive.

B. Système rénine-angiotensine-aldostérone (SRAA)

Une baisse de volémie, détectée par les barorécepteurs, stimule la sécrétion rénale de rénine. L'angiotensine II a deux actions : vasoconstriction immédiate (le plus puissant vasoconstricteur connu) et, plus physiologiquement, stimulation de la soif et de l'aldostérone, qui provoque la rétention rénale de sodium (et l'élimination de potassium), restaurant la volémie.

C. Peptides natriurétiques (ANP/BNP)

Sécrétés par l'oreillette droite en réponse à l'étirement des cardiomyocytes (expansion volumique) : diurèse et natriurèse rapides, relaxation vasculaire, inhibition de l'aldostérone et de l'ADH.

IV. Exploration biochimique

• Mesures volumiques directes : dilution isotopique (albumine marquée pour le secteur vasculaire ; mannitol, inuline pour l'extracellulaire ; eau tritiée pour l'eau totale).
• Mesures indirectes : pesée quotidienne, diurèse, bilan entrées/sorties, hématocrite, protides totaux.
• Osmolarité : mesurée par abaissement cryoscopique, ou calculée — Osm sanguine = (Na × 2) + glycémie + urée ; Osm urinaire = (Na+K) × 2 + glucose + urée. Dosage de Na+, K+, Cl- par électrode spécifique.

V. Pathologies du métabolisme de l'eau

Un trouble isolé de l'eau ou du sodium est exceptionnel : c'est la différence d'osmolarité entre secteurs qui règle les mouvements d'eau. Les déshydratations se classent selon l'osmolarité plasmatique résultante.

A. Déshydratation isotonique (extracellulaire pure)

Perte équivalente d'eau et d'électrolytes, sans transfert osmotique ; osmolarité et natrémie normales. Clinique : pli cutané, hypotonie oculaire, hypotension, tachycardie, absence de soif. Biologie : hémoconcentration (↑ hématocrite, protides).

B. Déshydratation hypertonique (intracellulaire)

Perte d'eau proportionnellement plus importante que celle des électrolytes → hypertonie plasmatique → sortie d'eau des cellules. Clinique : soif intense, sécheresse des muqueuses, fièvre ; signes neuropsychiques (convulsions si Na > 165 mmol/l) ; risque vital d'hématome intracrânien chez le nourrisson. Étiologies : diabète insipide (perte rénale, urine hypotonique), pertes respiratoires (polypnée).

C. Déshydratation hypotonique

Perte d'électrolytes proportionnellement plus importante que celle d'eau → hypotonie plasmatique → entrée d'eau dans les cellules (D.E.C. + H.I.C.). Clinique : dégoût de l'eau, nausées ; coma et convulsions si natrémie < 115 mmol/l. Biologie : hyponatrémie constante.

D. L'œdème

Accumulation de liquide interstitiel par augmentation de la pression hydrostatique ou diminution de la pression oncotique (« signe du godet »). L'œdème généralisé résulte de l'effet combiné de ces deux mécanismes : syndrome néphrotique (fuite protéique), insuffisance hépatique (↓ synthèse d'albumine), insuffisance cardiaque (↑ pression hydrostatique veineuse).

Conclusion

L'équilibre hydro-électrolytique repose sur la régulation conjointe de l'eau (soif, ADH) et du sodium (SRAA, aldostérone), dont la perturbation se traduit par des tableaux de déshydratation classés selon le secteur atteint et l'osmolarité résultante — isotonique, hypertonique ou hypotonique — chacun avec sa présentation clinique et biologique propre. Cette même logique de régulation par le rein et les hormones systémiques se retrouve, avec des acteurs différents, dans l'équilibre acido-basique, objet du chapitre suivant, qui partage avec le métabolisme hydro-électrolytique la même finalité : maintenir constant le milieu intérieur.