Introduction

L'eau est un solvant vital pour l'organisme.
Suivant l'âge et le sexe, l'eau représente 0,46 (46 %) à 0,75 (75 %) du poids corporel.

La teneur exacte en eau de l'organisme est le résultat d'un équilibre du bilan de l'eau : l'apport (et la formation) d'eau doit constamment équilibrer les pertes d'eau.

Un apport d'eau moyen (2.5 l/jour) se décompose de la façon suivante :

1. boissons (environ 1,3 l/jour),
2. eau des aliments solides (0,9 l/jour) 
3. eau provenant de l'oxydation des aliments.

A cet apport d'eau correspond une perte d'eau équivalente qui se décompose comme suit:

1. urine (1,5 l/jour),
2. eau éliminée par l'air expiré et par la peau
3. eau contenue dans les fèces.

Aperçu général de l'homéostasie de l'eau.

Le contenu en eau et en osmoles de l’organisme résulte de l’équilibre entre les entrées digestives et les sorties rénales et extrarénales. La régulation de ce contenu est effectuée après la stimulation de cellules sensibles aux variations du volume cellulaire, les osmorécepteurs, par le biais de modifications de l’apport alimentaire d’eau (contrôlé par le centre de la soif) et des sorties rénales d’eau et d’osmoles (contrôlées par l’hormone antidiurétique ADH).

Répartition de l'eau dans les compartiments liquidiens

Le contenu en H20 de l'organisme est relativement constant sur de longues périodes à cause de l'efticacité des reins dans le contrôle de l'équilibre hydrique.

C'est la variabilité du tissu adipeux (graisse) pauvre en H20 qui explique la grande étendue de variation de la quantité d'H20 de l'organisme entre les individus
vidus. Le plasma contiem 90 % d'H20 . Les parties molles, peau, muscles et viscères en contiennet 70 à 80 %. Le squelette en contient 22 % et le tissu adipeux , le plus pauvre en H20 , 10 % seulement. 

Ainsi la minceur correspond à un fort contenu en eau, l'obésité à un faible contenu à cause de l'importance du tissu adipeux pauvre en eau (éléments importants dan la cinétique et distribution des substances anesthésique: N.D.R.). 

1- Le liquide intracellulaire (LIC) contient environ les deux tiers du volume de l'H20 totale de l'organisme. Bien que chaque cellule soit un minuscule compartiment liquidien, il y a suffisamment d'analogies entre les milliards de companimems cellulaires pour qu'ils soient considérés collectivement comme un seul compartiment.

2- Le tiers restant de l'H20 totale, qui constitue le compartiment liquidien extracellulaire (LEC), est subdivisé en plasma et liquide interstitiel.

a- Le plasma, qui constitue environ le cinquième du LEC est la partie liquide du sang.

b- Le liquide interstitiel, qui constitue environ les quatre cinquièmes du LEC, est le liquide qui se Lrouve dans les espaces intercellulaires. On l'appelle par fois le liquide des tissus et c'est le véritable environnement dans lequel baignent les cellules.

Petits compartiements du LEC

La lymphe et les liquides transcellulai res, dont le volume est minime, font aussi partie du LEC.

La lymphe est le liquide qui,fvcnam du liquide inierstiliel, regagne le plasma par le systèmeflymphatique en traversant les ganglions lymphatiq ues qui fontfpartie du système de défense immunitaire.

Les liquides transcellulaires sont de petits volumes de liquides sécrétés par des cellules spêcialisêes dans de petites cavités où ils remplissent des fonctions spécifiques. Un exemple en est le liquide céphalorachidien qui entoure, protège et nourrit l'encéphale et la moelle épinière.

Aussi important soient-ils, les liquides transcellulaires ne sont qu'une toute petite partie de l'eau totale et peuvent être négligés quand on traite du bilan hydrique de l'organisme.

Membrane cellulaire: Barrière entre le LEC et le LIC

A l'opposé de la composition quasiment identique des compartiments intravasculaire e1 intersliliel, la composi1ion du LIC est très différente de celle du LEC.

Chaque cellule est entourée par la membrane cellulaire qui est très sêlcctive et ne laisse passer que certaines substances. Les transports à travers la membrane cellulaire sont actifs ou passifs et peuvent être très sélectifs.

Les principales différences entre le LIC et le LEC sont :

1. la présence dans le LIC des protéines qui ne peuvent pas sortir des cellules;
2. l'inégalité de la concentration de Na+ cl K+ et des anions qui les accompagnent causée par l'activité de l'ATPase Na+ -K+ membranaire présente dans toutes les cellules. Cette pompe fait sortir Na• des cellules et y fa it entrer K+ ; c'est pour cela que Na+ est le principal cation du LEC et K+ celui du LIC.

À l'exception de la très faible proportion des ions intra- et exuacellulaires qui participent au potemiel de membrane, il y a équilibre entre la plupart des ions du LEC et du LIC. Dans le LEC, Na+ est accompagné principalement par le chlore Cl- et à un moindre degré par le bicarbonate HC03+.

Tandis que les principaux anions intracellulaires sont le phosphate P0₄^3· et les protéines porteuses de charges négatives.

Le « turnover » moyen de l'eau représente donc chez l'adulte environ 1/30 du poids corporel (2,4  1/70 kg) ; par contre, il représente chez le nourrisson 1/10 du poids corporel (0,7  1/7 kg), ce qui rend le nourrisson plus sensible aux troubles de l'équilibre hydrique.
Le « turnover » de l'eau (ou les échanges, les mouvements) peut s'écarter considérablement des quantités indiquées, mais le bilan de l'eau doit toujours être rééquilibré.

Une déshydratation provoque la sensation de soif ; la régulation s'effectue grâce à un centre de la soif situé dans l’hypothalamus.

Les facteurs qui déclenchent la soif sont, d'une part,une augmentation de l'osmolalité des liquides de l'organisme et, d'autre part, une augmentation de la concentration d'angiotensine II dans le liquide céphalorachidien.
Alors que la proportion d'eau chez le nourrisson est encore de 0.75, elle tombe chez un homme jeune à 0,64 (femme : 0,53) et chez un homme âgé a 0,53 (femme : 0.46).

Ces différences entre l'homme et la femme (ainsi que les variations individuelles) sont dues essentiellement à une plus ou moins grande quantité de graisse dans l'organisme , alors que la plupart des tissus (chez l'adulte jeune) ont une teneur en eau de 0,73 en moyenne, celle-ci n'est que de 0,2 environ dans les graisses.
Pour une teneur en eau totale moyenne de 0,6 dans l'organisme (poids corporel = 1,0), le compartiment intracellulaire (CIC) contient environ 3/5 (= 0,35 du poids du corps) de cette eau et le compartiment extracellulaire (CEC) environ 2/5 (=0,25 du poids du corps), le CEC comprenant l'espace intercellulaire (interstitium:0,19), le plasma (0.045) et les
liquides transcellulaires (liquide céphalorachidien, lumière intestinale. etc. : 0,015).

NB: Ceci explique (en partie) la grande variabilité de la cinétique des produits anesthésiques selon l'âge et le sexe.

Le CIC présente une composition ionique très différente de celle du CEC et, à l'intérieur du CEC, le plasma se distingue essentiellement par sa teneur en protéines.
Puisque le Na+ est l'ion principal du CEC, le contenu de l'organisme en Na+ est le facteur déterminant essentiel du volume de CEC.

Volume cellulaire, osmolalité et tonicité

Le volume cellulaire est déterminé par la quantité d’eau nécessaire à la solubilisation optimale des molécules intracellulaires.

Ce volume cellulaire doit être maintenu constant car la modification des contraintes mécaniques exercées sur la membrane plasmique altère le métabolisme cellulaire et les capacités d’échanges de la cellule avec le secteur extracellulaire.

Ces changements de volume prennent une importance particulière dans le système nerveux central du fait de l’inextensibilité de la boîte crânienne.

Étant donné que, d’une part les membranes cellulaires sont plus perméables à l’eau qu’aux substances dissoutes, et que d’autre part le contenu intracellulaire en molécules est approximativement constant, le volume cellulaire dépend essentiellement des mouvements d’eau à travers la membrane plasmique entre les secteurs intra et extracellulaires.

De tels mouvements d’eau sont générés lorsqu’il existe des différences de tonicité entre les secteurs intra et extracellulaires. La tonicité d’une solution est définie comme le nombre de molécules non diffusibles dissoutes dans un kilogramme d’eau.

Par rapport à une solution d’eau pure, ces molécules dissoutes génèrent une pression hydrostatique (la pression osmotique) de 20 mmHg par mole.

Dans le secteur intracellulaire, ces molécules non diffusibles sont constituées essentiellement du potassium et du phosphate organique.

Dans le secteur extracellulaire, le sodium est la principale substance non diffusible, et la concentration de sodium (natrémie)est un reflet de la tonicité du secteur extracellulaire.

Au contraire de la tonicité qui n’inclut que les molécules non diffusibles, l’osmolalité prend en compte l’ensemble des molécules, diffusibles ou non, dissoutes dans un kilogramme d’eau.

L’urée et le glucose, qui diffusent facilement en situation physiologique, participent à l’osmolalité des différents secteurs alors qu’ils n’entrent pas dans le calcul de la tonicité de ces mêmes secteurs.

De façon générale, les variations initiales de tonicité, qu’elles soient liées primitivement à une altération du contenu en eau ou en osmoles, surviennent dans le compartiment extracellulaire.

Ces variations entraînent un flux d’eau et une modification du volume intracellulaire jusqu’à un nouvel équilibre où les tonicités extra et intracellulaires sont égales. Pour faire face à de telles modifications de volume, les cellules ont développé des mécanismes d’adapatation qui tendent à minimiser les variations de volume cellulaire.

Ces mécanismes sont tous imparfaits et d’efficacité variable d’un type cellulaire à l’autre. Ils permettent soit une entrée et une synthèse intracellulaire d’osmoles (en réaction à une diminution du volume intracellulaire), soit une extrusion cellulaire d’osmoles (en réponse à une augmentation initiale du volume intracellulaire).

L’augmentation du volume cellulaire est assurée par l’entrée de NaCl, réalisée par le cotransport Na/ K/2 Cl, inhibé par le furosémide, et le double échangeur Na/H/ HCO3/Cl inhibé par l’amiloride, et par la synthèse intracellulaire de molécules osmotiquement actives, les osmolytes (bétaine, taurine, sorbitol, glycérophosphorylcholine).  Après correction du désordre de la tonicité extracellulaire, le retour à la normale du volume cellulaire s’effectue par l’extrusion progressive du NaCl et des osmolytes synthétisées ou par leur dégradation intracellulaire.

La diminution du volume cellulaire est effectuée par la sortie de KCl, réalisée par des canaux K et Cl, le cotransport KCl ou le double échangeur K/H/ HCO3/Cl. La diminution des conductances K et Cl après la correction du désordre initial permet de retrouver le niveau antérieur d’osmoles intracellulaires.

C’est à l’échelle de l’organisme, par le biais d’une boucle régulatrice, que s’effectue l’adaptation des contenus en eau et en osmoles qui permet le retour du volume cellulaire aux valeurs normales.

De nombreux facteurs peuvent modifier le volum du LEC et celui du LIC cependant, comme l'eau circule librement entre les compartiments, tous les liquides de l'organisme ont la même osmolalité (sauf pendant les quelques minutes qui suivent la modification de l'un d'entre eux).

L'augmentation de la teneur en soluté du LEC (surtout NaCl) provoque une sortie ,d'eau des cellules et par conséquent modifie l'osmolalité  et le volume du LIC; inversement , la diminution de l'osmolalité du du LEC suscite une entrée d'eau dans les cellules et engendre aussi une modification de l'osmolalité du LIC.

⇒ la concentration des solutés dans le LEC détermine le volume du LIC.
 

Références:

• Arrangement  et composition BMS
• Atlas de poche de Physiopathologie, Prof. Dr. med. Stefan Silbemagi.Prof. Dr. med. Florian Lang, 2' tirage, 2002 © 2000, Flammarion Médecine-Sciences pour la traduction française.

I - GENERALITES

Les troubles hydro-électrolytiques sont fréquemment rencontrés en situation d’urgence, qu’ils soient cause ou facteur de celle ci.

Leur analyse est en grande partie clinique, aidée de quelques examens simples (ionogrammes sanguin et urinaire, gazométrie artérielle)

Que ce soit par le déficit ou par l’inflation  du secteur intra ou extracellulaire  , les désordres hydro électrolytiques sont le résultat d’inégalités entre les entrées et les sorties d’eau et de sodium

Les conséquences sont  dramatiques en l’absence de traitement 

II RAPPEL PHYSIOLOGIQUE

1-Métabolisme de l’eau

L’eau et les ions sont apportés par l’alimentation en majeure partie

En milieu hospitalier apport en plus par voies veineuses (solutés de perfusion)

L’eau représente 60% du poids du corps,   la teneur de l’eau varie selon

• l’âge
• la morphologie,
• le sexe
• et la masse graisseuse +++

La proportion d’eau totale chez un individu donné: varie en fonction de son état d’hydratation

•  > 60% en cas d’hyperhydratation
•  < 60% en cas de déshydratation

    Les conséquences: variation rapide du poids

  2- Balance hydrique entrée /sortie  

Apports d’eau:  

• Endogènes: faible quantité, 200cc/j (métabolisme cellulaire)
• Exogène:
  • alimentation et eau de boisson (environ 1-2 litre/j)
  • Perfusions en milieu hospitalier : quantités variables parfois dangereuses

Pertes d’eau physiologiques :

• Pertes obligatoires pour assurer l’état d’équilibre de l’organisme:
• Température : Sueur, pertes pulmonaires Peu importantes 10ml/kg/j
• Équilibre ionique et élimination des « déchets » de l’organisme: pertes rénales (ajustable,environ 1 à 2 litres/j)

Pertes d’eau pathologiques

• Digestives : diarrhées, aspirations, vomissements
• Respiratoire : polypnée
• Rénales : intoxication aux diurétiques, maladies héréditaires…

3-Répartition de l’eau

4- Mouvements d’eau entre les différents compartiments

Du secteur intracellulaire vers le secteur interstitiel :

Différence de concentration en ions de part et d’autre de la membrane cellulaire loi de Fick (osmolarité)

                              ​​​​​

Du secteur interstitiel vers le secteur le vasculaire :

Différence de pression hydrostatique et oncotique, équilibre entre deux forces :

• la pression hydrostatique régnant dans les capillaires (15 mm Hg).
• la pression oncotique des protéines : tend à retenir l’eau dans les vaisseaux (25 mm Hg)

A  l’état d’équilibre, la concentration des différents milieux est égale donc pas de mouvement d’eau

5-Le  sodium

Principal ion extracellulaire

Concentration normale : 135-145 mmol/l  détermine l’hydratation du secteur intracellulaire

Toute perturbation de la natrémie entraine une anomalie des mouvements d’eau, mais des anomalies des mouvements hydriques ne s’accompagnent pas toujours d’anomalie de la natrémie

Les entrées du sodium sont essentiellement alimentaire, les sorties essentiellement rénale

III ANOMALIES DU BILAN DE L’EAU ET DU SODIUM

Différents troubles de l’hydratation en rapport avec les différents compartiments

• Extracellulaire:
  • DEC (déshydratation extracellulaire)
  • HEC (hyperhydratation extracellulaire)
• Intracellulaire:
  • DIC (déshydratation intracellulaire)
  • HIC (hyperhydratation intracellulaire)

A - trouble de l’hydratation extra cellulaire

1. Déshydratation extracellulaire

•    Définition : diminution du volume du secteur extracellulaire (plasmatique et interstitiel)

Perte d’eau et de sodium

Perte iso osmotique donc concentration secteur extracellulaire non modifiée

Le volume du secteur intracellulaire est inchangé

• Cause :

Extrarénales:

Digestives (vomissements, diarrhées, aspirations, fistules, laxatifs…)

Cutanées (sudation, brûlure, dermatoses étendues, mucoviscidose)

Rénales:

Anomalie rénale

Diurétiques

Diabète sucré décompensé

Insuffisance surrénale aiguë (hypoaldostéronisme)

Perfusion de mannitol…

• Clinique :

Hypotension

Tachycardie

Perte de poids

Hypotonie des globes oculaires, yeux cernés

Urines: oligurie, concentration des urines

Peau: sécheresse, pli cutané

• •     Biologie

Hématocrite, protidémie augmentées

                        Natrémie normale

                        Natriurèse : augmenté si perte rénale

                                            Diminuer si perte extra rénale

• •    Traitement

Si hypovolémie sévère: solutés de remplissage voire transfusion.

Apport de sodium: sérum salé isotonique, sodium per os

Traitement étiologiques et préventifs primordiaux

2. hyperhydratation extracellulaire

• Définition: augmentation du volume du compartiment extracellulaire, surtout interstitiel

Due à une rétention d’eau et de sodium

• cause :

Insuffisance cardiaque

Cirrhose

Rénale: insuffisance rénale, néphropathie (protéinurie à la bandelette urinaire)

Hypo protidémie (dénutrition, perte digestive, rénale)

Augmentation de pression dans les capillaires (vaisseaux de petits calibres)

• • Clinique

         Poids: augmentation parfois très importante

        Œdèmes (mous, blancs, indolores)

        Œdème pulmonaire (dyspnée)

        Hypertension artérielle

• • Peu de signes biologiques : baisse de l’hématocrite de la protidémie

                                            Natrémie normale en l’absence de troubles associés

•     traitement

              Régime désodé

              Restriction hydrique

              Diurétiques

B  - troubles de l’hydratation intracellulaire

Les troubles de l’hydratation intra cellulaire sont dus à une modification de l’osmolarité extracellulaire

                 Osmolarité plasmatique calculée = 2 (Na) + (glycémie)

             La natrémie  renseigne donc généralement sur l’état d’hydratation du secteur intra cellulaire

• Hyper natrémie  correspond à une augmentation de l’osmolarité extracellulaire qui va entraîner un appel d’eau du secteur intracellulaire et donc une déshydratation intracellulaire.
• Hyponatrémie  correspond le plus souvent à une diminution de l’osmolarité extracellulaire qui va entraîner une fuite d’eau vers le secteur intracellulaire et donc une hyperhydratation intracellulaire.

        Les cellules les plus sensibles aux variations de leur hydratation étant les neurones, la       symptomatologie clinique des troubles de l’hydratation cellulaire est avant tout neurologique, le traitement doit être progressif, une correction trop brutale pouvant devenir gravissime.

1. Déshydratation intracellulaire: DIC

     Diminution du volume intracellulaire en rapport avec une hyper osmolarité plasmatique.

      L’hyper natrémie est l’indicateur biologique de la DIC

• •    Causes

-  Pertes d’eau non compensées : cutanée,  respiratoire rénale 

-  Apport excessif de sodium

      Solutés utilisés en réanimation

      Bains de dialyse trop riche en sodium

-   Déficit d’apport en eau : absence d’accès libre à l’eau (nourrissons, vieillard, coma)

•    clinique

Trouble neurologiques (somnolence asthénie, agitation, convulsion, coma, hémorragies cérébro-méningées, fièvre)

SOIF

Sécheresse des muqueuses

Syndrome polyuro-polydipsique (cause rénale)

             Perte de poids plus modérée que pour la DEC

•     Biologie

Hyper osmolarité

            Hyper natrémie (Na⁺> 145 mmol/l)

Prescription médicale de première intention : le ionogramme plasmatique +/- urinaire

•    traitement

Prescription médicale d’un traitement:

- Étiologique : (arrêt d’un médicament, d’une perfusion, traitement d’un diabète déséquilibré)

 - Préventif : essentiel et en large partie du ressort de l’infirmier (patient n’ayant pas accès à l’eau)

- Symptomatique, apport d’eau pour correction lente de l’hyper natrémie (perfusion de G5% le plus souvent

    Nb: formule pour estimer le déficit en eau:

                    Déficit en eau (litres) = 0,6 * poids du patient * ((Na⁺/140) -1)

    Exemple

• Calculez le déficit en eau chez une femme de 60 kg chez qui vous retrouvez sur l’ionogramme sanguin, une natrémie à 155mmol/litre
• Réponse:

0,6 * 60 = 36

155/140 = 1,108 soit 1,1 environ

36 * (1,1 - 1) = 36 * 0,1 = 3,6

Donc besoin d’apporter 3,6 litres d’eau au patient

 2- Hyperhydratation intracellulaire

Définition: augmentation du volume intracellulaire en rapport avec une hypo-osmolarité plasmatique

Signe biologique majeur =  hyponatrémie soit Na⁺ plasmatique < 135 mmol/l

• Causes

 Ingestion d’eau > capacités de résorption de l’organisme

Anomalies hormonale (hormone antidiurétique)

Défaut d’excrétion de l’eau

Hypovolémie (réabsorption/ le rein) : association à DEC

Défaut rénal (insuffisance rénale avancée)

Sécrétion inappropriée d’ADH (ADH sécrété par l’hypothalamus et agis au niveau rénale en favorisant la réabsorption de l’eau)

 IC, IR, IHC : HEC associée donc hyperhydratation globale

•    Clinique

Troubles neurologiques : nausées, vomissements, céphalées, anorexie

Prise de poids modérée

 Absence de soif voire dégoût de l’eau

•       Biologie

Hypo-osmolarité plasmatique

Hyponatrémie < 135 mmol/l

            Le diagnostic étiologique : dosages complémentaires (ADH, ionogramme urinaire)

            Examens complémentaires : ionogrammes sanguin et urinaire en priorité

• Traitement

• Restriction hydrique associé à

Supplément de Na⁺ si DEC associée

Régime hyposodé et diurétiques si HEC associée

Apports standards de Na⁺  si normalité du compartiment extra cellulaire

• Parfois prescription de solutés hypertonique (chlorure de sodium hypertonique) en cas d’hyponatrémie sévère
• Perfusion lente à respecter impérativement