Introduction
Les électrolytes sont essentiels au fonctionnement de base de la vie, comme le maintien de la neutralité électrique dans les cellules, la génération et la conduite des potentiels d’action dans les nerfs et les muscles. Le sodium, le potassium et le chlorure sont les principaux électrolytes, ainsi que le magnésium, le calcium, le phosphate et les bicarbonates. Les électrolytes proviennent de notre alimentation et de nos fluides.
Ces électrolytes peuvent présenter un déséquilibre, entraînant des niveaux élevés ou faibles. Des niveaux élevés ou faibles d’électrolytes perturbent les fonctions normales de l’organisme et peuvent entraîner des complications pouvant même mettre la vie en danger. Cet article passe en revue la physiologie de base des électrolytes et leurs anomalies, ainsi que les conséquences d’un déséquilibre électrolytique.
Sodium
Le sodium, qui est un anion osmotiquement actif, est l’un des électrolytes les plus importants du liquide extracellulaire. Il est responsable du maintien du volume du liquide extracellulaire, ainsi que de la régulation du potentiel membranaire des cellules. Le sodium est échangé avec le potassium à travers les membranes cellulaires dans le cadre du transport actif.
La régulation du sodium se fait dans les reins. Le tubule proximal est l’endroit où la majorité de la réabsorption du sodium a lieu. Dans le tubule contourné distal, le sodium subit une réabsorption. Le transport du sodium se fait par l’intermédiaire des symporteurs sodium-chlorure, c’est-à-dire par l’action de l’hormone aldostérone.
Parmi les troubles électrolytiques, l’hyponatrémie est le plus fréquent. Le diagnostic est posé lorsque le taux de sodium sérique est inférieur à 135 mmol/L. L’hyponatrémie a des manifestations neurologiques. Les patients peuvent présenter des maux de tête, de la confusion, des nausées, des délires. L’hypernatrémie se manifeste lorsque le taux de sodium sérique est supérieur à 145 mmol/l. Les symptômes de l’hypernatrémie comprennent la tachypnée, des difficultés de sommeil et une sensation d’agitation. Les corrections rapides du sodium peuvent avoir des conséquences graves comme l’œdème cérébral et le syndrome de démyélinisation osmotique.
Potassium
Le potassium est principalement un ion intracellulaire. La pompe adénosine triphosphatase sodium-potassium est la principale responsable de la régulation de l’homéostasie entre le sodium et le potassium, qui pompe le sodium en échange du potassium, qui entre dans les cellules. Dans les reins, la filtration du potassium a lieu au niveau du glomérule. La réabsorption du potassium a lieu au niveau du tubule contourné proximal et de l’anse épaisse ascendante de Henle. La sécrétion du potassium a lieu au niveau du tubule contourné distal. L’aldostérone augmente la sécrétion de potassium. Les canaux potassiques et les cotransporteurs potassium-chlorure au niveau de la membrane apicale sécrètent également du potassium.
Les troubles du potassium sont liés aux arythmies cardiaques. L’hypokaliémie se produit lorsque le taux de potassium sérique est inférieur à 3,6 mmol/L – faiblesse, fatigue et contractions musculaires présentes dans l’hypokaliémie. L’hyperkaliémie se produit lorsque le taux de potassium sérique est supérieur à 5,5 mmol/L, ce qui peut entraîner des arythmies. Les crampes musculaires, la faiblesse musculaire, la rhabdomyolyse, la myoglobinurie sont des signes et symptômes présents dans l’hyperkaliémie.
Calcium
Le calcium a un rôle physiologique important dans l’organisme. Il intervient dans la minéralisation du squelette, la contraction des muscles, la transmission de l’influx nerveux, la coagulation du sang et la sécrétion d’hormones. L’alimentation est la source prédominante de calcium. Il est surtout présent dans le liquide extracellulaire. L’absorption du calcium dans l’intestin est principalement sous le contrôle de la forme hormonale active de la vitamine D, à savoir la 1,25-dihydroxy vitamine D3. L’hormone parathyroïdienne régule également la sécrétion de calcium dans le tubule distal des reins. La calcitonine agit sur les cellules osseuses pour augmenter le taux de calcium dans le sang.
Le diagnostic d’hypocalcémie nécessite de vérifier le taux d’albumine sérique pour corriger le calcium total, et le diagnostic est posé lorsque le taux de calcium total sérique corrigé est inférieur à 8,8 mg/dl, comme dans la carence en vitamine D ou l’hypoparathyroïdie. La vérification du taux de calcium sérique est un test recommandé chez les patients post-thyroïdectomie. On parle d’hypercalcémie lorsque le taux de calcium total sérique corrigé dépasse 10,7 mg/dl, comme dans le cas de l’hyperparathyroïdie primaire. L’hypercalcémie humorale se présente en cas de malignité, principalement due à la sécrétion de PTHrP.
Bicarbonate
L’état acido-basique du sang détermine les taux de bicarbonate. Les reins régulent de façon prédominante la concentration de bicarbonate et sont responsables du maintien de l’équilibre acido-basique. Les reins réabsorbent le bicarbonate filtré et génèrent également du nouveau bicarbonate par l’excrétion acide nette, qui se produit par l’excrétion d’acide titrable et d’ammoniac. La diarrhée entraîne généralement une perte de bicarbonate, provoquant ainsi un déséquilibre de la régulation acido-basique.
Magnésium
Le magnésium est un cation intracellulaire. Le magnésium est principalement impliqué dans le métabolisme de l’ATP, la contraction et la relaxation des muscles, le bon fonctionnement neurologique et la libération des neurotransmetteurs. Lors de la contraction musculaire, la recapture du calcium par l’ATPase activée par le calcium du réticulum sarcoplasmique est provoquée par le magnésium. On parle d’hypomagnésémie lorsque le taux de magnésium sérique est inférieur à 1,46 mg/dl. Elle peut se présenter avec des troubles de l’usage de l’alcool et des pertes gastro-intestinales et rénales- des arythmies ventriculaires, dont les torsades de pointes observées dans l’hypomagnésémie.
Chlorure
Le chlorure est un anion présent principalement dans le liquide extracellulaire. Les reins régulent de manière prédominante les taux de chlorure sérique. La majeure partie du chlorure, qui est filtrée par le glomérule, est réabsorbée par les tubules proximaux et distaux (majoritairement par le tubule proximal) par transport actif et passif.
L’hyperchlorémie peut se produire en raison d’une perte de bicarbonate gastro-intestinale. L’hypochlorémie se présente lors de pertes gastro-intestinales comme les vomissements ou d’un gain excessif d’eau comme l’insuffisance cardiaque congestive.
Phosphore
Le phosphore est un cation du liquide extracellulaire. Quatre-vingt-cinq pour cent du phosphore total de l’organisme se trouve dans les os et les dents sous forme d’hydroxyapatite ; les tissus mous contiennent les 15% restants. Le phosphate joue un rôle crucial dans les voies métaboliques. Il est un composant de nombreux intermédiaires métaboliques et, surtout, de l’adénosine triphosphate (ATP) et des nucléotides. Le phosphate est régulé simultanément avec le calcium par la vitamine D3, la PTH et la calcitonine. Les reins sont la principale voie d’excrétion du phosphore.
Un déséquilibre en phosphore peut résulter de trois processus : l’apport alimentaire, les troubles gastro-intestinaux et l’excrétion par les reins.