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Les néphrologues adorent les formules. Il est amusant de prédire mathématiquement ce que la nature est sur le point de faire ou d’expliquer ce qu’elle a déjà fait. Les formules nous élèvent au-dessus de nos collègues et de nos étudiants, qui nous regardent avec admiration lorsque nous prenons le tableau noir pour expliquer des problèmes d’acide-base et d’électrolyte fluide qui les laissent souvent perplexes.
Cependant, il est important de ne pas trop se laisser emporter par nos amis les mathématiques. La plupart des formules que nous utilisons sont des estimations basées sur un raisonnement clinique, des données cliniques limitées ou des mesures biochimiques à la validité incertaine. L’excrétion fractionnelle de sodium (FENa) nous donne une estimation de l’excrétion fractionnelle de sodium, mais elle est basée sur les concentrations de créatinine sérique et urinaire, qui fournissent une estimation imparfaite de la filtration glomérulaire ; sa valeur prédictive pour distinguer l’azotémie prérénale d’autres causes de lésions rénales repose sur des données très limitées. Un facteur de correction que nous avons utilisé pendant des années pour corriger le sodium sérique du déplacement osmotique de l’eau causé par l’hyperglycémie était basé sur un raisonnement de salon ; une autre estimation, que beaucoup d’entre nous ont adoptée à sa place, était basée sur une seule petite expérience qui a augmenté la glycémie chez des volontaires avec de la somatostatine perfusée avec 5% de dextrose dans l’eau. Le gradient de potassium transtubulaire (TTKG), que nous avons utilisé pour définir la sécrétion de potassium dans le néphron distal sensible à l’aldostérone, est basé sur un raisonnement clinique augmenté par des expériences de laboratoire qui se sont avérées défectueuses ; ses créateurs recommandent de ne pas l’utiliser, mais de nombreux néphrologues s’y accrochent encore .
Dans ce numéro de Clinical Kidney Journal, Hahna et al. évaluent l’exactitude de quatre équations qui ont été proposées pour prédire la réponse de la concentration sérique de sodium aux liquides intraveineux contenant diverses concentrations de sodium et de potassium ; aucune des prévisions n’était suffisamment précise pour guider la thérapie. Toutes ces formules sont basées sur une expérience réalisée > il y a 50 ans par Edelman et al , qui ont identifié un groupe de patients présentant des concentrations sériques de sodium très variables ; mesuré le sodium échangeable, le potassium échangeable et l’eau corporelle totale à l’aide d’isotopes ; puis, à l’aide d’une régression linéaire, ont dérivé une formule reliant la concentration de sodium dans l’eau plasmatique à ces variables. L’équation qui en est ressortie comportait une ordonnée à l’origine, c’est-à-dire que la ligne de régression ne passait pas par zéro comme on pourrait s’y attendre si le sodium et le potassium étaient simplement des solutés dissous dans un volume d’eau . En fait, une fraction substantielle du sodium mesuré par voie isotopique n’est pas libre en solution, mais est en réalité liée à de grandes macromolécules appelées protéoglycanes, dans la peau, le cartilage et les os .
Il existe plusieurs raisons pour lesquelles les formules peuvent ne pas prédire avec précision la réponse de la concentration sérique de sodium à nos thérapies. La concentration sérique de sodium est déterminée par la quantité de sodium et de potassium dissous dans les fluides corporels, et par le volume d’eau corporelle :
De nombreux cliniciens et certaines formules se concentrent uniquement sur l’effet des liquides intraveineux sur cette relation : une solution dont la concentration en (Na + K) est supérieure à celle du plasma est censée augmenter la concentration de sodium sérique, tandis qu’une solution dont la concentration en (Na + K) est inférieure est censée la diminuer ; l’ampleur de la réponse est calculée avec une reformulation algébrique de la relation d’Edelman et al. qui ajoute la teneur en électrolytes de la solution intraveineuse au numérateur et son volume au dénominateur de l’équation .
Les formules prédictives qui ignorent les pertes urinaires en électrolytes et en eau sont vouées à l’échec. Il devrait être évident que les bilans nets de sodium, de potassium et d’eau (entrée – sortie) doivent être pris en compte . Les pertes urinaires d’électrolytes et d’eau ont souvent un impact plus important sur la concentration de sodium sérique que les fluides intraveineux. La concentration sérique de sodium d’un patient hypernatrémique atteint de diabète insipide complet qui excrète 12 L d’urine diluée par jour (500 mL/h) continuera à augmenter pendant la perfusion de dextrose à 5 % dans l’eau à 250 mL/h ; les formules basées uniquement sur l’apport liquidien prédiront à tort une correction de l’hypernatrémie de 1 mEq/L/h.
Certaines formules prennent en compte les pertes urinaires, nécessitant des mesures des concentrations urinaires de sodium et de potassium et du volume urinaire. Cependant, ces mesures sont des images uniques de ce qui est souvent un film complexe ; lors du traitement de l’hyponatrémie, la composition de l’urine peut changer brusquement au cours du traitement. Prenons l’exemple d’un patient souffrant d’hyponatrémie causée par un syndrome iatrogène de sécrétion inappropriée d’hormone antidiurétique (SIADH) dû à la desmopressine. La concentration d’électrolytes dans l’urine peut être supérieure à celle du plasma à la présentation, mais si la desmopressine est interrompue, l’urine deviendra diluée une fois que l’effet antidiurétique du médicament se sera atténué ; les concentrations d’électrolytes dans l’urine diminueront alors rapidement tandis que le volume urinaire augmentera, et la concentration de sodium sérique augmentera beaucoup plus rapidement que ce que prévoit la formule.
A l’inverse, si des solutions salines sont administrées à des patients présentant un SIADH persistant, l’expansion volumique finira par provoquer une natriurèse et, si l’osmolalité urinaire est supérieure à l’osmolalité plasmatique, l’excrétion de sel dans une urine hypertonique peut en fait faire chuter le sodium sérique, soit l’inverse de la réponse prévue par la formule .
Une diurèse hydrique non anticipée est assez fréquente au cours du traitement d’une hyponatrémie sévère et conduit souvent à une surcorrection par inadvertance. Dans une série rétrospective de patients présentant des concentrations sériques de sodium <120 mEq/L et traités avec du sérum physiologique à 3%, l’augmentation du sodium sérique a dépassé l’augmentation prédite par l’équation originale d’Adrogue-Madias (basée uniquement sur le sodium sérique initial et la composition des liquides intraveineux) chez 74,2% des patients ; la correction moyenne chez les surcorrecteurs était de 2,4 fois la prédite. La surcorrection par inadvertance était due à une diurèse hydrique documentée chez 40 % des patients. La cause de la rétention d’eau chez la plupart des patients atteints d’hyponatrémie sévère est réversible. Dès que la cause de la rétention d’eau (hypovolémie, diurétiques thiazidiques, antidépresseurs, desmopressine, carence en cortisol ou SIADH transitoire due à la douleur, au stress ou aux nausées) est éliminée, les niveaux d’hormone antidiurétique sont supprimés au maximum et la diurèse hydrique qui s’ensuit peut augmenter la concentration de sodium sérique de plus de 2 mEq/L/h, ce qui équivaut à l’effet de la perfusion d’une solution saline à 3 % à 150 ml/h. Pour éviter une surcorrection, le clinicien doit soit compenser les pertes d’eau dans l’urine avec du dextrose à 5 % dans l’eau, soit arrêter les pertes en administrant de la desmopressine . Il est également possible d’anticiper une telle diurèse hydrique et de la traiter de manière proactive avec de la desmopressine au début du traitement, créant ainsi un état de SIADH iatrogène, dans lequel les pertes d’eau urinaire sont éliminées en tant que variable ; la concentration de sodium sérique est alors augmentée avec la perfusion simultanée de solution saline à 3 %. Avec l’administration concomitante de desmopressine et de solution saline à 3 %, l’augmentation de la concentration de sodium sérique est plus prévisible, mais l’augmentation réelle de la concentration de sodium sérique peut encore s’écarter de ce que les formules projettent.
L’équation de Nguyen-Katz est la formule prédictive la plus rigoureuse, car contrairement aux autres, elle inclut le pesant ordonnée à l’origine que l’on trouve dans la régression linéaire originale d’Edelman et al . Comme mentionné précédemment, l’ordonnée à l’origine a probablement une signification biologique ; elle reflète le sodium insoluble lié aux sites anioniques sur les protéoglycanes de la peau, du cartilage et des os. Des prédictions inexactes seront toujours possibles avec cette équation si la composition urinaire change au cours du traitement. Cependant, même si les concentrations d’électrolytes et le volume de tous les apports et rejets pouvaient être mesurés en continu, et les changements de composition saisis et comptés, il est toujours possible que le sodium réel s’écarte de la concentration prédite par l’équation. L’équation de Nguyen-Katz suppose que l’interception de l’équation d’Edelman et al. est constante. En fait, il existe des preuves que le sodium lié aux protéoglycanes peut servir de réservoir qui peut soit absorber l’excès de sodium du pool soluble, soit y contribuer lorsque le sodium est en quantité insuffisante ; de tels échanges entre les pools de sodium soluble et lié feraient de l’intercept une variable plutôt qu’une constante.
La plupart des équations prédictives supposent que les électrolytes sont les seuls solutés qui modifient la concentration de sodium sérique. Cela n’est pas toujours vrai. Les cliniciens connaissent bien l’effet de l’hyperglycémie et des solutés exogènes comme le mannitol sur la concentration sérique de sodium. Les osmolytes organiques intracellulaires peuvent également affecter la concentration de sodium sérique. Ces solutés jouent un rôle important dans l’adaptation du cerveau à l’hyponatrémie et à l’hypernatrémie ; la déplétion des osmolytes des cellules cérébrales en cas d’hyponatrémie et l’accumulation d’osmolytes supplémentaires en cas d’hypernatrémie minimisent le changement de volume cellulaire qui se produit lors de ces perturbations. Les osmolytes organiques sont également présents dans d’autres cellules et pourraient potentiellement modifier la relation entre les électrolytes corporels et la concentration sérique de sodium . Par exemple, la déplétion des osmolytes organiques intracellulaires en réponse à une hyponatrémie chronique entraînerait un déplacement de l’eau intracellulaire vers le liquide extracellulaire, minimisant le gonflement des cellules, mais abaissant la concentration sérique de sodium. La réplétion des osmolytes cellulaires pendant la correction de l’hyponatrémie entraînerait un retour de l’eau dans les cellules et une augmentation plus importante de la concentration de sodium sérique que celle prévue par toute formule basée sur l’équation d’Edelman et al. Un tel phénomène a été suspecté dans une série de patients sévèrement hyponatrémiques traités avec une solution saline à 3 % et de la desmopressine . On pourrait s’attendre à ce qu’avec le temps, en raison de l’expansion volumique, les pertes urinaires de sodium s’accélèrent pendant l’administration d’une solution saline hypertonique, atténuant l’effet du liquide intraveineux sur la concentration sérique de sodium. En fait, c’est le contraire qui s’est produit ; l’augmentation du sodium sérique en réponse à la solution saline hypertonique était plus importante le deuxième jour du protocole, comme cela pourrait se produire avec la réplétion en fonction du temps des osmolytes organiques intracellulaires perdus.
Les différences mineures entre les changements réels et prévus de la concentration de sodium sérique sont plus importantes aujourd’hui qu’elles ne l’avaient été dans le passé. Il était autrefois à la mode de » demi-corriger » la concentration sérique de sodium en quelques heures. On sait maintenant que chez les patients atteints d’hyponatrémie sévère, cette pratique entraîne souvent un syndrome de démyélinisation osmotique . La plupart des autorités recommandent maintenant des taux de correction de 4-6 mEq/L/jour pour éviter cette complication . Avec des objectifs aussi faibles, un écart de 1-2 mEq/L par rapport aux augmentations prévues ne peut plus être toléré. Les néphrologues devraient freiner leur enthousiasme pour les formules prédictives et s’en remettre plutôt à une stratégie peut-être moins satisfaisante intellectuellement, mais finalement plus fructueuse : lorsqu’on fixe la concentration sérique de sodium, il faut la mesurer et la mesurer souvent.
(Voir l’article connexe de Hanna et al. The utility and accuracy of four equations in predicting sodium levels in dysnatremic patients. Clin Kidney J (2016) 9 : 530-539.)
Il s’agit d’une étude de cas.