EXPLORATION FONCTIONNELLE RENALE I. INTERET PHYSIOPATHOLOGIQUE L'homéostasie du milieu intérieur est en majeure partie assurée par le rein, grâce à la disposition particulière et au fonctionnement intégré des unités fonctionnelles élémentaires le composant, les néphrons. Le néphron est formé d'un glomérule responsable de la fonction de filtration, et de l'élaboration d'une l'urine primitive, et d'un tubule qui par des processus de réabsorption - sécrétion aboutit à l'urine définitive. Outre ses fonctions excrétrices, le rein possède également un certain nombre d'activités endocrines et métaboliques intervenant dans la régulation de la pression artérielle, de l'homéostasie phosphocalcique, de l'érythropoïèse et le contrôle de la vasomotricité. L'exploration fonctionnelle rénale répond essentiellement à deux objectifs : • évaluer la fonction globale du rein et préciser l'importance d'une éventuelle réduction néphronique L'appréciation du nombre de glomérules fonctionnels est fournie par la mesure du débit de filtration glomérulaire, le nombre de tubules actifs étant apprécié par la mesure des Tm (transfert maximal de substance pouvant être soit secrétée, Tm de sécrétion, soit réabsorbée, Tm de réabsorption). Si la détérioration de la fonction glomérulaire entraîne obligatoirement une altération de la fonction tubulaire, il existe en revanche des anomalies fonctionnelles des tubules en dehors de toute atteinte glomérulaire. • étudier isolément les grandes fonctions tubulaires rénales parmi lesquelles : - la fonction de concentration - dilution des urines - la fonction d'acidification - la fonction de réabsorption ou de sécrétion de différents constituants de l'urine (glucose, phosphates...) Motivée par des troubles fonctionnels, une altération de l’état général, la présence d’un symptôme précis ou encore une anomalie lors d’un dépistage systématique, une exploration fonctionnelle rénale sera conduite dans un ordre logique. Une évaluation de première intention, mettant en oeuvre des examens d’usage courant hiérarchisés du plus simple au plus complexe, confrontée à une exploration radiologique (échographie, urographie intraveineuse) suffit généralement à établir un diagnostic. Mais, dans certains cas particuliers, l’exploration peut faire appel à des épreuves dynamiques biochimiques et/ou isotopiques, des examens immuno-histologiques d’interprétation plus délicate et nécessitant une structure spécialisée.
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II. EXPLORATION BIOLOGIQUE STATIQUE DE LA FONCTION RENALE Elle comprend un certain nombre d'examens de routine, sanguins et urinaires. Ces analyses biochimiques courantes, pour la plupart d'entre-elles, ont fait l'objet d'une monographie dans les précédents cahiers de formation, et renverront le lecteur aux chapitres correspondants. II.1 Les examens sanguins II.1.1 Créatininémie (1) La détermination de la créatininémie reste actuellement le test le plus largement utilisé pour apprécier la fonction rénale puisque sa valeur est le reflet du débit de filtration glomérulaire. Pour un individu donné, sa production est constante, sa concentration plasmatique ne dépend que de son élimination rénale et de sa masse musculaire. Les valeurs normales varient en fonction de l'âge et du sexe. En réalité, la créatinémie n'est pas un marqueur très sensible de l'insuffisance rénale débutante, puisque sa valeur ne devient régulièrement anormale que pour une filtration glomérulaire voisine de 60 ml/min (soit une créatininémie supérieure à 180 µmol/l chez l'adulte), correspondant à une réduction néphronique d'environ 50 % . La progression de l’insuffisance rénale chronique peut être suivie par la détermination régulière de la créatininémie. Dans l'insuffisance rénale aiguë, chez un individu totalement anurique, la créatininémie peut augmenter de 200 µmol /24h. II.1.2 Urée plasmatique L'urée, terme ultime du catabolisme azoté, est complètement filtrée par le glomérule et réabsorbée partiellement au niveau tubulaire de façon inversement proportionnelle au débit urinaire. Sa détermination est associée le plus souvent au dosage de la créatininémie, car une augmentation de l’urée plasmatique ne témoigne pas spécifiquement d’une atteinte rénale. En effet, sa concentration dépend non seulement de la fonction rénale, mais aussi de la diurèse, des apports azotés alimentaires et du catabolisme protidique endogène. Dans le sang, les concentrations d’urée sont normalement comprises entre 2,5 et 7,5 mmol/l. En pratique clinique, l'urée a perdu son indication de marqueur précoce et fiable de l'insuffisance rénale. L'urémie comprise entre 7 et 10 mmol/l doit être interprétée en fonction de la diurèse et de l'azoturie appréciée en mmol/24h. Son dosage garde des indications chez l'insuffisant rénal (déshydratation), dans l'appréciation du catabolisme azoté et dans l'estimation des apports protéiques. L'élévation de l'urémie est constante au cours de l'insuffisance rénale aiguë. Une augmentation de l’urémie de 8 mmol/24 h évoque à coup sûr une lésion associée ou une complication qu’il faut identifier et traiter. D'autre part, une urémie de 35 à 40 mmol/l est une indication d'épuration extra rénale.
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Les concentrations plasmatiques de créatinine et d'urée n'évoluent pas toujours parallèlement, de nombreux facteurs, en dehors de la filtration glomérulaire, faisant varier la concentration plasmatique de l'urée (Tableau I) Tableau I : Principales variations de l'urée plasmatique en dehors de la filtration glomérulaire Urémie augmentée Augmentation de la production d'urée : hyper catabolisme azoté (brûlures, infections, fièvre, corticoïdes), régime riche en protéines, hémorragies digestives Augmentation de la réabsorption tubulaire : déshydratation, diurétiques, insuffisance cardiaque Hyperazotémies familiales
Urémie diminuée Diminution de la production d'urée : régime pauvre en protéines, insuffisance hépatique ... Diminution de la réabsorption tubulaire : hyperhydratation Pertes digestives : vomissements, diarrhées
II.1.3 Ionogramme plasmatique (2) La détermination des ions Na+, K+, Cl- et HCO3- est indispensable pour apprécier l’équilibre hydro électrolytique dont le rein est le principal garant. Ces dosages sont indispensables pour assurer la surveillance d'une insuffisance rénale (à intervalles rapprochés en cas d'insuffisance rénale aiguë). L'interprétation de l'ionogramme doit prendre en compte plusieurs éléments : - la natrémie renseigne non seulement sur la concentration en sodium mais aussi sur l'osmolalité plasmatique, puisque dans le plasma, les sels de sodium sont responsables de la quasi-totalité de l'osmolalité. L'osmolalité peut être estimée par calcul à l'aide de la formule suivante : [(Na + K) x 2] + [urée] + [ glucose] Normalement, l'osmolalité plasmatique est voisine de 290±5 mOsml/kg. L'urée, négligeable à l'état normal, possède à concentration élevée un rôle osmotique significativement actif et doit être prise en compte dans le calcul de l'osmolalité. - la kaliémie doit être interprétée en fonction du bilan potassique et de l'équilibre acidobasique. L’hyperkaliémie est le désordre électrolytique principal de l’insuffisance rénale aigüe et reflète l’impossibilité du rein à excréter le potassium. A partir de 6.5 mmol/l, le pronostic vital est en jeu. Le potassium provient à la fois d’une destruction cellulaire et d’une sortie intracellulaire sous l’influence de l’acidose. Dans l'insuffisance rénale chronique, en présence d’une diurèse conservée et en l’absence d’acidose métabolique ou de surcharge diététique en potassium, l'hyperkaliémie est rarement observée quel que soit le degré de l’atteinte rénale. - le taux de bicarbonates renseigne sur les désordres acido-basiques, une concentration abaissée étant en néphrologie, la conséquence d'une acidose métabolique. II.1.4 Calcémie et phosphorémie (3) 3
Au cours de l'insuffisance rénale chronique, les désordres du métabolisme phosphocalcique sont constants et les déterminations de la calcémie et de la phosphorémie seront effectuées de manière systématique pour apprécier l'état osseux et l'activité des glandes parathyroïdes (ostéomalacie et hyperparathyroïdie secondaire). Biologiquement au cours de l’insuffisance rénale chronique, la calcémie est habituellement basse, la phosphorémie est élevée et les phosphatases alcalines sont augmentées. II.2 Les examens urinaires II.2.1 Diurèse Chez un adulte normal, le volume d’urine émis par 24 h oscille entre 0.75 l et 2 l. Une diurèse normale ne permet nullement de considérer la fonction rénale comme normale, l’excrétion de l’eau pouvant être conservée alors que la filtration glomérulaire est très diminuée. Pour des volumes supérieurs à 2.5 l / 24 h, on parle de polyurie qui peut être liée soit à l’élimination de substances osmotiquement actives (glucose chez le diabétique), soit à une diminution du nombre de glomérules fonctionnels dans l’insuffisance rénale chronique. Inversement, pour des volumes inférieurs à 0.6l / 24 h, on parle d’oligurie, l’anurie caractérisant des volumes inférieurs à 0.1 l / 24 h (dans l’insuffisance aigue par exemple). Oligurie et polyurie peuvent être physiologiques dans la mesure où la première est consécutive à une restriction des apports hydriques et la seconde à des apports élevés. Elles sont la conséquence d’une réponse physiologique du rein à des apports inhabituels. II.2.2 Examens biochimiques urinaires Tous les examens biochimiques de routine doivent être, dans la mesure du possible, effectués sur les urines de 24 h. Dans certains cas particuliers (réanimation), les dosages peuvent être réalisés sur un échantillon d’urines (miction). Les valeurs habituelles des différents paramètres couramment dosés dans les urines sont données dans le tableau II.
Tableau II : Valeurs habituelles des principaux constituants urinaires
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Sodium Potassium Chlorure Créatinine
50 à 220 mmol/24h 25 à 130 mmol/24h 50 à 220 mmol/24h F : 8 à 16 mmol/24h H : 9 à 18 mmol/24h 300 à 550 mmol/24h 1.5 à 4.5 mmol/24h F : 1.8 à 6.0 mmol/24h H : 1.8 à 7.5 mmol/24h
Urée Acide urique Calcium • Ionogramme urinaire (4)
Le plus souvent, le ionogramme urinaire se réduit à la seule détermination du sodium et du potassium. La natiurèse et la kaliurèse sont liées aux concentrations plasmatiques de sodium et de potassium, à l'importance de la diurèse et aux apports alimentaires. Aussi, il est indispensable de bien connaître l'état clinique du patient, son degré d'hydratation et d'interpréter les résultats en fonction des résultats du ionogramme plasmatique. Le rapport Na/K est normalement supérieur à 1. • Créatininurie (1) Elle permet la mesure de la clairance de la créatinine. Sa détermination s'effectue en général sur les urines des 24 h. • Urée et acide urique Le dosage de ces deux paramètres renseigne sur les apports alimentaires en protéines et sur l'importance du catabolisme endogène. L'urée urinaire témoigne également du pouvoir de concentration du rein. • Calciurie (3) Elle dépend de l'apport alimentaire en calcium, mais également de celui en sodium, en protéines et de la charge acide de l'alimentation. Sa détermination en néphrologie s'effectue essentiellement dans le cadre de l'exploration du risque de lithiase rénale et dans l'acidose tubulaire distale dans lesquelles la calciurie est augmentée ainsi que dans les troubles secondaires à une atteinte rénale (hyperparathyroïdie secondaire). II.2.3 Protéinurie La protéinurie est la plus fréquente des anomalies urinaires, voire le seul signe d’une atteinte rénale. Sa mise en évidence, lors de contrôles systématiques, le plus souvent à l'aide de bandelettes réactives, implique nécessairement une confirmation par une technique quantitative sur les urines de 24 heures permettant alors de connaître la concentration et le débit des protéines urinaires. Les différentes méthodes de dosage sont décrites extensivement par ailleurs dans cet ouvrage. La protéinurie physiologique varie de 20 à 100 mg/24 h ; elle est composée pour 30 % d’albumine et 70 % de globulines et échappe habituellement aux méthodes classiques de 5
détection. La protéinurie est dite pathologique lorsqu'elle est supérieure à 150 mg /24 h et qu'elle possède un caractère permanent. En effet, une protéinurie, en général modérée, peut survenir dans un certain nombre de situation particulière (orthostatisme, effort, alimentation, hypertension ...) et possède un caractère intermittent. On parle alors de protéinurie fonctionnelle et il n'y a en général pas de lésion rénale associée. Les protéinuries permanentes peuvent être classées en trois groupes distincts: • Protéinuries d'origine glomérulaire : ce sont les plus fréquentes (90 % des cas). Elles sont liées à une altération de la membrane basale glomérulaire. La protéinurie, en général massive (> 3 g/24 h) peut être soit sélective (l’albumine représente à elle seule plus de 80 % de la protéinurie) correspondant dans ce cas à des lésions glomérulaires peu importantes et réversibles sous traitement, soit non sélective lorsque toutes les fractions protéiques du plasma sont présentes dans les urines. L’atteinte glomérulaire est alors plus sérieuse et souvent irréversible. • Protéinuries d’origine tubulaire : elles contiennent essentiellement des globulines de faible poids moléculaire (β 2 micro globuline, lysozyme, chaînes légères) associées à 10 à 20 % d’albumine et traduisent un défaut de réabsorption des protéines dû à des lésions tubulaires. • Protéinuries monoclonales ou pré rénales : elles sont en rapport avec une élévation des taux plasmatiques de la protéine considérée. La plus fréquente est la protéine de Bence Jones constituée de chaînes légères de type κ ou λ témoignant d’une gammapathie (syndromes myeloprolifératifs). La capacité de réabsorption tubulaire est dépassée et ces protéines sont excrétées dans les urines. La pauci albuminurie (micro albuminurie) se définit comme l’excrétion accrue d’albumine isolée comprise entre 30 et 300 mg/24 h seulement détectable par des techniques de dosage immunologique très sensibles (les méthodes classiques ont un seuil de dosage d’environ 100 à 150 mg/l). Elle est un marqueur prédictif de l’apparition de certaines néphropathies, notamment chez le diabétique.
III. EXPLORATION FONCTIONNELLE RENALE SPECIALISEE
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III.1 Mesure de la filtration glomérulaire (5) La filtration glomérulaire est la première étape de la formation de l'urine. Le but de son évaluation est d'évaluer la capacité du rein à filtrer le plasma au débit physiologique et de la quantifier. Cette mesure fait intervenir la notion de clairance d'une substance éliminée par le rein qui se définit comme le volume de plasma totalement épuré de cette substance par minute. Clairance = U x V / P Où U et P représentent respectivement la concentration urinaire et plasmatique de la substance, et V le débit urinaire exprimé en ml / min. Si la substance n'est ni secrétée, ni réabsorbée au niveau du tubule, sa clairance est égale au débit de filtration glomérulaire. La méthode de référence reste la clairance de l'inuline, substance exogène librement filtrée au niveau du glomérule, mais le protocole est de réalisation longue et délicate et de ce fait, réservé à certains centres spécialisés. En pratique courante, la mesure de la filtration glomérulaire par la clairance de la créatinine reste l'examen fonctionnel de base. Cette détermination suppose d’une part une mesure de la créatininémie et d’autre part de la créatinine urinaire dans un échantillon "minuté" des urines. En général, elle s’effectue sur les urines des 24 h ou, dans certains cas particuliers, sur des périodes plus courtes (2 h). La valeur normale de la clairance de la créatinine est de 110 ± 20 ml/min pour les femmes et de 130 ± 20 ml/min pour les hommes, rapportée à une surface corporelle de 1.73 m2. Dans tous les cas, la mesure de la clairance doit être rapportée à la surface corporelle de référence (1.73 m2) qui permet de tenir compte de la taille et du poids de l'individu. Cette précaution est indispensable chez l'enfant. La formule utilisée est : Cl. corrigée = Cl. mesurée x 1.73 / Surface calculée Un des principaux problèmes rencontrés dans la réalisation de cet examen est l’erreur liée au recueil urinaire (recueil incomplet sur 24 h ou vessie non complètement vidée). Cet examen, facile à réaliser, appelle cependant une réserve : lorsque la concentration plasmatique de créatinine augmente lors d'une insuffisance rénale, un processus de sécrétion s'ajoute à la filtration, et la mesure de la clairance peut entraîner une surestimation de la filtration glomérulaire. La mesure de la clairance de la créatinine, malgré ses limites, reste un examen couramment pratiqué pour déterminer le degré de l’insuffisance rénale chronique (IRC). - IRC modérée pour une clairance de la créatinine comprise entre 50 et 70 ml/min, le plus souvent sans incidence clinique. - IRC importante lorsque les valeurs sont comprises entre 20 et 50 ml/min, pouvant n'être accompagné d'aucun signe cliniques en l'absence d’anémie, de signes cardio-vasculaires ou de syndrome néphrotique. - IRC sévère lorsque la clairance de la créatinine s’abaisse au-dessous de 20 ml/min. A ce stade, apparaissent la plupart des désordres biologiques ainsi que des manifestations extra rénales. 7
Lorsque la clairance est inférieure à 5 ml/min, aucune adaptation efficace du rein n’est possible pour assurer l’homéostasie hydro sodée, et la suppléance des reins malades ne pourra être assurée que par l’hémodialyse ou la transplantation rénale. Le débit de filtration glomérulaire et la créatinémie sont étroitement liés : lorsque le débit chute, la créatinémie augmente. Ceci permet de suivre chez un insuffisant rénal (en absence de toute pathologie musculaire), l'évolution de sa fonction rénale par la seule détermination de la créatinémie. III.2 Exploration des fonctions tubulaires III.2.1 Elimination de l'eau et étude de la fonction de concentration - dilution Physiologiquement, les variations de l'osmolalité plasmatique n'excèdent pas 1 à 2% et c'est le rein qui assure cette régulation étroite en adaptant l'excrétion urinaire. L'osmolalité urinaire, constituée essentiellement d'urée, de sodium et de chlorures, peut varier de 50 mOsm/kg lors d'une surcharge aqueuse, à 1200 mOsm/kg lors d'une restriction hydrique. Cette régulation est sous la dépendance de l'hormone antidiurétique (ADH), dont la sécrétion est stimulée par l'élévation de l'osmolalité plasmatique et la réduction du volume sanguin. • Clairance osmolaire et clairance de l'eau libre Les mesures de l’osmolalité sanguine et urinaire permettent de calculer la clairance osmolaire selon la formule : C Osm (ml/min) = U (Osm) x V / P (Osm) Équation dans laquelle U (Osm) et P (Osm) représentent respectivement l'osmolalité urinaire et plasmatique, et V le débit urinaire exprimé en ml/min. La clairance osmolaire, qui définit le pouvoir d'élimination du rein vis à vis des substances dissoutes, est de 2 à 3 ml/min chez l'adulte sain, soumis à un régime alimentaire normal. La clairance de l'eau libre se définit comme la quantité d’eau théorique qu’il faut ajouter ou retrancher à l’urine pour que son osmolalité soit égale à celle du plasma : C H2O (ml/min) = V - C.Osm La clairance de l'eau libre varie de -5 à 15 ml/min/1.73 m2. Lorsque les urines sont concentrées ou hypertoniques (osmolalité urinaire supérieure à l'osmolalité plasmatique), la clairance de l'eau libre est négative (ce qui est en général le cas dans les conditions normales), de l'eau étant réabsorbée au niveau tubulaire. Au contraire, lorsque les urines sont diluées ou hypotoniques (osmolalité urinaire inférieure à l'osmolalité plasmatique), la clairance de l'eau libre est positive. • Exploration • Osmolalité et densité urinaires 8
Bien que la différence soit négligeable avec l'osmolarité (mmol/l de solution) aux faibles concentrations de solutés des liquides de l'organisme, on se réfère à l'osmolalité urinaire, exprimée en mOsm/kg d'H2O (mOsm/kg) et mesurée soit à l'aide d'un osmomètre (mesure de l'abaissement du point de congélation), soit à l'aide d'une formule approchée qui prend en compte les substances osmotiquement actives : Osmolalité urinaire (mOsm/kg) = Urée (mmol/l) + [(Na + K) x 2] (mmol/l) en absence de glycosurie. Elle est habituellement comprise entre 600 et 800 mOsm/kg en régime alimentaire normal. La détermination ponctuelle sur une miction peut orienter le diagnostic dans les situations résumées dans le tableau III. Tableau III : Interprétation de l'osmolalité urinaire dans les troubles de l'hydratation Trouble initial Polyurie
Hyper natrémie
U (Osmol). < 150 mOsm/kg (diurèse aqueuse) >300 Osm/kg (polyurie osmotique)
> 1000 mOsm/kg
Orientation diagnostique - diabète insipide ou apport d'eau excessif (potomanie) - glycosurie, pertes électrolytes (diurétiques), excrétion accrue d'anions (HCO3-, cétose) ou d'urée (hyper catabolisme ...) - Polyurie osmotique - Pertes en eau extra rénales
Insuffisance rénale aiguë (IRA)
> 600 mOsm/kg
(digestive, cutanée, respiratoire - IRA fonctionnelle
<350 mOsm/kg
(U (Osm) / P (Osm) > 2) - IRA organique (U (Osm) / P (Osm) = 1)
La densité urinaire fournit une approximation satisfaisante de l'osmolalité de l'urine normale contenant principalement des solutés de faible poids moléculaire (urée, Na+, K+, Cl-, NH4+, H2PO4-). L'épreuve de densitométrie fractionnée sur toutes les mictions d'une journée, permet d'apprécier de manière simple le pouvoir de concentration - dilution du rein. Dans les conditions normales, la densité moyenne est de 1.015. Certaines substances interfèrent et peuvent entraîner une augmentation de la densité (glucose, produits de contraste). • Epreuve de concentration Elle doit entraîner une diminution de l'excrétion urinaire d'eau, donc une augmentation de la concentration osmotique des urines. Le sujet est soumis à une restriction hydrique complète d'au moins 15 heures. Sur l'échantillon d'urine du matin, les résultats normaux sont les 9
suivants : la densité doit être supérieure à 1.020, l'osmolalité urinaire supérieure à 850 mOsm/kg et le débit urinaire inférieur à 0.6 ml/min. Un prélèvement sanguin est réalisé à la 15ème heure pour la mesure de l'osmolalité, de la natrémie, et le dosage radio immunologique de la concentration plasmatique d'ADH (normale < 1 ng/l). Cette épreuve s'impose dès qu'il existe une polyurie. Plusieurs cas peuvent se présenter : - la restriction hydrique entraîne une concentration normale des urines et il s'agit alors d'une polyurie par excès d'apport (potomanie). - l'épreuve met en évidence l'incapacité du rein à éliminer des urines concentrées. On a alors recours à l'administration nasale d'hormone antidiurétique synthétique d’AVP (Minirin). L’augmentation de l’osmolalité urinaire témoigne d’une insuffisance de sécrétion d’ADH au niveau hypophysaire ; si l’osmolalité urinaire ne change pas, on conclut à un diabète insipide néphrogénique (absence de récepteurs à l'ADH) Le tableau IV regroupe les anomalies rencontrées selon les différentes causes de polyurie non osmotique (6). • Epreuve de dilution Cette épreuve teste la capacité du rein à excréter une charge en eau. Le sujet absorbe 20 ml d’eau/kg en moins d’une heure. A la deuxième heure, les résultats normaux sont les suivants : la densité est inférieure à 1.004, l'osmolalité urinaire inférieure à 100 mOsm/kg et le rapport U (Osm) / P (Osm) est < à 0.2. L'exploration de la fonction de dilution est d'indication assez rare, utilisée essentiellement pour le diagnostic des syndromes de sécrétion inappropriée d'ADH (hypo natrémie, P (Osm) diminuée, U (Osm) augmentée, concentration plasmatique d'ADH élevée).
Tableau IV : Epreuve de concentration : interprétation
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Normal Diabète insipide total Diabète insipide partiel Diabète insipide néphrogénique Potomanie
UOsm mOsm/kg très augmenté non modifié augmenté
POsm ADH mOsm/kg ng/l N 3à6
Débit U ml/min < 0.6
UOsm / POsm > 2.9
Natrémie mmol/l N
très 0.5 augmenté augmenté 3
> 1.5
<1
Augmenté
>1
< 1.5
Augmenté
non modifié
augmenté 12
>1
<1
Augmenté
<1
> 2.9
N
très N augmenté
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III.2.2 Exploration du contrôle rénal de l'équilibre acido-basique (7) • Rappel physiologique Le maintien du pH sanguin dans la fourchette 7.35-7.45 est sous la triple dépendance des systèmes tampons de l'organisme, du poumon et du rein. Le rein assure un bilan nul des ions H+, d'une part en adaptant les excrétion aux apports d'ions H+ (charge acide apportée par l'alimentation d'environ 70 à 80 mmol d'ions H+ pour un régime standard).et en restaurant le stock des bicarbonates consommés. L'adjonction d'ions H+ à l'organisme provoque une acidose que le rein compense en secrétant des ions H+. Au niveau tubulaire, l'urine est tamponnée : - par les bicarbonates filtrés avec formation d'eau et de gaz carbonique - par les phosphates disodiques avec régénération d'ions bicarbonates - par l'ammoniac, produit par les cellules tubulaires, avec formation d'ions ammonium et régénération d'ions bicarbonates Les ions H+ non tamponnés restent libres et conditionnent l'abaissement du pH des urines.
•Exploration L'étude de l'élimination rénale des ions H+ peut être abordée dans les conditions de base et à l'occasion d'épreuves dynamiques.
• Etude du pouvoir d'acidification spontanée
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- pH urinaire Sa détermination doit être effectuée sur des urines fraîchement recueillies et sur des mictions fractionnées au cours du nycthémère (compte tenu des variations nycthémérales liées à la charge acide alimentaire). Chez le sujet normal, le pH urinaire varie de 4.6 à 7.8. - Acidité titrable Elle représente la quantité de mEq de soude nécessaire pour abaisser le pH urinaire à la valeur du pH plasmatique normal. Elle mesure la quantité d'ions captés par les systèmes tampons et ne participant plus à l'acidité libre, c'est à dire au pH des urines. L'acidité titrable exprime la concentration d'équivalents acides et dépend principalement de la teneur des urines en tampon phosphate et du pH urinaire. - Ammoniurie Le dosage doit être effectuée sur les urines des 24 heures recueillies sur 10 ml de toluène. La valeur normale chez l'adulte est de l'ordre de 40 mmol/24 h. L'excrétion rénale d'ions H+sous forme d'ammoniurie est favorisée par l'abaissement du pH urinaire et par une augmentation du débit urinaire. - Bicarbonates urinaires L'urine normale n'en contient pas puisque les bicarbonates filtrés, à l'état physiologique, sont pratiquement entièrement réabsorbés au niveau tubulaire. Pour des concentrations plasmatiques supérieures à 27 mmol/l, considérées comme un seuil, les bicarbonates filtrés en excès sont éliminés dans les urines. - Débit urinaire des ions H+ Il permet une approche précise du contrôle de l'équilibre acido-basique. Ce débit correspond à la somme des trois paramètres précédemment étudiés : UVH+ = Acidité titrable + Ammoniurie - Bicarbonaturie Chez un individu normal, l'excrétion des 70 à 80 mmol d'ions H+ produits chaque jour par le métabolisme est assurée pour 1/3 sous forme d'acidité titrable (20 à 30 mmol d'ions H+par 24h) et pour 2/3 sous forme d'ammoniurie (40 à 60 mmol d'ions H+par 24h). Le débit urinaire des ions H+ varie en fonction de l'alimentation. Il peut être négatif en cas d'alimentation végétarienne à résidus alcalins où le taux de bicarbonates urinaires est supérieur à celui des ions H+. • Epreuves dynamiques L'exploration du contrôle rénal de l'équilibre acido-basique implique l'étude de la réponse rénale à une agression acide ou alcaline. Cette agression peut être représentée par l'état métabolique du patient (acidose métabolique avec diminution des bicarbonates plasmatiques) ou par des épreuves dynamiques, dont la plus simple et la plus couramment pratiquée est l'épreuve de charge acide courte par voie orale 12
Une charge de NH4Cl (1 g/10 kg de poids) est administrée le matin. Les urines sont recueillies toutes les deux heures pendant 8 heures. Des prélèvements sanguins à 0, 2 et 4 heures sont effectués pour la mesure du pH et des bicarbonates. Chez le sujet normal, la réponse maximale est obtenue entre 2 et 4 h après la charge acide. Le pH urinaire doit être inférieur à 5.2 (pH approprié), l’acidité titrable et l’ammoniurie augmentées, avec diminution des bicarbonates (environ 15 mmol/l) et du pH plasmatiques (acidose transitoire). Grâce aux épreuves d'exploration de la fonction d'acidification, il est possible de distinguer plusieurs types d'acidose rénale (Tableau V) Tableau V : Les différents types d'acidose rénale
Acidose métabolique de l'IRC Acidose tubulaire proximale Acidose tubulaire distale
pH urinaire
Acidité titrable
Ammoniurie
HCO3-urinaires
approprié <5.2
Normale
Diminuée
Absence
approprié < 5.2
Normale
Normale
inapproprié >6
Diminuée
Diminuée
Absence (si conc. plasm <27 mmol/l) ±
III.2.3 Autres explorations tubulaires • Transport du glucose Tout le glucose filtré est réabsorbé au niveau tubulaire et l'urine normale ne contient pas de glucose. Lorsque la glycémie augmente au delà d'un seuil, dit seuil rénal du glucose (Smax), la capacité de réabsorption est saturée et la quantité de glucose excrétée est proportionnelle à la quantité filtrée : on dit que le transfert maximal du glucose (TmG) est atteint. Chez l'adulte sain, le Smax est à 18 mmol/l (3.2 g/l) et le TmG est égal à 1.9 mmol/min/1.73m2 (soit 350 mg/min/1.73m2). En pratique, la détermination de ces deux paramètres est utilisée pour préciser les mécanismes d'apparition de glucose dans les urines : - abaissement du Smax et du TmG dans la glycosurie du diabète rénal. - abaissement du Smax et TmG normal dans la glycosurie du diabète sucré. • Transport des phosphates Les phosphates filtrés sont réabsorbés essentiellement au niveau du tubule proximal. Comme pour le glucose, il existe un transfert tubulaire maximal pour les phosphates Tm, égal à 1.2 mmol/min/1.73m2 chez l'adulte sain.
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L’étude de la réabsorption des phosphates peut donner une indication sur le fonctionnement tubulaire proximal. Leur taux de réabsorption ou TRP est donné par la formule suivante : TRP = 1 - [(Phosphaturie / Phosphatémie) x (Créatininémie/Créatininurie)] x 100 A l’état normal, le TRP est de l'ordre de 85 à 95 %. IV. CONCLUSIONS L'exploration fonctionnelle rénale fait ainsi appel à de nombreux examens de routine ou spécialisés qu'il faut savoir hiérarchiser de manière à identifier les mécanismes et les pathologies impliqués. Le tableau VI (8) regroupe les principaux examens utilisés lors d'une exploration fonctionnelle rénale. Le rein intervenant dans de nombreuses régulations, cette liste n'est évidemment, pas exhaustive, et un bilan plus complet nécessitant d'autres examens complémentaires pourra s’avérer nécessaire Tableau VI : Bilan biologique d'une exploration fonctionnelle rénale Dosages sanguins Dosages urinaires
Examens de 1ère intention Créatinine - Urée Ionogramme Protéinurie
Examens spécialisés
Créatinine - Urée Ionogramme Clairances Exploration tubulaire
Créatinine Diurèse
Inuline
- Elimination de l'eau
Osmolalité
Epreuve de concentration
- Elimination des ions H+
pH
Clairance osmolaire
- Réabsorption du glucose
Glycosurie
Clairance de l'eau libre Débit des ions Epreuve d'acidification TmG
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