Acidoses métaboliques pures

December 13, 2016BIOLOGIEEQUILIBRE ACIDO BASIQUE

Comme pour tous les troubles, le diagnostic des acidoses métaboliques passe par un interrogatoire nécessaire pour reconstituer l’histoire, ainsi qu’un examen clinique soigneux. Le trouble et sa cause ne pourront être affirmés que sur les données biologiques.

Signes cliniques

Les signes cliniques de l’acidose métabolique sont peu spécifiques [2, 8, 9, 12, 21, 24, 25, 27]. Ils n’apparaissent que lors d’acidoses sévères et peuvent se traduire par des manifestations :

• cardiocirculatoires à type de troubles du rythme cardiaque ou de collapsus ;
• neurologiques allant de la simple obnubilation au coma ;
• digestives qui sont dominées par des nausées, vomissements et diarrhées ;
• pulmonaires : l’hyperventilation correspond à des inspirations amples, régulières et profondes traduisant la réponse respiratoire par stimulation de la commande ventilatoire à

l’acidose métabolique. Elle entraîne chez les patients en ventilation mécanique une désadaptation du respirateur et une agitation.

Signes biologiques

Le diagnostic positif de certitude ne peut être posé que sur des paramètres biologiques. L’acidose métabolique se caractérise toujours par une baisse du pH, des bicarbonates plasmatiques et de la PaCO2 qui correspond à la réponse respiratoire prévisible et tend à ramener le pH vers les valeurs normales [47-49].

Cependant, pour les acidoses métaboliques graves, l’ampleur de la réponse respiratoire a des limites : en deçà d’un pH à 6,90, la PaCO2 ne s’abaisse plus mais a tendance à remonter. Selon l’approche d’Henderson-Hasselbalch, c’est la baisse des bicarbonates plasmatiques, induite par l’accumulation d’ions H+, qui est la cause de la baisse du pH. Selon l’approche de Stewart, la baisse du pH peut être secondaire à une diminution du SID et/ou une élévation des acides faibles, qui induira une baisse des bicarbonates plasmatiques, signe d’accompagnement obligatoire pour respecter

l’électroneutralité plasmatique.

Diagnostic étiologique

Il est toujours classique de distinguer les acidoses métaboliques en rapport avec une accumulation d’acides organiques, c’est-à-dire les acidoses métaboliques à TA élevé, des acidoses métaboliques engendrées par une hyperchlorémie ou acidoses métaboliques à TA normal (Fig. 3) [2, 8, 9, 11, 12, 21, 24, 25, 47, 48].

Néanmoins, il est plus exact de les classer selon Stewart en trois grandes causes de baisse du SID : l’accumulation d’acides organiques (forts ou faibles) ; l’hyperchlorémie ; l’hyponatrémie.

Acidoses métaboliques organiques

Elles se caractérisent par une augmentation du TA, à condition qu’il n’existe pas d’hypoalbuminémie associée ou d’hémodilution.

Le SID est diminué et la chlorémie normale.

Acidose lactique

C’est une des causes les plus fréquentes d’acidose métabolique organique [8, 24, 25, 47-51]. L’acidose lactique se définit comme une acidose associée à une hyperlactatémie > 5 mmol l–1. Il faut

la distinguer de la simple hyperlactatémie qui n’est pas forcément associée à une acidose, et dont le pronostic est beaucoup moins péjoratif [18, 51, 52]. La faible fiabilité du TA dans ce contexte impose la mesure de la lactatémie pour poser le diagnostic [53]. De façon conventionnelle, on décrit deux types d’acidoses lactiques (Tableau 4). Le type A est celui en rapport avec un défaut d’oxygénation tissulaire qui est responsable d’un métabolisme anaérobie et d’une surproduction de lactate. Le type B correspond aux acidoses lactiques non dysoxiques en rapport avec des anomalies du métabolisme. Cependant, cette distinction physiopathologique se révèle trop caricaturale car il existe souvent plusieurs mécanismes responsables de l’hyperlactatémie.

L’exemple typique en est le sepsis pour lequel il a été clairement démontré qu’en dehors de la phase initiale non traitée, il n’existe pas de métabolisme anaérobie. L’hyperlactatémie du sepsis est à la fois due à une accélération de la glycolyse et une baisse de la clairance du lactate [49, 51, 54, 55].

L’hyperlactatémie résulte ainsi d’une surproduction et d’une baisse d’élimination sans aucun rapport avec une quelconque dysoxie. Le deuxième exemple est celui de certaines tumeurs malignes qui induisent des modifications enzymatiques aboutissant à un emballement de la glycolyse et à une surproduction de lactate [51].

Acidocétose diabétique

C’est une des complications métaboliques aiguës du diabète.

Elle est liée à l’accumulation de corps cétoniques qui sont des acides forts anormalement présents dans le plasma [8, 47, 56-60].

Dans sa forme pure, elle s’associe à une hyperglycémie, une élévation du TA, une baisse du SID et une élévation du SIG. Comme pour l’acidose lactique, l’identification exacte des corps cétoniques en tant qu’acides responsables du trouble passe parleur dosage urinaire (cétonurie) ou sanguin (cétonémie).

En pratique, du fait de l’insuffisance rénale souvent présente, l’acidose métabolique organique associe une élévation des corps cétoniques, mais aussi des phosphates et sulfates. Par ailleurs, la rétention rénale des corps cétoniques induit une alcalose de compensation par hypochlorémie [61]. La correction de l’insuffisance rénale lors du remplissage vasculaire permet l’élimination

urinaire des corps cétoniques contre une réabsorption de chlore : l’acidose métabolique organique du début devient progressivement une acidose métabolique hyperchlorémique.

Acidoses par ingestion de toxiques [8, 9, 24, 25, 27]

L’intoxication à l’aspirine peut entraîner une acidose métabolique grave pour des doses de l’ordre de 10 à 30 g chez l’adulte. Elle s’accompagne souvent d’une alcalose respiratoire

au début. Le méthanol et l’éthylèneglycol, substances osmotiques, induisent à la fois une élévation conjointe des trous anionique et osmotique.

Le SID est diminué et le SIG est augmenté.

Ces acides indosés sont les métabolites résultant de l’oxydation des toxiques tels qu’acide glycolytique, acide lactique, acide formique, etc. D’autres toxiques peuvent engendrer

des acidoses métaboliques organiques : paraldéhyde,

toluène, cyanures…

Acidose métabolique organique de l’insuffisance rénale

L’insuffisance rénale aiguë peut s’accompagner d’une acidose métabolique de cause souvent multiple. Elle est généralement modérée et s’associe à une élévation du TA dans seulement la

moitié des cas [42, 62, 63].

Dans ce cas, elle résulte d’une hyperphosphatémie et de l’accumulation d’autres anions indosés dont la présence est révélée par l’élévation du SIG (sulfate, pyruvate, oxalate, citrate).

La rétention d’anions organiques au cours de l’insuffisance rénale chronique n’apparaît qu’après une longue évolution de la maladie, précédée d’une acidose métabolique

hyperchlorémique.

Autres acidoses métaboliques organiques

L’accumulation des classiques anions organiques précédemment cités n’explique pas toujours la totalité du trouble chez les malades de réanimation. Il est ainsi démontré qu’il existe

souvent une élévation concomitante d’autres anions qui sont des métabolites issus du cycle de Krebs : oxalate, alphacétoglutarate, malate, isocitrate, succinate et pyroglutamate [37, 42, 64].

La preuve de leur présence dans le plasma est apportée par l’élévation du SIG.

Acidoses métaboliques hyperchlorémiques

La perfusion de solutés dont la concentration en chlore est plus importante que celle du plasma, appelés solutés non équilibrés ou non balancés (salé isotonique), est devenue la première cause d’acidose métabolique hyperchlorémique [18, 19, 42, 65-67]. Ces solutés ont un SID égal à 0 et vont tendre à diminuer le SID plasmatique par le biais de l’hyperchlorémie.

De nombreuses études menées dans le contexte périopératoire et en réanimation confirment le lien entre perfusion de liquides riches en chlore et acidose hyperchlorémique chez le patient [11,

28, 68-75]. La sévérité de l’acidose est corrélée à la richesse du soluté en chlore, au volume et à la rapidité de perfusion du liquide.

Cette acidose est souvent transitoire si la fonction rénale est normale. En réanimation, l’acidose hyperchlorémique est présente chez 80 % des patients présentant une acidose métabolique [11, 28].

Le retentissement de l’hyperchlorémie reste mal évalué en pratique clinique, avec des résultats contradictoires en termes de mortalité et de morbidité périopératoires [71, 73, 76, 77].

Le retentissement de perfusion de larges volumes conduisant à des acidoses plus sévères est encore moins connu et doit conduire à une certaine prudence.

L’insuffisance rénale chronique représente la cause rénale la plus fréquente d’acidose métabolique hyperchlorémique secondaire à un défaut d’élimination de NH4Cl [8, 9].

Les acidosesrénales tubulaires de types 1 et 2 sont aussi responsables d’acidoses métaboliques hyperchlorémiques [9, 48].

Certains médicaments comme l’acétazolamide, inhibiteur de l’anhydrase carbonique,

et les antialdostérones peuvent aussi induire des acidoses métaboliques hyperchlorémiques avec hyperkaliémie [78]. L’acidose métabolique hyperchlorémique peut être d’origine digestive lors de diarrhées ou de fistules pancréatiques ou biliaires.

Elle est classiquement attribuée à la perte digestive en bicarbonates qui s’associe à une réabsorption de chlore pour respecter l’électroneutralité [8, 9, 24, 25, 48].

Selon le concept de Stewart, l’acidose hyperchlorémique s’explique par une perte digestive plus importante de sodium que de chlore, ce qui conduit au final à une baisse du SID.

C’est principalement le contexte clinique, la kaliémie et le pH urinaire qui permettent de distinguer ces différentes causes d’acidoses métaboliques hyperchlorémiques (Tableau 5).

Acidoses de « dilution »

L’acidose de dilution est classiquement attribuée à une baisse des bicarbonates plasmatiques induite par le remplissage vasculaire [8, 9, 29, 79].

Comme le montrent plusieurs travaux, cette vision physiopathologique est totalement erronée puisqu’iln’existe pas de variation du volume plasmatique, ni d’autre signe d’hémodilution [68, 71, 80]. Le remplissage vasculaire peut effectivement induire une acidose caractérisée par une baisse du SID dont il existe deux grandes causes. L’acidose hyperchlorémique

induite par le remplissage par des solutés non balancés reste la première cause d’acidose avec baisse du SID dans ce contexte. L’hyponatrémie, provoquée par l’apport de solutés hypotoniques, peut aussi engendrer une baisse du SID. Dans ce dernier cas, il existe alors une hyperhydratation du secteur intracellulaire, mais en aucun cas une variation du volume extracellulaire.

Traitement

Le traitement étiologique qui ne sera pas détaillé ici est toujours nécessaire et le plus souvent suffisant. Le traitement symptomatique fait essentiellement appel à l’alcalinisation par des solutés tampons. Envisager de traiter une acidose métabolique impose de mettre en balance les bénéfices et risques de ce traitement.

Solutés tampons

Bicarbonate de sodium

Il est classique d’admettre que l’administration de bicarbonate de sodium augmente le pH par l’apport exogène de bicarbonates [81-84]. Le concept de Stewart montre qu’en fait le bicarbonate de sodium a un effet alcalinisant du fait de la persistance du cation fort Na+ dans le plasma, alors le bicarbonate HCO3 –, anion faible, disparaît.

Ceci aboutit à une élévation du SID. Même s’il peut corriger un pH bas, le bicarbonate de sodium a de nombreux effets délétères [83, 85-88] :

• production de CO2 qui est responsable d’une acidose intracellulaire paradoxale et d’une acidification du liquide céphalorachidien (LCR) par sa diffusion rapide à travers la membrane cellulaire et la barrière hématoencéphalique. Cet effet est d’autant plus important que le bicarbonate de sodium est administré rapidement et en grande quantité. La conséquence en est la nécessité d’augmenter la ventilation mécanique pour le CO2 produit, ce qui peut être délétère dans certaines situations [80, 82].

Ainsi, même s’il augmente le pH plasmatique, le bicarbonate de sodium aggrave l’acidose veineuse, et cérébrale ;

• alcalose rebond en cas d’acidose métabolique organique.

Lorsque la cause de l’acidose métabolique organique disparaît, les anions organiques sont métabolisés et il reste le cation fort sodium qui augmente encore plus le SID et conduit à une alcalinisation ;

• hypernatrémie, surcharge volémique et hyperosmolarité plasmatique (1 g de NaHCO3 contient 12 mmol de sodium) ; hypokaliémie par transfert cellulaire de K+ ; baisse du taux de calcium ionisé ;• augmentation de l’affinité de l’hémoglobine pour l’O2, ce qui diminue l’apport d’O2 aux tissus.

Carbicarb®

Il s’agit d’un mélange équimolaire de bicarbonates et de carbonates de sodium. Il réagit avec l’eau et le CO2 suivant la réaction : Na2HCO3 + CO2 + H2O ↔ 2 HCO3 – + 2 Na+. Comparé au bicarbonate de sodium, il augmente plus fortement le SID sans produire de CO2 [84, 86, 89, 90]. Néanmoins, même si expérimentalement le Carbicarb® semble supérieur au bicarbonate de sodium, cette supériorité n’est pas démontrée en clinique. Il n’est pas commercialisé en France.

Tham®

C’est aussi un tampon synthétique non producteur de CO2 qui entraîne une alcalinisation par la réaction suivante : Tham + H2O + CO2 ↔ Tham-Na+ + HCO3 –. Il traverse facilement la membrane cellulaire et demeure donc un tampon intracellulaire.

Il permet comme le bicarbonate de sodium d’augmenter le pH en augmentant le SID par l’intermédiaire du cation Tham+ [80, 82-84, 86].

Son administration expose aussi à des complications comme l’hyperkaliémie, l’hypoglycémie, la nécrose vasculaire.

Sa supériorité en pratique clinique par rapport aux autres agents alcalinisants n’est toujours pas démontrée.

Autres moyens de traitement

Épuration extrarénale

En cas d’insuffisance rénale, quelle que soit la technique utilisée, l’épuration extrarénale est un moyen efficace de correction de l’acidose métabolique [91-93]. Son efficacité repose sur plusieurs mécanismes augmentant le SID : élimination d’anions organiques (sulfate et phosphate) et du chlore.

Dichloroacétate

Il s’agit d’une molécule qui stimule la pyruvate déshydrogénase, enzyme responsable de l’entrée du pyruvate dans le cycle de Krebs [81, 84, 86]. Il favorise ainsi l’élimination du lactate, mais ne traite aucunement la cause. Malgré son efficacité sur le pH, aucune étude clinique n’a pu montrer d’effet bénéfique de ce produit dans le traitement des acidoses lactiques [94]. Ce produit n’est pas commercialisé en France.

Ventilation artificielle et sédation

La réponse ventilatoire doit être respectée et la ventilation artificielle adaptée pour éliminer le CO2. Associée à une sédation, elle contribuera à réduire la demande énergétique en cas d’acidose métabolique en rapport avec un état de choc [82].

Y a-t-il un rationnel au traitement des acidoses métaboliques ?

Le traitement des acidoses métaboliques conduit à se poser deux questions :

faut-il traiter un pH bas ? Faut-il traiter de la même façon toutes les acidoses métaboliques ?

Faut-il traiter un pH bas ?

De nombreux effets délétères ont été attribués à l’acidose : effets délétères cellulaires sur les synthèses protéiques, dépression myocardique par diminution de la contractilité, troubles du rythme ventriculaire, résistance aux catécholamines [21, 24, 25, 95, 96]. Néanmoins, tous ces effets reposent sur des études expérimentales menées avec des acidoses sévères (pH < 7,1). Les études les plus récentes montrent que paradoxalement l’acidose peut avoir des effets bénéfiques. En situation de crise énergétique, l’acidose peut être considérée comme une réponse adaptative ou mieux de protection, visant à ralentir le métabolisme énergétique de la cellule (frein glycolytique) et éviter l’épuisement des réserves glycogéniques.Vus sous cet angle, les effets bénéfiques de l’acidose pourraient se comparer à ceux de l’hypothermie.

Ces données théoriques ont été confirmées par des données expérimentales montrant que l’acidose diminue la mort cellulaire en situation d’ischémie-reperfusion [84, 86, 97-99]. Néanmoins, ce concept n’est acceptable que si la faillite énergétique est temporaire, l’acidose permettant à la cellule de passer un cap. Si le phénomène perdure, l’acidose s’aggravera et l’inhibition métabolique deviendra forcément délétère.

Faut-il traiter toutes les acidoses métaboliques de la même manière ?

Le retentissement de l’acidose métabolique dépend de sa sévérité, mais surtout de sa cause. Des travaux récents soulignent la survenue de modifications immunologiques totalement opposées en fonction du type d’acidose. Pour un même pH, l’acidose hyperchlorémique stimule la réponse pro-inflammatoire, alors que l’acidose lactique a des effets inverses [85, 100-103].

L’alcalinisation d’une acidose métabolique organique n’est pas logique puisque la métabolisation de l’anion organique va rétablir l’équilibre acide-base. Le seul traitement est celui de la cause.

Plusieurs études ont d’ailleurs confirmé l’absence de bénéfice à l’alcalinisation des acidoses lactiques [104, 105] et des acidocétoses diabétiques [26, 106, 107].

 Indications et modalités de traitementdes acidoses métaboliques

Il est clair que normaliser un chiffre de pH bas n’est en aucun cas un objectif thérapeutique. Les dernières recommandations françaises datent de 1998 [108]. Les indications d’administration de solutés tampons sont, de nos jours, très restreintes. L’alcalinisation n’est pas indiquée dans les acidoses métaboliques organiques, y compris dans l’arrêt cardiocirculatoire, sauf pour des pH très bas (< 7) ou en situation d’acidose sévère prolongée.

L’indication d’alcalinisation dans les acidoses métaboliques hyperchlorémiques est difficile à préciser. En cas d’insuffisance rénale aiguë, l’épuration extrarénale permet de traiter conjointement

tous les troubles métaboliques, y compris l’acidose métabolique.

Le seul tampon couramment utilisé en France est le bicarbonate de sodium. Son administration, si elle est nécessaire, doit se faire lentement (pas de bolus), avec des solutés peu concentrés (0,14 %), en s’arrêtant avant un pH normal de façon à éviter l’alcalose rebond et l’augmentation de ventilation.