Pour simplifier la compréhension des principaux messages et éviter toute confusion, cet article explorera les deux principales caractéristiques d'une solution : sa tonicité et son pouvoir volémique. La compréhension de ces deux concepts est essentielle. Différentes combinaisons de ces propriétés sont possibles selon la solution.
Tonicité : Définition et Importance
La tonicité d'un produit est basée sur celle du plasma, qui est considéré comme la référence et est dit isotonique. La tonicité est étroitement liée à la concentration en sel, qui est le principal ion osmotique. Un produit isotonique est iso-osmotique, ce qui signifie qu'il contient le même nombre de particules par litre que le plasma (environ 300 mOsm/L).
Si un liquide hypotonique est perfusé à un patient (c'est-à-dire contenant peu de sel et étant moins osmolaire que le plasma), ce nouveau milieu hypotonique sera séparé de l'intérieur de la cellule, qui reste isotonique, par une membrane semi-perméable. Cette membrane ne laisse passer que l'eau et non les électrolytes et les protéines. L'eau va donc diffuser dans le milieu le plus concentré (l'intérieur de la cellule) pour équilibrer les dilutions entre les deux milieux.
Cet effet est particulièrement délétère dans le cerveau, car les neurones sont des cellules particulièrement sensibles au gonflement. De plus, la boîte crânienne étant inextensible, une augmentation de volume entraîne une augmentation de la pression intracrânienne (HTIC). La tonicité est donc la capacité de l'osmolarité d'une solution à modifier le volume cellulaire.
Exemples de Tonicité
Le NaCl 0,9% et surtout l'isofundine sont des solutions isotoniques presque parfaites, tandis que le Ringer Lactate est légèrement hypotonique. Bien que certains puissent considérer le glucose 5% comme isotonique, il est en réalité profondément hypotonique et n'a aucun pouvoir de remplissage. Le sucre, comme le sel, a un pouvoir osmotique propre, mais le glucose est rapidement métabolisé dans le corps humain, ne laissant que de l'eau libre, sans pouvoir volémique et profondément hypotonique (osmolarité nulle).
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Implications Cliniques de la Tonicité
Les solutions hypotoniques doivent être évitées dans les situations suivantes :
Souffrance cérébrale / HTIC (AVC/hémorragie cérébrale, traumatisme crânien grave sous surveillance neurologique, etc.).
Hyponatrémie "vraie" associée à une hypotonie plasmatique.
Insuffisance rénale terminale anurique.
Les solutions hypertoniques, telles que le mannitol et le sérum salé hypertonique (SSH), sont utilisées pour traiter l'HTIC. Le NaCl 7,5%, très riche en sel et surtout en chlore, peut provoquer une acidose hyperchlorémique, qui peut être délétère pour le cerveau en souffrance. Le mannitol, quant à lui, peut entraîner une diurèse osmotique, pouvant provoquer une baisse de la PAM et donc de la perfusion cérébrale. En définitive, aucune des deux solutions n'a prouvé sa supériorité par rapport à l'autre, et les auteurs ont une préférence pour le mannitol, sauf en cas d'hyponatrémie ou d'hypovolémie, où le SSH est plus efficace. En gros, le mannitol est utilisé pour le déchoc hospitalier.
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Pouvoir Volémique : Capacité de Remplissage
Le pouvoir volémique est la capacité d'une solution à remplir le patient, c'est-à-dire à rester dans ses vaisseaux. Augmenter la volémie signifie augmenter le retour veineux (pré-charge) et le volume d'éjection systolique, contribuant ainsi à l'augmentation du débit cardiaque chez un patient hypovolémique.
Pour le NaCl 0,9% et le Ringer Lactate, le pouvoir volémique est équivalent, environ 20-25%. Cela signifie que sur 1L de solution, environ 250mL restent dans le vaisseau, tandis que 750mL passent dans le milieu interstitiel. Cette proportion peut varier en fonction de l'état volémique du patient et de la rapidité de la perfusion.
Il est donc essentiel de savoir quelle question on se pose lors du choix d'une solution. Le sérum physiologique (NaCl 0,9%) est polyvalent et a un profil apparent de parfaite innocuité, ce qui en fait une solution de choix pour les urgentistes. En dehors des cas de figure cités plus haut, il y a peu de risques à perfuser un patient avec du NaCl 0,9%. Le risque allergique est inexistant.
Inconvénients du Sérum Physiologique
Le "sérum physiologique" ou NaCl 0,9% n'a de physiologique que le nom. Légèrement supérieur à l'osmolarité du plasma, il est isotonique grâce au NaCl. Cependant, le Na étant accompagné de Cl pour maintenir l'équilibre des charges anions/cations, la concentration en chlore est bien supérieure à celle du plasma, alors que la concentration en sel est à peine au-dessus.
Cette acidose hyperchlorémique, qui apparaît constamment en cas de remplissage abondant, pourrait aggraver une situation d'hyperkaliémie par la sortie de potassium de la cellule. Par conséquent, il est important de relativiser l'utilisation du NaCl 0,9% et de s'en méfier, même aux urgences.
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L'acidose hyperchlorémique est causée par la baisse du SID ("Strong Ion Difference"), due à l'augmentation du chlore en proportion bien supérieure à celle du sodium, lors de la perfusion de NaCl 0,9%.
Avantages du Ringer Lactate
Le "lactate" du Ringer Lactate est métabolisé en bicarbonate, participant à l'alcalinisation du plasma. De plus, le Ringer Lactate est concentré à 4mmol/L de potassium. Ainsi, lors du remplissage, la kaliémie du patient tendra vers 4mmol/L.
Le Ringer Lactate est un bon soluté de remplissage, quasi-équivalent au NaCl 0,9% en termes de pouvoir volémique. Cela en fait un soluté idéal de remplissage vasculaire aux urgences en l'absence des contre-indications générales aux solutés hypotoniques décrites plus haut.
Colloïdes : Une Alternative ?
Les colloïdes, en particulier les HEA (Hydroxy-Ethyl-Amidon = voluven), sont des macromolécules dotées d'une pression oncotique permettant d'attirer l'eau dans le vaisseau, ce qui leur confère un pouvoir volémique supérieur à 100%. Cependant, en pratique, ils n'ont jamais montré le moindre bénéfice sur la mortalité ou la morbidité par rapport aux cristalloïdes, y compris sur le choc hémorragique.
Solutions "Balancées" : L'Option Idéale ?
Une solution "balancée" est bien équilibrée en ions et proche du plasma. Les versions "gold" sont strictement isotoniques et idéalement équilibrées en ions, mais elles sont plus chères que les solutions citées jusqu'à présent. Elles sont populaires en réanimation, où l'on privilégie l'isofundine et le normosol pour leur innocuité et leur respect de l'équilibre acide-base.
De nombreuses études démontrent le bénéfice d'une solution balancée en termes de résolution de l'acidose métabolique et de l'hyperchlorémie par rapport aux solutions non balancées. Cependant, il est difficile de démontrer un véritable bénéfice concret de morbidité et de mortalité sur des patients bien vivants.
De nombreux services d'urgence envisagent d'ajouter des solutions balancées "gold" (isofundine) à leur dotation, voire de supprimer le NaCl 0,9% pour les remplacer. Bien que cela soit idéal, le coût important d'un tel échange ne semble pas justifié au vu des données de la littérature, et concerne des quantités de remplissage par patient minimes, où aucune différence n'a été observée en termes d'effet néfaste.
Le Ringer Lactate, une solution balancée déjà disponible aux urgences, est sous-utilisé et devrait être utilisé dès que possible, notamment pour tous les remplissages importants. Dans les cas rares où un patient aux urgences présente une contre-indication aux hypotoniques (HTIC) et un besoin massif de remplissage, il est préférable de monter en réanimation et de chercher quelques poches d'isofundine / normosol.
En résumé, il est recommandé de ne plus utiliser de macromolécules HEA.
Lactates et Performance Sportive
Les filières énergétiques sont un sujet clé dans la formation des éducateurs sportifs. Les glucides doivent être dégradés en lactate pour être utilisés au niveau cellulaire. Le lactate est donc une source d'énergie.
Nous produisons constamment du lactate. Lors d'un effort peu intense, sa production et son utilisation sont équilibrées. Lors d'un effort modéré, la production de lactate augmente, mais son utilisation cellulaire augmente également, et une petite partie est transférée aux fibres musculaires oxydatives voisines. La lactatémie augmente légèrement mais reste stable. Cet état correspond au haut de la "Zone 2" ou endurance de base, et est la cause du SV1 (1er Seuil Ventilatoire) mesuré lors d'une épreuve d'effort d'estimation du VO2 max, correspondant à Fatmax.
Travailler proche de ce Seuil Lactique 1 stimule la construction mitochondriale, améliorant ainsi les capacités à fournir plus d'énergie, le FTP, l'endurance et la récupération. La légère augmentation de lactate sanguin déclenche une réponse ventilatoire (SV1) et une modification de l'équilibre des sources énergétiques, avec une utilisation accrue des glucides au détriment des lipides.
En travaillant proche du Seuil Lactique 1, on dégrade une quantité intéressante de lipides, améliorant l'efficacité du métabolisme lipidique et limitant les effets hypoglycémiques. Cependant, il est important de ne pas dépasser cette intensité.
Lors d'un effort intense, la production de lactate continue d'augmenter jusqu'à la saturation cellulaire. Les capacités de traitement du lactate par les mitochondries sont dépassées, et le lactate est envoyé via la circulation sanguine à d'autres groupes musculaires moins sollicités et à des organes tels que le cœur et le cerveau. C'est lors du transfert de ce lactate dans la circulation sanguine que l'on peut évaluer la lactatémie, qui est significativement augmentée et instable à ce moment-là.
A cette accumulation s'associe également une diminution du PH au niveau musculaire puis sanguin (acidose), par accumulation de protons H+, responsables des sensations des "brûlures" dans les jambes. Ce n'est donc pas le lactate qui est responsable de ces douleurs, mais les protons H+.
Améliorer le Seuil 2 (SL2) améliore les capacités à utiliser le lactate en optimisant le fonctionnement cellulaire mitochondrial et les systèmes "navette" pour faire entrer et sortir le lactate de la cellule, ainsi qu'en optimisant le système "Tampon" afin de diminuer l'acidose. Le SV2 (2ème Seuil Ventilatoire) est une conséquence du SL2.
Que ce soit le SL1 ou le SL2, ces états physiologiques sont relativement précis. Il est important de travailler à la bonne intensité pour créer les bonnes adaptations et éviter une fatigue supplémentaire.
Tests Lactate et Estimation de la FTP
La FTP (Functional Threshold Power) est la puissance que l'on est censé pouvoir maintenir lors d'un effort maximal d'une durée d'1h. En théorie, ce serait la puissance que l'on est capable de tenir au SL2. Cependant, l'estimation de la FTP sur le terrain présente plusieurs inconvénients :
- Résultats approximatifs.
- Test maximal, donc difficile à reproduire mentalement et physiquement.
- Pas de donnée sur le SL1.
- Difficile d'estimer une FC correspondante à la Puissance SL2.
Puissance Critique
Afin de diminuer les biais, certains réalisent plusieurs tests maximaux lors d'une même séance pour estimer la puissance critique. Cependant, il persiste des inconvénients :
- Effort maximaux = charge physique et mentale donc difficile à reproduire souvent.
- Pas de donnée sur le SL1.
- Difficile d'estimer une FC correspondante à la Puissance SL2.
Avantages des Tests "Lactate"
Les tests "Lactate" présentent plusieurs avantages :
- Comprendre votre profil métabolique (SL1, SL2, cinétique du lactate, Lactatémie max, Clairance).
- Etablir vos bonnes zones d'entraînement.
- Optimiser votre entraînement.
- Surveiller vos progrès et adapter votre entraînement.
- Observation directe des processus physiologiques.
- Test qui peut être non maximal, donc plus facilement reproductible.
- Réalisable dans toutes les disciplines.
Protocole des Tests "Lactate"
Le protocole consiste à effectuer des paliers d'une durée de 5 à 9 minutes de plus en plus intense. Entre chaque palier, un micro prélèvement sanguin est réalisé pour contrôler la lactatémie. Les données de puissance, FC, allure, RPE et lactatémie sont consignées. Le test peut stopper quand SL2 est franchi, sauf si l'on souhaite connaître La Max et la clairance. Les résultats sont ensuite traités pour déterminer SL1 et SL2, et les puissances, FC, allures correspondantes.
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