L'acidose métabolique est caractérisée par une diminution primitive des bicarbonates plasmatiques < 23 mmol/l et par une diminution du pH < 7,38 (ou une augmentation de la concentration d'H+ > 42 nmol/l) ; la gazométrie met en évidence une diminution de la PCO2 du fait de l'hyperventilation compensatrice. On rappelle que les bicarbonates sont également abaissés dans l'alcalose respiratoire avec compensation rénale, mais dans ce cas le pH est élevé.

L'acidose métabolique est un désordre relativement fréquent. La manifestation clinique en est l'hyperventilation, avec respiration ample, la dyspnée de Kussmaul étant "sine materia" avec auscultation et radiographie pulmonaires normales. La PaO2 est élevée (100 mmHg) en l'absence d'affection pulmonaire concomitante. La kaliémie est variable, souvent élevée, élévation qui doit faire rechercher également un facteur surajouté (insuffisance rénale, médicament). L'électrocardiogramme montre des altérations proches de celles de l'hypokaliémie.

Dans les cas sévères d'acidose prolongée, une défaillance cardiaque aigue peut survenir, que l'on explique par une effet dépresseur direct sur le myocarde ou par une inhibition des catécholamines. Torpeur et confusion sont notées dans ces cas sévères.

Principales causes d'acidoses métaboliques :

Elles sont indiquées dans le tableau suivant :

Le diagnostic étiologique d'une acidose métabolique est souvent facilité par le contexte clinique et biologique d'insuffisance rénale chronique ou de diabète sucré. Le diagnostic est parfois plus difficile, et on utilisera le calcul de 2 paramètres, le trou anionique plasmatique et le trou anionique urinaire :

Le trou anionique plasmatique est égal à la différence entre la concentration plasmatique du cation principal (sodium) et la somme des principaux anions mesurés (chlore et bicarbonate ) :

trou anionique = Na - ( Cl + HCO3 )

Le trou anionique normal est d'environ 12 mmol/l (140 - ( [104 + 24]). Une augmentation du trou anionique est presque toujours secondaire à une augmentation de la concentration des anions indosés au cours d'une acidose métabolique par l'accumulation de différents anions, tel que le lactate; plus rarement elle peut être due à l'élévation de la concentration plasmatique d'albumine à cause d'une hémoconcentration chez un sujet hypovolémique,

Au cours des acidoses métaboliques, l'excès d'acide est rapidement tamponné par le bicarbonate extracellulaire, et il y a 2 possibilités :

Le trou anionique urinaire : l'ammoniurie, dont la mesure en routine n'est en général pas faite, peut être estimée par le calcul du trou anionique urinaire = UNa + UK -UCl. Le trou anionique urinaire est positif lorsque l'ammoniurie est basse,< 40 mmol/l ; il est négatif lorsque l'ammoniurie est élevée > 70 mmol.

La mesure du trou anionique urinaire est utile pour analyser la réponse rénale à une acidose métabolique hyperchlorémique,

• un trou anionique urinaire positif (Na + K > Cl), donc une ammoniurie basse,signifie que le rein est à l'origine du trouble en étant incapable d'augmenter l'excrétion acide : le trou urinaire positif signe l'origine tubulaire rénale
• un trou anionique urinaire négatif (Na + K < Cl), donc une ammoniurie normale, signifie que la rein est capable d'augmenter l'excrétion nette acide: le trou anionique urinaire négatif oriente vers l'origine extrarénale.

Acidose par augmentation de la production acide

La capacité du rein à éliminer rapidement une charge acide est limitée, d'où une acidose métabolique en cas de charge acide aiguë. La réponse rénale est la plus souvent adaptée, avec un pH urinaire approprié (< 5,5), et une excrétion urinaire maximum d'acides sous forme d'acidité titrable et de NH4 (> 70 mmol/24h).

1. Surcharge acide endogène :

Acidocétose diabétique : accident du diabète de type I, parfois inaugural, l'acidose est associée à une déshydratation extracellulaire importante liée à la diurèse osmotique et à des pertes hydrosodées digestives. Elle est due à l'accumulation d'acides cétoniques, acide ß-hydroxybutirique et acide acéto-acétique, dont la synthèse hépatique est augmentée du fait du déficit en insuline et d'un excès en glucagon. L'acidémie peut être sévère, avec un pH < 7, mais rapidement réversible, l'administration d'insuline interrompant la synthèse des acides cétoniques et permettant leur catabolisme.

Acidose lactique : l'acide lactique provient du métabolisme de l'acide pyruvique, et l'hypoxie cellulaire est la cause majeure de l'hyperproduction d'acide lactique : elle augmente la production d'acide pyruvique et entraîne un défaut du métabolisme des lactates normalement utilisés pour la néoglucogenèse par le foie et accessoirement par les reins. L'acidose est généralement sévère, avec un pH < 7,3 et des bicarbonates plasmatiques < 10mmol/l; la chlorémie est normale, le trou anionique augmenté, la kaliémie est variable. Le dosage de lactate confirme le diagnostic, avec une concentration > 5mmol/l, le plus souvent > 10 mmol/l.

Les causes d'acidose lactique sont nombreuses :

• états de choc avec hypoxémie: cardiogénique, hémorragique, septique
• intoxications : oxyde de carbone, alcool, metformine, méthanol, salicylée, cyanure,isoniazide
• insuffisance cellulaire hépatique majeure
• exercice musculaire intense, crises convulsives subintrantes
• syndrome de lyse tumorale, cancer disséminé,lymphome, leucémie
• hypothermie

2. Surcharge acide exogène

Un certain nombre d'intoxications aiguës, accidentelles ou dans un but de suicide, peuvent entraîner une acidose métabolique, avec chlorémie normale, kaliémie variable, et élévation des anions indosés du plasma qui proviennent en partie du métabolisme du toxique, mais également de la production d'acides cétoniques et surtout d'acide lactique.

L'intoxication par le méthanol, avec accumulation d'acide formique, est particulièrement grave avec risque de cécité. L'intoxication salicylée associe acidose métabolique et alcalose respiratoire, avec un pH qui peut être normal; elle est affirmée par la mesure de salicylate dans le plasma. L'intoxication par l'éthylène glycol entraîne une production d'acide oxalique, avec présence d'oxalate dans les urines.

3. Acidose par perte intestinale de bicarbonate

Les sécrétions pancréatiques, biliaires et de l'intestin grêle, riches en bicarbonates, sont normalement réabsorbées par le colon, et l'excrétion fécale de bicarbonate est négligeable. Une acidose métabolique peut survenir dans les conditions suivantes : * fistule pancréatique ou biliaire avec perte de bicarbonate, * diarrhée avec diminution de l'absorption de bicarbonate et de potassium (diarrhées aigues infectieuses, comme le choléra, diarrhées des maladies inflammatoires, des antibiotiques, des abus de laxatifs), * prescription de médicaments (CaCl2,MgSO4,cholestyramine) qui précipitent le bicarbonate; * ureterosigmoïdostomie.

Cette acidose est caractérisée par une valeur normale des anions indosés, une hyperchlorémie du fait de l'augmentation de la réabsorption rénale du Cl secondaire à la contraction du volume extracellulaire (perte d'eau et de sodium), une hypokaliémie liée à la perte digestive et à la perte rénale secondaire à l'acidose. Le pH urinaire est variable, soit approprié à l'acidose, (< 5,5), soit inapproprié (> 5,5) car la déplétion potassique associée à l'acidose stimule la production d'ammoniac par le rein et permet d'éliminer une charge acide importante sous forme de NH4 : le trou anionique urinaire a une valeur négative, indiquant une excrétion urinaire de NH4 très élevée (> 200 mmol/24h).

Acidose par diminution de la capacité rénale d'excrétion d'acide

Dans ces cas, l'excrétion d'écide est inappropriée à l'acidose métabolique, l'excrétion urinaire de NH4 est inférieure à 50 mmol/24h, le trou anionique urinaire reste positif.

1. Acidose de l'insuffisance rénale :

Insuffisance rénale chronique: l'acidose est la conséquence de 2 anomalies : * la diminution de la production d'ammoniac, à peu près proportionnelle à la réduction néphronique, * la rétention d'acides liée à la diminution de la filtration glomérulaire : les anions indosés du plasma sont augmentés, correspondant à une rétention d'anions organiques et minéraux (sulfate,phosphate), le trou anionique est d'environ 18 mEq/l.

Avant le stade d'insuffisance rénale terminale, l'acidose métabolique est modérée : le pH est autour de 7,32-7,34, la diminution du bicarbonate est modérée (16-18 mmol/l), la chlorémie est normale, la kaliémie est normale/haute. Cette modération de l'acidose est en rapport avec le phénomène d'adaptation des néphrons sains hypertrophiés, avec stimulation de la sécrétion d'ions H+ par le tube collecteur. La concentration de bicarbonate reste longtemps stable du fait du tamponnement des ions H+ par le tissu osseux, qui fixe les ions H+ sous forme de phosphates acides et libère du carbonate de calcium osseux. Ce mécanisme favorise l'ostéomalacie et concourt, avec l'hyperparathyrodie secondaire, à la constitution de l'ostéodystrophie rénale.

Insuffisance rénale aiguë : l'effondrement de la filtration glomérulaire entraîne la rétention d'acides minéraux et organiques avec augmentation du trou anionique. L'acidose est majeure en cas de destruction cellulaire importante, et lors de certaines intoxications qui apportent une surcharge acides.

2. Acidoses tubulaires : le diagnostic d'acidose tubulaire doit être évoqué devant

• une acidose métabolique survenant chez un sujet dont la fonction rénale est sub-normale ou simplement modérément abaissée (clearance de la créatinine =/> 40 ml/min),
• une acidose hyperchlorémique avec trou anionique plasmatique normal,
• une excrétion urinaire d'ammonium basse (<50 mmol/24h) et un trou anionique urinaire positif.

Les causes sont très variées, la plupart d'entre elles ayant un caractère de rareté. On distingue 3 types d'acidose tubulaire :

Du fait de leur pathogénie différente, le degré d'acidose est plus ou moins important :

• type II : la perte urinaire de bicarbonate survient uniquement lorsque la concentration plasmatique en bicarbonate est supérieure au seuil de réabsorption; comme les segments tubulaires distaux conservent une capacité de réabsorption du bicarbonate, le taux plasmatique reste en général en 12 et 20 mmol/l
• type I : l'incapacité à excréter la charge acide journalière entraîne une rétention progressive d'ions H, et la concentration plasmatique des bicarbonates peut s'abaisser < 10 mmol/l
• type IV : l'anomalie essentielle est l'hyperkaliémie due à l'hypoaldostéronisme, et le degré d'acidose est en général modéré, avec une concentration plasmatique de bicarbonate > 17 mmol/l

Acidose tubulaire proximale (type II) : l'anomalie est une diminution de la capacité de réabsorption de bicarbonate dans le tube proximal entraînant une fuite de bicarbonate dans les urines : cette capacité de réabsorption qui est de 26 mmol/l chez un sujet normal est ici abaissée à 15 mmol/l . Le taux de bicarbonate est d'environ 15 mmol/l, le pH urinaire est approprié (entre 5 et 5,5) à l'acidose métabolique, l'excrétion de NH4 est d'environ 50 mmol/24h, la bicarbonaturie spontanée est absente. On note en plus une hypokaliémie et une augmentation de la kaliurèse.

Le diagnostic est fait en apportant du bicarbonate par voie intraveineuse (bicarbonate de sodium 0,5 à 1 meq/kg par heure) de manière à normaliser la concentration plasmatique de bicarbonate : la bicarbonatémie étant ramenée autour de 22-25 mmol/l, on note que le pH urinaire s'élève rapidement au delà de 7,5 et que l'excrétion fractionnelle de bicarbonate est > à 15%, ce qui permet d'affirmer l'acidose proximale (puisque le tube proximal réabsorbe normalement 85% du bicarbonate filtré).

L'acidose tubulaire proximale est rarement isolée. Elle s'intègre le plus souvent dans un syndrome de Fanconi avec diminution de tous les systèmes de co-transport lié au sodium dans le tube proximal : en pratique clinique le signe le plus important est la constatation d'une glycosurie normoglycémique, qui oriente le diagnostic; on note également une diminution du Tm des phosphates, une aminoacidurie, une protéinurie tubulaire.

Chez l'adulte, les causes les plus fréquentes sont l'excrétion de chaînes légères au cours du myélome, la prise de diurétique inhibiteur de l'anhydrase carbonique (acetazolamide Diamox®), la chimiothérapie par l'ifosfamide (Holoxan®) analogue du cyclophosphamide.

Les principales complications du syndrome de Fanconi sont un défaut de croissance chez l'enfant, et une ostéomalacie avec hypophosphatémie. Le traitement est peu efficace, l'apport oral de bicarbonates faisant réapparaître la bicarbonaturie dès que le seuil de réabsorption est atteint.

Acidose tubulaire distale de type I , avec hypokaliémie : l'anomalie est un défaut d'acidification au niveau du tube distal, le rein ne peut excréter la charge acide physiologique du fait d'une anomalie des mécanismes de sécrétion d'ions H+ dans le tube collecteur cortical/médullaire, conduisant à une accumulation progressive d'ions H+.L'excrétion urinaire de NH4 est insuffisante, < 40 mmol/24h. On admet que la diminution de la sécrétion d'ions H+ par les cellules intercalaires du tube collecteur est due à une diminution du nombre des H+ATPases membranaires : lors d'une perfusion de bicarbonate, il n'y a pas d'élévation significative de la PCO2 urinaire, ce qui témoigne d'une diminution de la sécrétion d'ions H+ dans le canal collecteur. Le pH urinaire est inapproprié, en général > 5,5, et il existe une hypokaliémie avec hyperkaliurie.

Des anomalies du métabolisme du calcium sont souvent associées : l'hypercalciurie et la réduction de l'excrétion urinaire de citrate secondaires à l'acidose, associées au pH urinaire relativement alcalin, favorisent l'apparition d'une lithiase rénale et néphrocalcinose.

Les causes sont très variées. Chez l'adulte, il s'agit le plus souvent de maladies autoimmunes avec hypergammaglobulinémie et d'affections s'accompagnant d'une hypercalciurie. On retrouve la chimiothérapie par l'ifosfamide (Holoxan®), donnant des acidoses combinées de type I et II.

* : associées le plus souvent avec une acidose de type IV hyperkaliémique

Non traité, les conséquences sont sévères : retard de croissance chez l'enfant, lithiase, néphrocalcinose, pyélonéphrites, épisodes d'hypokaliémie qui peuvent être sévères, et évolution progressive vers l'insuffisance rénale chronique.

L'apport de bicarbonate de sodium est efficace, qui améliore la balance potassique et diminue également la calciurie, prévenant la formation de calcul et la néphrocalcinose. L'apport d'environ 1 mmol/kg/j de bicarbonate de sodium et de citrate de sodium est en général suffisant chez l'adulte. Chez l'enfant, des doses plus importantes peuvent être nécéssaires. Comme le sel de sodium augmente l'excrétion urinaire de calcium, on utilisera le citrate de potassium en cas de maladie lithiasique, et d'hypokaliémie importante.

On décrit chez des malades présentant une lithiase récidivante des formes incomplètes d'acidose tubulaire distale, caractérisée par un pH urinaire constamment élevé et une hypocitraturie, mais sans modification du bicarbonate plasmatique, ces sujets conservant normale l' excrétion nette acide.

Acidose tubulaire distale de type IV, avec hyperkaliémie : la plus fréquente des acidoses tubulaires de l'adulte, elle est due à un déficit combiné d'excrétion des iont H+ et K+ par les cellules du tube collecteur cortical. L'acidose métabolique hyperchlorémique est accompagnée d'une excrétion urinaire basse de NH4, du fait de la diminution de la sécrétion d'ions H+ et de l'hyperkaliémie qui inhibe l'ammoniogenèse.

Deux mécanismes sont invoqués :

• hypoaldostéronisme : la diminution de la production d'aldostérone inhibe la sécrétion d'ions H+ et l'ammoniogénèse tubulaire
• résistance à l'aldostérone ( "altération de voltage") : l'anomalie est une diminution ou une suppression de la différence de potentiel transépithéliale dans le canal collecteur cortical ; le modèle expérimental est l'administration d'amiloride qui inhibe la réabsorption de sodium dans le tube collecteur, d'où diminution de la négativité de la lumière tubulaire et inhibition de la sécrétion des ions H+ et K+

L'insuffisance rénale est en général modérée. Le pH urinaire est variable, < à 5,5 en cas d'hypoaldostéronisme, parfois plus élevé. Le diagnostic est en général évoqué devant une hyperkaliémie.

Traitement

Le traitement symptomatique comporte l'apport d'alcalins, de manière adaptée à l'importance de l'acidose :

• acidose chronique modérée (pH sanguin > 7,25, bicarbonate > 15 mmol/l) : l'apport oral est suffisant, sous forme de bicarbonate de sodium : eau de Vichy (un litre apporte 3 à 4 gr), ou THAM pauvre en sodium
• acidose aiguë sévère (pH sanguin < 7,20, bicarbonate < 10 mmol/l) : l'épuration extra-rénale (hémodialyse au bicarbonate ou dialyse péritonéale) est souvent le traitement d'urgence le plus efficace. Sinon, la perfusion intraveineuse de bicarbonate de sodium permet de contrôler les situations plus simples, mais son apport massif doit être évité en raison des risques (hypernatrémie, oedème cérébral, coma, alcalose mixte). Le but est de ramener le pH autour de 7,25-7,30 et le bicarbonate autour de 15 mmol/l, la quantité de bicarbonate étant déterminée selon la formule : (14-[HCO3 mmol/l] - (0,5 x poids corporel kg). On utilisera le bicarbonate isotonique, la moitié de la quantité étant perfusée en 1 à 2 heures, le reste sur les 6 heures suivantes, le traitement étant adapté aux résultats des gaz du sang et du traitement étiologique associé.