Déficit en eau libre en cas d'hypernatrémie

Contexte clinique

L'hypernatrémie survient lorsque la perte d'eau dépasse la perte de sodium, portant la natrémie au-dessus de 145 mEq/L. La décision que sert l'outil est d'estimer l'ampleur du déficit hydrique accumulé, et donc la quantité d'eau libre à apporter pour ramener la natrémie à la normale. Sans estimation du déficit, on risque soit d'apporter trop peu, avec persistance de l'hypernatrémie, soit d'apporter trop et trop vite, avec un risque d'œdème cérébral en cas d'hypernatrémie chronique.

Le calcul est particulièrement pertinent en réanimation et aux urgences, où les patients peuvent avoir d'importantes pertes insensibles, une altération de la soif ou un diabète insipide. La difficulté clinique ne réside pas dans le calcul d'un chiffre, mais dans son interprétation à la lumière des pertes en cours et de la vitesse de correction sûre pour le patient concerné.

Calcul du déficit en eau libre

La formule repose sur le principe que la natrémie reflète le rapport entre le sodium corporel total et l'eau corporelle totale. Si de l'eau a été perdue sans perte sodée équivalente, l'eau manquante peut être calculée à partir de la concentration élevée de sodium et de l'eau corporelle totale estimée du patient.

$$\text{Déficit en eau libre (L)} = f \times \text{poids (kg)} \times \left(\frac{[\text{Na}^+]_{\text{sérum}}}{140} - 1\right)$$

où $f$ est la fraction d'eau corporelle totale et $[\text{Na}^+]_{\text{sérum}}$ la natrémie mesurée en mEq/L.

Les variables de la formule :

• Fraction d'eau corporelle totale ($f$) : estimation de la proportion d'eau du corps. Pour un homme adulte, $f = 0{,}6$ ; pour une femme adulte ou un homme âgé, $f = 0{,}5$ ; pour une femme âgée, $f = 0{,}45$ ; et pour un enfant, $f = 0{,}6$. Ces valeurs reposent sur les études classiques de dilution de l'eau corporelle totale, où Watson et al. ont dérivé des équations de prédiction anthropométriques à partir de 458 hommes et 265 femmes adultes [5]. Les pourcentages sont des moyennes simplifiées utilisées en clinique ; la fraction hydrique réelle varie d'un individu à l'autre avec la composition corporelle, en particulier avec le degré d'adiposité.
• Poids corporel : le poids actuel du patient en kg.
• Natrémie mesurée : la valeur réelle de sodium sérique en mEq/L. La valeur normale de 140 au dénominateur est la concentration de sodium à laquelle le déficit hydrique est rapporté.

La formule a été dérivée et popularisée par Adrogué et Madias dans un article de revue du New England Journal of Medicine en 2000, qui résumait les principes quantitatifs du traitement des dysnatrémies [1]. Il ne s'agit pas d'un modèle de risque dérivé empiriquement d'une cohorte définie avec un critère de jugement précis, mais d'une équation théorique de bilan de masse fondée sur les principes physiologiques des équilibres hydrique et sodé.

Interprétation en pratique

Le résultat indique la quantité d'eau, en litres, théoriquement nécessaire pour abaisser la natrémie à 140 mEq/L. C'est une valeur de départ pour planifier la compensation hydrique, et non une prescription à perfuser d'un seul coup.

Une fois le volume de compensation calculé, il faut choisir le soluté. L'eau libre est administrée par voie orale ou par sonde si le patient la tolère. Par voie intraveineuse, on utilise une solution glucosée (5 %) ou, plus fréquent en clinique, un sérum salé hypotonique (0,45 %). Ce choix influence l'évolution de la natrémie, et la formule d'Adrogué-Madias donnant la variation de natrémie par litre de soluté perfusé peut servir de complément pour estimer l'effet du soluté retenu [1].

La natrémie doit être mesurée toutes les deux à quatre heures pendant la correction, et le débit de perfusion ajusté sur la variation mesurée plutôt que sur le calcul initial.

Validation et performance

Le fondement théorique de la formule n'a jamais été validé dans une étude prospective comparant systématiquement le déficit hydrique prédit à la réponse mesurée de la natrémie. L'évaluation externe la plus pertinente est celle de Lindner et al., qui ont comparé quatre formules de prédiction de la variation de la natrémie (Adrogué-Madias, Barsoum-Levine, Kurtz-Nguyen et une formule propre fondée sur la clairance de l'eau sans électrolytes) chez 66 patients de réanimation, sur un total de 681 journées-patient, dont 194 avec hypernatrémie [2]. Toutes les formules étaient significativement corrélées aux variations mesurées, mais les variations individuelles étaient importantes. La différence moyenne entre natrémie prédite et mesurée se situait entre 3,4 et 4,5 (±4,4 à 4,7) mEq/L pour les formules publiées. En période d'hypernatrémie active, les écarts étaient encore plus grands : 5,0 à 6,7 (±3,9 à 4,3) mEq/L. Les auteurs concluaient que les formules disponibles ne prédisent pas avec exactitude les variations de natrémie chez un patient de réanimation donné, et que la perfusion doit être guidée par des mesures répétées plutôt que par les seuls calculs [2].

Une limite méthodologique mise en évidence par Chen et al. est que la formule d'Adrogué-Madias donnant la variation de natrémie par litre perfusé n'est exacte que pour 1 L ; une mise à l'échelle proportionnelle à d'autres volumes n'est pas linéaire et l'écart augmente avec le volume [4]. Cela concerne la formule d'Adrogué-Madias relative au soluté perfusé, mais le principe selon lequel ces formules reposent sur l'hypothèse d'une eau corporelle totale inchangée pendant le traitement leur est commun.

Quant à la sécurité de la correction, la recommandation traditionnelle de ne pas dépasser 0,5 mEq/L par heure a été remise en question par une étude rétrospective de Chauhan et al., portant sur 122 patients avec hypernatrémie sévère (>155 mmol/L) à l'admission et 327 avec hypernatrémie acquise à l'hôpital en réanimation [3]. Une correction rapide (>0,5 mmol/L par heure) n'était pas associée à une surmortalité, à des convulsions, à une altération de la conscience ou à un œdème cérébral par rapport à une correction plus lente. Aucun cas d'œdème cérébral n'a pu être attribué à une correction rapide lors de la relecture manuelle des dossiers. L'étude est rétrospective et observationnelle, et les résultats concernent des patients de réanimation présentant dans de nombreux cas une hypernatrémie aiguë. Elle ne doit pas être interprétée comme signifiant que la vitesse de correction est sans importance, mais elle montre que le niveau de preuve du seuil de 0,5 mEq/L par heure est faible [3].

Limites

La formule du déficit en eau libre n'est valable que lorsque l'hypernatrémie est due à une perte d'eau pure. En cas de perte hydrique hypotonique, c'est-à-dire lorsque l'eau et le sodium ont tous deux été perdus mais proportionnellement plus d'eau, la formule ne renseigne pas complètement sur l'effet de solutés de concentrations différentes en sodium et en potassium sur la natrémie [6]. C'est pourtant la situation clinique la plus fréquente, en particulier en cas de pertes digestives ou de prise de diurétiques.

Autres limites importantes :

• Hypothèse d'une eau corporelle totale inchangée : la formule calcule le déficit statique à un instant donné et ne tient pas compte des pertes insensibles, de la diurèse ou des pertes de drainage en cours pendant le traitement. Celles-ci doivent être ajoutées séparément au plan hydrique quotidien.
• La fraction d'eau corporelle est une estimation grossière : les valeurs de 0,6, 0,5 et 0,45 sont des moyennes de population. Chez les patients très obèses, la fraction hydrique réelle est plus basse et la formule surestime alors le déficit hydrique. L'inverse vaut pour les patients de faible poids et à forte masse musculaire.
• Non applicable en cas d'hyperglycémie : une glycémie élevée déplace l'eau vers le secteur vasculaire et abaisse la natrémie (hyponatrémie de translocation), ce qui ne traduit pas un véritable déficit sodé ou hydrique. Il faut corriger la natrémie pour la glycémie avant d'utiliser la formule.
• Non validée chez l'enfant de faible poids : la fraction de 0,6 chez l'enfant est une approximation ; le nourrisson a une fraction hydrique plus élevée (jusqu'à 0,7) qui diminue progressivement au cours des premières années de vie.

Sources

1. Adrogué HJ, Madias NE. Hypernatremia. N Engl J Med. 2000;342(20):1493-9. PMID: 10816188
2. Lindner G, Schwarz C, Kneidinger N, et al. Can we really predict the change in serum sodium levels? An analysis of currently proposed formulae in hypernatraemic patients. Nephrol Dial Transplant. 2008;23(11):3501-8. PMID: 18723567
3. Chauhan K, Pattharanitima P, Patel N, et al. Rate of Correction of Hypernatremia and Health Outcomes in Critically Ill Patients. Clin J Am Soc Nephrol. 2019;14(5):656-663. PMID: 30948456
4. Chen S, Shieh M, Chiaramonte R, et al. Improving on the Adrogué-Madias Formula. Kidney360. 2021;2(2):365-370. PMID: 35373033
5. Watson PE, Watson ID, Batt RD. Total body water volumes for adult males and females estimated from simple anthropometric measurements. Am J Clin Nutr. 1980;33(1):27-39. PMID: 6986753
6. Nguyen MK, Kurtz I. A new quantitative approach to the treatment of the dysnatremias. Clin Exp Nephrol. 2003;7(2):125-37. PMID: 14586731