Apports hydriques d'entretien (Holliday-Segar)

Contexte clinique

Lorsqu'un patient ne peut assurer des apports oraux suffisants, le clinicien a besoin d'une méthode structurée pour estimer le volume de liquide intraveineux nécessaire à la couverture des pertes de base par les urines, les selles, la perspiration et la respiration. Sans méthode régulière, le risque est réel de sur- ou de sous-doser, avec pour conséquences respectives une surcharge volémique ou une déshydratation. La formule de Holliday-Segar, souvent appelée règle des 4-2-1, est la méthode la plus répandue de calcul des besoins d'entretien et est utilisée en pratique clinique depuis la fin des années 1950. Elle donne un débit horaire qui peut ensuite être multiplié par 24 pour obtenir le besoin quotidien.

Calcul des liquides d'entretien (Holliday-Segar)

La formule repose sur le fait que le besoin en eau en mL par 24 heures correspond approximativement à la dépense énergétique en kcal par 24 heures, environ 1 mL d'eau étant nécessaire par kcal dépensée. Holliday et Segar ont montré que la dépense énergétique varie avec le poids corporel de façon prévisible mais non linéaire : les premiers kilos exigent plus d'énergie par kg que les suivants [1]. Il en est résulté une formule par paliers où le besoin en eau par kg diminue à mesure que le poids augmente. La variante horaire, la règle des 4-2-1, est une simplification de la formule quotidienne d'origine :

$$\text{mL/h} = 4 \times \min(w, 10) + 2 \times \min(\max(w - 10, 0), 10) + 1 \times \max(w - 20, 0)$$

où $w$ est le poids corporel en kg. Pour un enfant de 25 kg, le résultat est $4 \times 10 + 2 \times 10 + 1 \times 5 = 65$ mL/h, soit 1 560 mL par 24 heures.

La cohorte de dérivation était constituée d'enfants hospitalisés aux États-Unis, et l'article original a été publié en 1957 [1]. La formule a depuis été utilisée bien plus largement, y compris chez l'adulte, alors même que la dérivation initiale reposait sur la physiologie et la dépense énergétique de l'enfant.

Interprétation en pratique

Le résultat du calculateur est le débit d'entretien de base en mL/h. Il indique ce dont un patient a besoin pour maintenir son statut volémique en présence de pertes normales, à condition qu'il soit euvolémique au départ. En pratique clinique, trois composantes doivent être ajoutées ou ajustées séparément :

Un patient qui arrive déshydraté a donc besoin de plus que ce qu'indique le calculateur. À l'inverse, un patient en insuffisance cardiaque, en insuffisance rénale ou avec une sécrétion inappropriée d'hormone antidiurétique peut nécessiter une dose réduite, souvent 50 à 70 pour cent de l'entretien calculé, l'hormone antidiurétique étant élevée et la rétention hydrique active.

Validation et performance

À la différence des instruments prédictifs, la règle des 4-2-1 n'a ni statistique c ni mesure de calibrage au sens habituel. C'est une dérivation physiologique plutôt qu'un modèle statistique, et sa « performance » tient à la qualité de son estimation du besoin hydrique réel chez un patient donné. Depuis plus de six décennies, la formule a été discutée et modifiée, en particulier sur deux aspects : le volume et la tonicité du soluté.

Sur le volume, des études plus récentes de la dépense énergétique chez l'enfant hospitalisé ont montré que le besoin énergétique réel est souvent inférieur à ce qu'indique Holliday-Segar, en particulier chez l'enfant en situation critique en réanimation, où l'activité métabolique est diminuée. La formule peut donc surestimer les besoins d'entretien dans cette population.

Sur la tonicité, un corpus important de données s'est constitué. La méthode d'origine associait la règle des 4-2-1 à des solutés hypotoniques, souvent du sérum salé à 0,2 à 0,45 pour cent avec glucose. Une revue Cochrane de 2014 portant sur 10 essais randomisés et 1 106 enfants a trouvé que les solutés isotoniques divisaient par deux le risque d'hyponatrémie par rapport aux solutés hypotoniques (RR 0,48, IC 95 pour cent 0,38 à 0,60, qualité élevée) [2]. Une méta-analyse actualisée de 2024 portant sur 33 essais randomisés et 5 049 enfants l'a confirmé : les liquides d'entretien isotoniques réduisaient le risque d'hyponatrémie légère à la fois dans les 24 heures (RR 0,38, IC 95 pour cent 0,30 à 0,48) et au-delà de 24 heures (RR 0,47, IC 95 pour cent 0,37 à 0,62), avec un niveau de preuve élevé [3]. Un risque accru d'hypernatrémie a par ailleurs été noté chez les nouveau-nés recevant des solutés isotoniques (RR 3,74, IC 95 pour cent 1,42 à 9,85), ce qui conduit les auteurs à recommander des solutés isotoniques balancés plutôt que du sérum salé à 0,9 pour cent [3].

L'American Academy of Pediatrics a publié en 2018 une recommandation forte en faveur de solutés isotoniques avec potassium et glucose adaptés comme liquides d'entretien chez l'enfant de 28 jours à 18 ans (niveau de preuve A, force de recommandation forte) [4].

Limites

La règle des 4-2-1 s'applique aux patients euvolémiques ayant des pertes normales. Les groupes de patients suivants ne relèvent pas des hypothèses de la formule :

• Patients à sécrétion accrue d'hormone antidiurétique : chirurgie, douleur, dyspnée, sepsis et atteinte du système nerveux central stimulent l'ADH, ce qui réduit l'excrétion d'eau libre. Administrer la dose d'entretien complète selon la formule peut conduire à une hyponatrémie et à un œdème cérébral. Chez ces patients, la dose doit être réduite à 50 à 70 pour cent de l'entretien calculé.
• Patients à pertes importantes en cours : brûlures, iléostomie, débit élevé de drainage ou diarrhée abondante imposent de mesurer les pertes et de les ajouter séparément. La formule ne les couvre pas.
• Nouveau-nés de moins de 28 jours : la recommandation de l'AAP exclut ce groupe, dont les besoins hydriques comme électrolytiques diffèrent de ce qu'indique la formule.
• Patients avec dysfonction rénale, insuffisance cardiaque ou cirrhose hépatique : la tolérance volémique est diminuée et la dose d'entretien doit être individualisée.
• Adultes : la formule a été dérivée chez l'enfant mais est souvent utilisée chez l'adulte. Même si elle donne une approximation raisonnable chez l'adulte sain de poids normal, elle n'est pas validée chez l'adulte obèse, et les patients en surpoids doivent être calculés sur le poids idéal plutôt que sur le poids réel afin d'éviter une surestimation.

L'erreur la plus fréquente en pratique clinique est d'administrer un soluté hypotonique en dose d'entretien à un enfant dont l'ADH est stimulée, ce qui combine deux facteurs de risque d'hyponatrémie : un volume élevé et une faible concentration en sodium. Une deuxième erreur fréquente est de confondre dose d'entretien et réhydratation, et d'apporter ainsi trop peu à un patient déshydraté.

Sources

1. Holliday MA, Segar WE. The maintenance need for water in parenteral fluid therapy. Pediatrics. 1957;19(5):823–32. PMID: 13431307
2. McNab S, Ware RS, Neville KA et al. Isotonic versus hypotonic solutions for maintenance intravenous fluid administration in children. Cochrane Database Syst Rev. 2014. PMID: 25519949
3. Amer BE, Abdelwahab OA, Abdelaziz A et al. Efficacy and safety of isotonic versus hypotonic intravenous maintenance fluids in hospitalized children: an updated systematic review and meta-analysis of randomized controlled trials. Pediatr Nephrol. 2024;39(1):57–84. PMID: 37365423
4. Feld LG, Neuspiel DR, Foster BA et al. Clinical Practice Guideline: Maintenance Intravenous Fluids in Children. Pediatrics. 2018;142(6):e20183083. PMID: 30478247