Les Minéraux : Na, K, Cl, Ca, P, Mg, S, PDF

UE N° 2.1 Les minéraux : Na, K, Cl, Ca, P, Mg, S, oligoéléments Partie 1 : Les minéraux Caroline SCHMITT MCU-PH Service de Biochimie et INSERM U1149 CHU Louis Mourier  Objectifs pédagogiques  Connaître les principaux minéraux de l’orga...

UE N° 2.1 Les minéraux : Na, K, Cl, Ca, P, Mg, S, oligoéléments Partie 1 : Les minéraux Caroline SCHMITT MCU-PH Service de Biochimie et INSERM U1149 CHU Louis Mourier  Objectifs pédagogiques  Connaître les principaux minéraux de l’organisme et leurs principales fonctions  Connaître les causes et conséquences de leurs variations pathologiques  Savoir la différence entre macroéléments et oligoéléments Plan du cours 1. Définitions 2. Proportion des principaux minéraux de l’organisme 3. Sodium, chlore et potassium 4. Calcium et phosphore 5. Magnésium 6. Soufre 7. Oligoéléments  Définitions : Les minéraux Les éléments minéraux du corps humain sont des atomes (ou molécules ou ions) présents à la surface de la terre (à l’état solide) et qui sont essentiels à la constitution de l’organisme Les plus abondants sont le calcium et le phosphore qui entrent dans la constitution des os En fonction de leur abondance dans notre corps on distingue les éléments présents à plus de 5g (chez un homme de 70Kg) : les (macro)éléments minéraux et ceux présents en plus faible quantité : les oligoéléments minéraux  Proportion des principaux minéraux dans l’organisme Nom Symbole Proportion* Quantité** Principale localisation dans l’organisme Calcium Ca 44% 1kg Os Phosphore P 35% 700g Os Potassium K 7% 150g Principal cation intracellulaire Soufre S 6% 140g Protéines Sodium Na 4% 100g Principal cation extracellulaire Chlore Cl 3% 75g Principal anion extracellulaire Magnésium Mg 1% 25g Cation intracellulaire * Proportion par rapport à la quantité totale des minéreaux de l’organisme ** Quantité chez un adulte de 70kg  Le sodium et le chlore : entrées et sorties  Le sodium et le chlore proviennent des aliments et du sel de table (NaCl)  Les viandes, les poissons et les fruits de mer sont les aliments les plus riches en sels  Entrées : alimentation 6 à 9 g/j de NaCl  Élimination : rénale  Le sodium et le chlore : structure NaCl dissous NaCl solide dans l’eau (cristal) Na+ Cl- H2O  Rôles du sodium dans l’organisme  En solution, le sodium est ionisé = Na+  Il est le principal cation du liquide extracellulaire (plasma)  Dans le plasma : 135-145 mmol/L = natrémie  Dans la cellule : 14 mmol/L (liquide intracellulaire) maintien d’une répartition inégale de part et d’autre de la cellule grâce à des pompes à sodium dans la membrane Rôle majeur dans la régulation du bilan hydrique  la natrémie est le reflet de l’hydratation du secteur intracellulaire  En pratique En pratique Ionogramme sanguin : regarder la Natrémie ! Rappel sur l’osmose : La membrane cellulaire est perméable à l’eau mais pas aux substances dissoutes  diffusion de l’eau du secteur le moins concentré vers le plus concentré Exemple : hypernatrémie  déshydratation intracellulaire Milieu Milieu extracellulaire intracellulaire eau  En pratique (suite) En pratique Ionogramme sanguin : regarder la Natrémie !  Si natrémie normale : l’hydratation du compartiment intracellulaire est normal  Si natrémie  (hypernatrémie) : eau sort des cellules vers le compartiment extracellulaire  déshydratation intracellulaire  Si natrémie  (hyponatrémie) : eau va du compartiment extracellulaire vers le compartiment intracellulaire  hyperhydratation intracellulaire  Variations pathologiques du sodium Hyponatrémie : < 135mmol/L sévère si 145 mmol/L sévère si > 160mmol/L  Déshydratation intracellulaire (diminution de la quantité d’eau) Causes :  diminution d’apport hydrique (nourrisson, personne âgée)  perte d’eau importante : rénale ou extra-rénale (digestive, sudation extrême…)  Chlore  En solution le chlore est ionisé : Cl-  Anion principalement extra-cellulaire  Dans le plasma : 95 – 105 mmol/L = chlorémie  Dans la cellule : 14 mmol/L  Élimination : par le rein +++ sueur, sécrétions digestives  Intervient dans la régulation du bilan hydrique et dans l’équilibre acido-basique (variation en sens inverse des bicarbonates) Variations pathologiques du chlore  Associées à une hypo- ou hypernatrémie  déséquilibre du bilan hydrique  Non associée à une hypo- ou hypernatrémie  désordre acido-basique  Le potassium : entrées et sorties  Une alimentation normale apporte de 2 à 4 g/jour de potassium  Les aliments riches en potassium sont les laitages, les végétaux, les fruits (bananes) et les viandes  Élimination : majoritairement par le rein  Rôles du potassium dans l’organisme  En solution le potassium est ionisé : K+  Il est le principal cation intracellulaire Répartition : 98% dans les cellules et 2% dans le plasma - dans le plasma : 3,5 à 4,5 mmol/L = kaliémie - dans la cellule : 140 mmol/L (les érythrocytes sont très riches en potassium)  Rôle capital dans la contraction musculaire et cardiaque hyperkaliémie ou hypokaliémie sévère => troubles du rythme => arrêt cardiaque  En pratique En pratique Plasma ou sérum hémolysé Kaliémie faussement élevée car les cellules (dont les globules rouges) sont riches en potassium  interférence pour le dosage de la kaliémie  Variations pathologiques du potassium Hypokaliémie : < 3,5 mmol/L sévère < 2,5 mmol/L Causes :  Pertes digestives : diarrhées, vomissements  Pertes rénales : médicaments diurétiques (entraînent une augmentation de l'élimination urinaire) Hyperkaliémie : > 4,5 mmol/L sévère > 6,5 mmol/L Met en jeu le pronostic vital par risque cardiaque Causes : apport excessif de K (ex : apport trop rapide en intra-veineux) insuffisance rénale libération excessive de K intra-cellulaire (ex : nécroses tissulaires) Sodium, Chlore et Potassium : Homéostasie  Tous ces ions participent activement à l'homéostasie = maintien d'un état stable, compatible avec la vie  Leur absorption et leur élimination est en permanence régulée afin de maintenir leur concentrations constantes  Ces régulations s'effectuent au niveau :  De la cellule  Du rein  De l'intestin  Calcium et Phosphore : Besoins Calcium Phosphate Adulte : 1g/j Enfants 1,2 g/j Enfants et personnes âgées Une alimentation « normale » couvre largement les besoins Apports essentiellement par lait et fromages lait, œufs, viandes et céréales  Calcium et Phosphore : Répartition dans l’organisme Calcium Phosphate 99% 85% 14% 1% 1% Os Cellules Liquides Os Cellules Liquides extracellaires extracellaires (plasma) (plasma)  Calcium et Phosphore : Rôles Ca2+ Constituant de l’os Phosphate PO43- Contraction musculaire Constituant de molécules biologiques indispensables : acides nucléiques, Conduction du signal dans la synapse phospholipides… (contact entre neurones) pour la libération des neurotransmetteurs Phosphorylation des protéines (groupement phosphate provenant de Coagulation sanguine l’ATP), mécanisme réversible de régulation de l’activité de certaines protéines Participe au pouvoir tampon du sang (maintenir le pH sanguin vers 7,35)  Calcium et Phosphore : Homéostasie  Rôle fondamental du calcium et du phosphore dans l’organisme  Régulation de leurs concentrations par contrôle hormonal qui porte à la fois sur l’entrée intestinale, la sortie rénale et la réserve (squelette : réserve rapidement mobilisable de calcium et de phosphate)  3 sites de régulation : Intestin Os Reins  Principalement 3 hormones : Parathormone (hypercalcémiante, hypophosphorémiante) Calcitonine (hypocalcémiante) Vitamine D (hypercalcémiante, hyperphosphorémiante)  Variations pathologiques du calcium(1) Calcémie : 2,20- 2,60 mmol/l Hypercalcémies CLINIQUE Peu spécifique - Signes neurologiques (asthénie physique et psychique) - Signes digestifs (anorexie, nausées, vomissement) - Signes cardio-vasculaires (troubles du rythme, hypertension) Hypercalcémie très élevée (> 3,5 mmol/l) peut entraîner la mort CAUSES - Cancers : métastases osseuses, myélome multiple des os (maladie de KAHLER)… - Hyperparathyroïdie  Variations pathologiques du calcium (2) Hypocalcémies CLINIQUE Crises de tétanie (contracture symétrique des extrémités, avec « main d ’accoucheur ») L’intensité des signes cliniques dépend de la brutalité des changements de la calcémie CAUSES - Carence d’apport (rare dans nos pays) - Déficit en vitamine D - Insuffisance rénale - Hypoparathyroïdie  Variations pathologiques du phosphore(3) Phosphorémie (phosphatémie, phosphore sanguin) : 0,80 - 1,60 mmol/l Hyperphosphorémies CLINIQUE pas de signe clinique spécifique  calcifications rein, pancréas, peau, vaisseaux… CAUSES - Insuffisance rénale - Hypoparathyroïdie - Consommation excessive de Vitamine D Variations pathologiques du phosphore (4) Hypophosphorémies CLINIQUE - Faiblesse musculaire et atteinte cardiaque car déplétion cellulaire - Tremblements, irritabilité, en ATP (énergie) confusion et convulsions - Augmentation de la résorption osseuse (destruction osseuse) CAUSES - Hyperparathyroïdie - Déficit en Vitamine D - Syndrome de Fanconi (atteinte rénale)  Magnésium Magnésium = Mg Ion intracellulaire le plus important après le potassium 34% dans cellules, 1% dans le plasma, 65% dans l’os (réserves) Besoins: 0,25 à 0,50 g/j (sources : lait, végétaux verts) Rôles  Constituant de l’os  Conduction neuro-musculaire  Cofacteur de certaines enzymes, ex: ADN polymérase  Magnésium (suite) Magnésémie : 0,70 à 1,0 mmol/L Hypomagnésémie  fatigue, crampes musculaires, engourdissement, convulsions Causes Cause digestive par  absorption intestinale Fuites rénales Dénutrition sévère Hypermagnésémie (rare) - formes sévères  paralysie musculaire et respiratoire Causes Insuffisance rénale chronique Excès d’apport (surdosage)  Soufre Soufre = S  Origine : fruits de mer, choux, viande, œufs…  Rôles :  Constituant de certains acides aminés : Cystéine, méthionine et taurine  Constituant de certaines vitamines (ex : thiamine = vitamine B1)  Constituant du tissu conjonctif (cartilage, tendons et os)  Crédits Contenu pédagogique : Caroline Schmitt Charte graphique : MédiTICE Ingénierie pédagogique : Karima Sekri