HYPOKALIEMIES

La concentration normale de potassium plasmatique à jeun dans les conditions basales est comprise en tre 3,5 et 4,5 mmol/l. L'hypokaliémie se définit donc par une kaliémie < 3,5 mmol/, tout en sachant que des valeurs comprises entre 3,3 et3,5 peuvent parfois être notées chez des sujets considérés comme normaux; un chiffre < 3,3 est donc toujours pathologique.

Signes cliniques et biologiques

Beaucoup de patients ayant une hypokaliémie chronique sont asymptomatiques, et l'hypokaliémie est découvert au hasard d'un examen sanguin.Des signes cliniques peuvent apparaitre si la kaliémie s'abaisse au dessous de 3 mmol/l

Muscle cardiaque : l'hypokaliémie entraine une modification de la polarisation de la membrane cellulaire avec

• anomalies à l'ECG : sous-dénivellement progressif du segment ST, diminution de l'amplitude del'onde T qui devient négative, apparition d'une onde U
• troubles du rythme cardiaque, dont l'importance est proportionnelle au degré d'hypokaliémie, et surtout notés chez les sujets traités par les digitaliques ou ayant une ischémie coronarienne: ils peuvent être supraventriculaires (tachycardie sinusale, tachysystolie auricualire, fibrillation auriculaire) ou ventriculaires plus graves (extrasystoles ventriculaires, tachycardie ventriculaire vraie et torsades de pointe. Ces dernières sont caractéristiques de l'hypokaliémie, dues à une trouble de la conduction, alors que les tachycardie ventriculaire vraie, faits de compleses réguliers, correspondent à une augmentation primitive de l'excitabilité myocardique.

Muscle squelettique : quand la kaliémie est très basses, < 2,5 mmol/l, on peut noter une paralysie flasque des membres, du tronc , des muscles respiratoires, avec disparition des réflexes tendineux et de la contractilité idiomusculaire. Ces troubles sont dus à une rhabdomyolyse, favorisée par l'exercice en atmosphère chaude (l'hypokaliémie empêche la vaso-dilatation normale). Les douleurs et crampes sont fréquentes.On note une élévation de la créatinine kinase, et au maximum une myoglobinurie et une insuffisance rénale aigue par nécrose tubulaire.

Muscle lisse : la diminution de la motilité intestinale est fréquente, avec constipation, parfois iléus paralytique, plus rarement paralysie vésicale ou dilatation gastrique.

Dysfonction rénale : l'hypokaliémie peut induire plusieurs anomalies des transports tubulaires, et lorsqu'elle persisite elle peut être à l'origine d'une néphropathie tubulo-interstitielle

• trouble de la concentration des urines : nocturie, polyurine polydipsie accompagnent les kaliémies < 3 mmol/l. L'anomalie tubulaire, qui apparait après une semaine de déplétion potassique, est associée à une baisse de la réponse à l'hormone antidiurétique. Il est possible que l'hypokaliémie diminue l'expression de l'aquaporine-2, le canal aqueux qui fusionne avec la membrane luminale sous l'influence de l'ADH.
• alcalose métabolique : l'hypokaliémie est directement responsable d'une alcalose, en dehors du fait que celle-ci puisse être la conséquence de pertes digestives elle-mêmes à l'origine de l'hypokaliémie. Cette alcalose est le résultat de 2 mécanismes :* transfert d'ions H+ vers les cellules pour maintenir l'électroneutralité du fait du passage de potassium hors de la cellule vers l'espace extracellulaire; * cette acidose intracellulaire va stimuler la sécrétion d'ion hydrogène, l'augmentation de l'ammonogénèse et l'ammoniurie et elle stimule la réabsorption de bicarbonate, d'où l'existence d'une acidurie dite paradoxale.
• trouble de la réabsorption du sodium : une rétention hydrosodée est observée après une semaine de dépletion potassique, et des oedèmes apparaissent lorsque la déplétion est très sévère. Cette rétention, indépendante de l'aldostérone, serait liée à une augmentation de la réabsorption de sodium au niveau du tube proximal du fait d'une augmentation de l'activité de l'échange Na-H. Par contre, lorsque l'hypokaliémie est très importante, la réabsorption du chlorure de sodium est diminuée, avec une fuite de chlore.
• néphropathie hypokaliémique : caractérisée par les vacuoles dans les cellules épithéliales du tube proximal, parfois distal, cette lésion peut survenir après 1 moins de déplétion potassique importante. Si elle se prolonge, on peut noter une néphrite tubulo-interstitielle, avec même formation de kystes dans la médullaire. Il est possible que l'augmentation de la producion d'ammoniaque entraine son accumulation dans le tissu interstitiel, susceptible d'activer le complément et de stimuler les différentes cytokines et facteurs de croissance.

Effet endocrinien : l'hypokaliémie diminue la sécrétion d'aldostérone, probablement en diminuant le nombre de récepteurs surrénaliens sensible à l'angiotensine II. Elle augmenterait la production des prostaglandines. Elle inhibe la sécrétion d'insuline et diminue la tolérance au glucose.

Etiologies

Hypokaliémies par pertes digestives: c'est une des causes les plus fréquentes d'hypokaliémie., et la kaliurie est le plus souvent basse, < 15 mmol, témoin de la conservation rénale du potassium.

Pertes d'origine basse :

• lors des diarrhées aigues infectieuses, la perte de potassium est importante (20 à 50 mmol/l) et s'accompagne d'une acidose métabolique hyperchlorhémique, les selles étant riches en bicarbonate.
• lors des diarrhées chroniques, en particulier lors d'abus de laxatifs, la déplétion potassique peut être très importante, majorée par la prise associée de diurétique et l'existence de vomissements, d'où une importante alcalose métabolique.
• lors des tumeurs villeuses recto-sigmoïdiennes, qui ont une sécrétion très riche en potassium (100-150 mmmol/l) l'hypokaliémie peut s'accompagner soit d'une acidose métabolique du fait des pertes fécales de bicarbonate, soit d'une alcalose métabolique (due à la contraction volémique induite par les déplétions prolongées).
• lors des fistules biliaires ou pancréatiques, il existe une acidose métabolique et l'hypokaliémie s'explique par la fuite bilio-digestive de potassium, par la dénutrition associée, par l'acisoe métabolique chronique responsable d'une perte rénale de potassium.

Pertes d'origine haute : lors des vomissements répétés ou aspiration gastrique mal contrôlée, la perte de potassium est modérée (5 à 10 mmol/l de liquide gastrique), et la déplétion potassique s'explique surtout par l'alcalose métabolique ( par soustraction de liquide gastrique acide) et la déshydratation extracellulaire avec hyperaldostéronisme, qui entrainent une fuite urinaire de potassium : la kaliurie n'est pas effondrée, et la concentration du chlore urinaire est abaissée.

Hypokaliémies par pertes rénales : la kaliurie reste élevée, > 25 mmol, plus basse en cas d'hypokaliémie extrême.

1.Hyperminéralocorticisme : l'hypokaliémie est due à l'augmentation de la sécrétion tubulaire distale de potassium sous l'influence d'un minéralocorticoïde, principalement l'aldostérone

• hyperminéralocorticisme primitif , caractérisé par une hypokaliémie, une hypertension artérielle et une activité rénine plasmatique basse.
  • Syndrome de Conn (adénome surrénalien bénin unilatéral, ou hyperplasie bilatérale) l'hypokaliémie est en général modérée, autour de 3-3,2 mmol/l, parfois aggravée par les diurétiques. L'aldostéronémie est élevée, souvent modérement quand la kaliémie est très basse ( ce qui freine la sécrétion d'aldostérone); la natrémie est normale, la natriurèse égale aux apports. L'hypertension artérielle est de sévérité variable, induite par la rétention sodée, qui freine la sécrétion de rénine et d'angiotensineII.
  • Hyperplasie congénitale des surrénales : syndrome rare, présent chez l'enfant, liée à un déficit en 11 ß-hydroxylase ou 17 alpha hydroxylase : la diminution de la production de cortisol stimule la production d'ACTH et secondairement de DOC qui a un effet minéralocorticoïde important. Le traitement par dexamethasone est efficace.
  • Syndrome de Cushing : une hypokaliémie modérée (> 3 mmol/l) est notée dans près d'1/3 des cas de syndrome de Cushing avec hyperplasie surrénale et hypersécrétion de cortisol. Cette hypokaliémie est attribuée le plus souvent à une faible activité minéralocorticoïde du cortisol. En revanche, une hypokaliémie franche d'origine rénale avec hypertension artérielle est souvent notée dans le syndrome de Cushing paranéoplasique, avec activité rénine plasmatique basse témoin d'une activité minéralocorticoïde élevée, et la présence de taux élevés de DOC ou de corticostérone explique l'hypokaliémie.
• hyperaldostéronisme secondaire : caractérisé par une hypokaliémie, une aldostéronémie élevée, une activité rénine plasmatique élevée
  • avec hypertension artérielle : HTA maligne, HTA par sténose de l'artère rénale, les très rares tumeurs sécrétant la rénine
  • avec oedèmes : syndrome néphrotique, insuffisance cardiaque congestive, cirrhose hépatique : l'hypokaliémie est en général peu marquée, mais peut être aggravée par les diurétiques
• syndrome de Liddle : syndrome familial rare, avec une hypokaliémie, une hypertension artérielle, une alcalose métabolique, une activité rénine plasmatique et une aldostéronémie basses, et absence de tout minéralocorticoïde. Il serait du à une augmentation primitive anormale de la réabsorption du sodium dans le tube collecteur cortical (activation du canal sodium amiloride-sensible de la membrane apicale ), d'où la réabsorption du sodium en échange de potassium.

2. Médicaments ou toxiques :

• Diurétiques : thiazidiques et diurétiques de l'anse sont une des causes les plus fréquentes d'hypokaliémie. L'augmentation de la sécrétion distale du potassium est due à la stimulation de la sécrétion d'aldostérone secondaire à la déplétion volémique et à l'augmentation du débit de sodium dans le liquide tubulaire distal favorisant les échanges Na/K au niveau du tube collecteur. Cette hypokaliémie est favorisée par une hyperaldostéronisme préexistant, surtout chez l'insuffisant cardiaque ou le cirrhotique.
• Intoxication aux dérivés de la réglisse : la réglisse et des dérivés comme l'antésite, le pastis sans alcool, certains tabacs à chiquer, et aussi un médicament antigastrique (carbenoxolone) contiennent de l'acide glycyrrhizique qui bloque une enzyme (11ß hydroxystéroïde déshydrogénase) qui normalement convertit le cortisol ( actif sur le récepteur aux minéralocorticoïdes ) en cortisone ( inactive sur ce récepteur), et assure ainsi la sélectivité de l'action des minéralocorticoïdes an niveau du tube collecteur en présence de quantité élevée de glucosorticoïdes. En son absence, le cortisol accède au récepteur et réalise ainsi un "syndrome d'excès apparent en minéralocorticoïdes" (AME).

3. Néphropathies :

• Acidose tubulaire : les 2 types d'acidose tubulaire peuvent induire une hypokaliémie par perte urinaire de potassium. Leurs mécanismes sont différents :
  • acidose tubulaire de type 2 (proximale) : il existe une diminution de la réabsorption de bicarbonate de sodium dans le tube proximal. Leur bilan de potassium reste en général proche de la normale lorsqu'ils ne sont pas traités car la concentration plasmatique de bicarbonate diminue à une valeur à laquelle tout le bicarbonate filtré est réabsorbé. Si un traitement alcalin est prescrit, la charge de bicarbonate de sodium filtrée va excéder la capacité de réabsorption, et son augmentation au niveau du tube collecteur stimule la sécrétion de potassium.
  • acidose tubulaire de type 1 (distal) : l'acidification distale est diminuée, le pH urinaire est > 5,5, , du fait d'une diminution de l'actikvité de la pompe H+-ATPase. Pour maintenbir l'électroneutralité lorsque le sodium est réabsorbé, il faut une réabsorption de chlore ou une sécrétion de potassium. La disponibilité du chlore étant limitée, et la sécrétion d'H+ étant diminuée,c'est la sécrétion de potassium qui sera mise en cause.
• Reprise de diurèse des insuffisances rénales aigues et des levées d'obstacle : la fuite rénale de potassium avec hypokaliémie, associée à une acidose tubulaire,peut être un facteur de gravité chez des malades insuffisamment surveillés.
• Néphropathie avec perte de sel :
  • c'est le cas des néphropathies tubulo-interstitielles, la diminution de la réabsorption de sodium en amont du tube collecteur provoquant une fuite urinaire de potassium.
  • On peut en rapprocher certaines maladies génétiques rares liées à des anomalies constitutives des protéines intervenant dans le transport du sodium au niveau du tube distal ): le syndrome de Bartter ( mutation dans le gêne codant pour le co-transporteur Na-K-2Cl dans l'anse ascendante de Henlé) associe une hypokaliémie d'origine rénale, une alcalose métabolique, une hyperréninémie et un hyperaldostéronisme secondaire, avec hyperplasie de l'appareil juxtaglomérulaire, une élévation de l'excrétion urinaire des prostaglandines, une hypercalciurie, parfois une hypomagnésémie. Le diagnostic n'est pas toujours facile avec la prise abusive et cachée de diurétiques thiazidiques ou de l'anse : la chlorurie est élevée comme dans le syndrome de Bartter, et la recherche de diurétique dans les urines devra être faite. Le syndrome de Gitelman, associé à une hypomagnésémie et hypocalciurie, est due à une mutation du gêne codant pour le co-transporteur Na-Cl.
• Médicaments : certaines tubulopathies induites par les médicaments s'accompagnent d'une fuite rénale de potassium. C'est en particulier le cas des aminoglycosides, du cisplatine, surtout de l'amphotéricine B qui augmenterait la perméabilité et la sécrétion de potassium à travers la membrane luminale du tube collecteur.

4. Autres situations de fuite rénale de potassium

Hypomagnésémie : elle est souvent présente au cours d' hypokaliémies d'étiologies variées, et les états de déplétion en magnésium s'accompagnent souvent d'une hypokaliémie d'origine rénale, par un mécanisme imprécis. Or l'hypokaliémie ne peut être corrgée que lorsque la déplétion en magnésium a été elle même corrigée.

Anions non réabsorbables : le gradient électronégatif luminal crée par la réabsorption du sodium dans le tube collecteur cortical est partiellement atténué par la réabsorption du chlore. Dans certaines conditions, le sodium arrive au tube distal avec des anions non réabsorbables : bicarbonate (en cas de vomissements, d'acidose tubulaire de type 2), de beta-hydroxybutyrate au cours de l'acidocétose diabétique, d'hippurate au cours de l'intoxication au toluène. Dans ces cas, le sodium est réabsorbé en échange de potassium. Cet effet est surtout marqué quand il existe une déplétion volémique qui stimule l'aldostérone.

Acidose métabolique : une acidose métabolique chronique peut par elle-même favoriser la fuite rénale de potassium par un mécanisme similaire : la diminution de la charge filtrée de bicarbonate secondaire à la diminution du bicarbonate plasmatique est responsable d'une diminution de la réabsorption de sodium et d'eau dans le tube proximal, d'où une augmentation de la quantité de sodium et d'eau délivrée au tube distal, d'où l'augmentation de la sécrétion de potassium. Dans une certaine mesure, le degré d'hypokaliémie est masquée par l'acidémie qui fera sortir le potassium des cellules, et l'importance réelle du déficit potassique apparaitra après la correction de l'acidose.

Hypokaliémies par transfert de potassium dans les cellules

L'augmentation de l'entrée de potassium dans les cellules produit une diminution de la kaliémie : il n'y a pas de déplétion du potassium total de l'organisme, et cette hypokaliémie n'est le plus souvent que transitoire.

Alcalose métabolique ou respiratoire : l'ion H+ quitte la cellule pour minimiser la modification du pH extracellulaire, et pour maintenir l'électroneutralité le potassium, ainsi que le sodium, passe dans la cellule. Cet effet direct est du reste modéré, la kaliémie baisse d'environ 0,4 mmol/ pour chaque 0,1 unité de pH. Si l'hypokaliémie est souvent associée à l'alcalose, c'est en fait parce que la perte de potassium et d'hydrogène survient dans les mêmes conditions (diurétiques, vomissements, hyperaldostéronisme).

Excès d'insuline et renutrition : l'administration d'insuline (qui stimule la pompe Na-K-ATPase) chez un diabétique entraine une hypokaliémie qui peut être notée pendant quelques heures. On peut en rapprocher la réalimentation d'un sujet dénutri où peut apparaître une hypokaliémie expliquée par les entrées nettes de potassium dans les cellules du fait de l'administration de glucose qui stimule la sécrétion d'insuline.

Stimulation ß-adrénergique : les catecholamines, par le biais des récepteurs beta 2 adrenergiques, en augmentant la pompe Na-K- ATPase peuvent déclancher une hypokaliémie, d'amplitude 0,5 à 1 mmol/l, ceci à l'occasion d'un stress (infarctus du myocarde), ou l'administration d'un agoniste beta adrenergique (albuterol, terbutaline) pour traiter un asthme, une insuffisance cardiaque ou pour prévenir le déclanchement prématuré du travail chez une femme enceinte.

Maladie périodique hypokaliémique: elle est caractérisée par l'apparition brutale de paralysies des membres inférieurs et du tronc, souvent déclanchées après un repas riche en glucose, ou une exposition au chaud, ou un exercice. L'hypokaliémie peut être massive, 1,5 à 2 mmol/l, avec un risque vital. Entre chaque poussée, la kaliémie revient à la normale, ce qui distingue cette maladie des éventuelles épisodes d'hypokaliémie aigues au cours de certaines acidoses tubulaires. Il s'agit d'une maladie familiale, à transmission autosomique dominante, probablement due à une mutation du canal calcium du muscle squelettique. On a décrit des formes acquises chez des malades, en particulier des Chinois de sexe male, présentant une hyperthyroïdie, la thyroxine augmentant l'activité de la Na-K-ATPase.

Intoxications : les intoxication par la chloroquine, ou encore l' inhalation de toluène, entrainent une hypokaliémie par transfert, qui peut être importante.L'ingestion de sels de barium entraine une hypokaliémie par le blocage des canaux de sortie du potassium des cellules.

Delirium tremens : une hypokaliémie, autour de 3 mmol/l, est fréquente au cours du délirium tremens, attribuée à un transfert, de mécanisme imprécis.

Hématopoïèse intense : la production de cellules hématopoïétiques peut entrainer une hypokaliémie par captage de potassium dans les nouvelles cellules : correction d'une anémie par vitamine B12 ou acide folique, traitement d'une neutropénie par le facteur de stimulation granulocyte-macrophage, leucémies myéloïdes avec prolifération cellulaire intense.

Apport alimentaire insuffisant

Un apport alimentaire pauvre en potassium n'a que des effets modestes sur la concentration plasmatique de potassium, l'excrétion urinaire de potassium pouvant être diminuée à moins de 15 mmol/24h en situation de déplétion potassique. Cette adaptation est due, en partie, à un effet inhibiteur direct de l'hypokaliémie sur la sécrétion de potassium par les cellules principales du canal collecteur et sur la libération d'aldostérone. Par ailleurs, l'activité de la pompe H-K-ATPase du tube distal est augmentée en situation de déplétion potassique, d'où une augmentation de la réabsorption de potassium. Un apport alimentaire pauvre en potassium ne peut donc pas à lui seul engendrer une hypokaliémie, sauf s'il existe un facteur favorisant associé (diurétiques, régime amaigrissant).

Traitement

En dehors des cas de transfert de potassium dans les cellules où l'hypokaliémie est transitoire, le traitement consiste en l'apport de potassium pour corriger les pertes rénales ou digestives.

Une diminution de 1 mmol par litre de plasma correspond à une diminution du contenu en potassium d'environ 300 mmol. Une quantité identique doit être perdue pour passer à 2 mmol/l. Une hypokaliémie chronique plus sévère est relativement rare, puisqu'une libération de potassium par les cellules intervient pour corriger l'hypokaliémie. Mais l'importance de l'hypokoliémie peut être masquée par l'acidose associée, en particulier l'acidose diabétique, et l'hypokaliémie ne se démasque qu'après la correction de l'acidose.

Lorsque la déplétion potassique est importante et mal tolérée, la voie intraveineuse est nécessaire: 20 à 40 mmol de chlorure de potassium pour 1 litre de soluté salé, de préférence au soluté glucosé susceptible de diminuer la kaliémie (par stimulation d'insuline).Pour limiter le risque de surcharge sodée, on utilise un soluté salé à 4,5%. La perfusion est faite à la vitesse de 10 à 20 mmmol/heure,ce qui permet d'augmenter la kaliémie d'environ 0,25 mmol par heure. Elle est faite sous surveillance électrocardiographique et en répétant les dosages de la kaliémie, pour éviter un phénomène de rebond. L'utilisation de doses plus importantes peut nécessiter le recours à une voie centrale, sous clavière ou jugulaire, en faisant attention aux risques d'une augmentation trop brutale de la concentration de potassium sur la conduction cardiaque.

La voie orale est suffisante si l'hypokaliémie est bien tolérée. Les sels de potassium, chlorure, phosphate, bicarbonate, existent sous forme liquide plus ou moins bien tolérée, ou sous forme enrobée de cellulose à libération progressive mieux tolérée, mais avec un risque d'ulcérations gastriques. Le choix du sel de potassium dépend des désordres associés. Les sels de chlore, 60 à 80 mmol/j, sont indiqués pour corriger une hypokaliémie avec alcalose et perte de chlore, situation la plus fréquente. Par contre,un sel alcalin (citrate, bicarbontate) sera donné en cas d'acidose métabolique (tubulaire ou diarrhée chronique). L'hypomagnésémie, souvent associée à l'hypokaliémie des pertes rénales, doit être corrigée. L'utilisation de diurétiques épargneurs de potassium est alors indiquée, car ils réduisent la fuite de potassium et celle de magnésium; l'amiloride est particulièrement indiqué dans ces cas d'hyperaldostéronisme, ainsi que dans le syndrome de Bartter.