OMM-Mi1000
DIFFUSION A TRAVERS UNE MEMBRANE
La diffusion à travers une membrane est un phénomène de transports transmembranaires passif pour lequel, contrairement aux transports actifs, l’énergie nécessaire est fournie par un mécanisme non- membranaire (différence de gradient de concentration entre deux compartiments). A ce transport s’ajoute la notion de perméabilité sélective qui fait intervenir les pores membranaires, la taille des molécules et leur masse. Si nous considérons un récipient contenant deux compartiments séparés par une membrane (figure 1) et dont le compartiment 1 contient des molécules en solution à t 0 [4].
Si la membrane est perméable, elle laisse passer les molécules du soluté.
C’est en ce moment qu’intervient le diamètre des pores, si celui-ci est plus grand que la molécule, la membrane va être perméable et le coefficient de diffusion D sera maximal, s’il est plus petit que la molécule, la membrane ne va pas être perméable et le coefficient de diffusion D sera nul : on dit que la perméabilité est nulle. Lorsque nous avons un état intermédiaire dans le cas où les molécules n’ont pas toutes la même taille par exemple, la perméabilité est partielle.
A l’équilibre, pour une membrane perméable, la concentration de soluté en 1 est égale à la concentration de soluté en 2 (figure 2).
LA FILTRATION
C’est un phénomène de passage d’un fluide, à travers un filtre, corps poreux à la traversée duquel le fluide est débarrassé des particules solides qui s’y trouvent en suspension.
Dans ce type de déplacement, les molécules (eau et solutés) sont entraînées par une force extérieure au système dans une direction et un sens bien déterminés.
Les molécules ne dépensent donc pas d’énergie, mais il faut fournir de l’énergie au système pour que le déplacement ait lieu. Ainsi dans l e sang, ces molécules sont le plus souvent des protéines et des ions.
Le déplacement des molécules est induit par un gradient de pression hydrostatique.
DEBIT DE FILTRATION EN PRESENCE D’UNE MEMBRANE
En présence de membrane la filtration est induite par une différence de pression de part et d’autre de la membrane de surface d’échange S (surface des pores).
Si on considère le système représenté sur la figure 5 dont le solvant est l’eau et pour lequel la concentration d’urée en 1 est équivalente à celle en 2.
ULTRAFILTRATION
L’ultrafiltration est une technique de séparation des éléments contenus dans un liquide. Elle utilise des membranes semi-perméables dont le diamètre des pores est compris entre 0,001 et 0,1 micromètre.
L’ultrafiltration permet donc de retenir les macromolécules, en particulier les protéines et les virus, mais aussi les particules en suspension plus grosses qui échappent à la microfiltration : certaines algues et bactéries, les spores, le pollen, etc.
L’ultrafiltration produit un liquide clair et vierge de tout pathogène d’une part, et un ultrafiltrat concentré en protéines d’autre part. Cette technique est donc utilisée pour le traitement des eaux et des effluents pollués, mais aussi pour la filtration du sang, la clarification des liquides alimentaires (jus de fruit) et la concentration du lait pour produire du fromage.
En effet, l’ultrafiltration permet de corriger l’excès de liquide dans le sang du malade. Ainsi lors de la dialyse une pression est exercée sur le compartiment sanguin et l’eau en excès traverse la membrane et rejoint le dialysat.
PRESSION OSMOTIQUE
Soient deux compartiments contenant, le premier une solution aqueuse de concentration particulaire ω et le second de l’eau pure séparée par une membrane semi-perméable (figure 6).
On constate que toute l’eau du compartiment II diffuse vers I.
Ce passage de solvant pur à travers la membrane semi-perméable est appelé osmose. Ainsi selon la loi de Fick, l’eau diffuse de II vers I sans atteindre l’égalité des concentrations de part et d’autre de la membrane et ceci explique que le compartiment II se vide totalement [8].
Pour mesurer cette pression provoquant le flux d’eau, on réalise les montages (figures 7 et 8).
L’ascension du liquide dans le capillaire surmontant le compartiment contenant la solution provoque une surpression hydrostatique qui s’oppose à la pression faisant diffuser l’eau.
A l’équilibre, la pression hydrostatique annulant la diffusion de l’eau vers la solution est appelée pression osmotique π.
Entre la dénivellation h et la concentration particulaire ou osmolarité ω de la solution aqueuse, on a la relation suivante.
Considérant que les globules rouges G.R d’osmolarité voisine de 310 mosmol.l
-1 ayant une membrane supposée semi-perméable parfaite ; plongés dans une solution aqueuse d’osmolarité ω, on observe:
– La plasmolyse ou la déshydratation du G.R. si ω> 310 mosmol/ l, la solution est dite hyper osmotique,
– Aucune modification du G.R.si ω= 310 mosmol/l, la solution est dite isoosmotique,
– La turgescence ou hyperhydratation du G.R.si ω< 310 mosmol/l, la solution est dite hypo osmotique,
– L’hémolyse reconnaissable à un virement au rouge de la solution si ω< 160 mosmol/l.
LE MÉCANISME DE STARLING
Le mécanisme de Starling correspond aux échanges transmembranaires dans le capillaire. C’est une membrane dialysante, donc laissant passer l’eauet les petites molécules comme l’urée ou les électrolytes.
Ce phénomène est régulé par deux pressions :
-La pression hydrostatique P hydro , gouvernée par le plasma dans le vaisseau, qui tend à faire sortir le liquide vers le tissu interstitiel. Elle est de 32mmHg coté artériel et 12mmHg coté veineux.
– La pression oncotique onco, qui tend à faire entrer le liquide dans le vaisseau, le tissu interstitiel étant dépourvu de protéines. Elle est de 28mmHg partout [9].
Au niveau artériel, la pression hydrostatique est plus forte que la pression oncotique, donc le liquide sort du vaisseau.
Au niveau veineux, la pression hydrostatique est plus faible que la pression oncotique, donc le liquide entre dans le vaisseau.
Normalement, la quantité de liquide qui sort du coté artériel est équivalente à la quantité qui entre du coté veineux. Cependant nous pouvons noter des anomalies et la plus fréquente est l’apparition d’œdèmes, correspondant à une accumulation anormale de liquide dans le secteur interstitiel, ces œdèmes peuvent être dus à une augmentation de la pression hydrostatique (augmentation de passage de liquide dans le secteur interstitiel) ou à une diminution de la pression oncotique (diminution du retour liquidien dans le capillaire).
Il peut aussi y avoir une augmentation de la perméabilité de la membrane, laissant passer les protéines, ce qui conduit à ce qu’on appelle les œdèmes lésionnels.
La pression hydrostatique augmente dans les cas suivants :
– Compression veineuse, induisant une augmentation de la pression en amont de la veine comprimée.
– Défaillance cardiaque, induisant une stase veineuse (pour une défaillance cardiaque droite), mimant l’effet physiologique d’une compression veineuse, ou induisant un œdème pulmonaire (pour une défaillance cardiaque gauche) par stase dans les veines pulmonaires.
– Diminution du retour lymphatique
Pour ce qui est de la pression oncotique, elle diminue dans les cas suivants :
– Carence d’apport en protéines (par l’alimentation).
– Syndrome néphrotique (fuite des protéines dans le rein par non filtration glomérulaire) induisant une hypoprotéinémie.
– Défaut de synthèse protéique.
L’INSUFFISANCE RENALE TERMINALE ET LES TECHNIQUE S DE SUPPLEANCE DE LA FONCTION RENALE
L’insuffisance rénale se définit comme étant une diminution de la filtration glomérulaire. La fonction rénale normale correspond à une filtration glomérulaire de 120 ± 20 ml/min/1,73 m².
L’insuffisance rénale est dite chronique lorsque l’altération de la fonction rénale est irréversible, correspondant à la destruction de néphrons fonctionnels, à l’inverse de l’insuffisance rénale aiguë au cours de laquelle une récupération fonctionnelle est possible[10].
Les différents stades de l’insuffisance rénale chronique ont été définis par l’Agence Nationale d’Accréditation et d’Evaluation de la Santé (ANAES) en 2002 selon le niveau du débit de filtration glomérulaire : 80 -60 ml/min/1,73 m² : stade 1, maladie rénale chronique, 60 -30 ml/min/1,73 m² : stade 2, insuffisance rénale modérée, 30 -15 ml/min/1,73 m² : stade 3, insuffisance rénale sévère,< 15 ml/min/1,73 m² : stade 4, insuffisance rénale terminale.
L’insuffisance rénale terminale est dite traitée lorsque les patients débutent un traitement de suppléance de la fonction rénale (hémodialyse, dialyse péritonéale ou transplantation rénale).
L’HEMODIALYSE
L’hémodialyse est une technique d’épuration extra-rénale du sang. Ce dernier est mis en contact avec un liquide de dialyse (le dialysat) au travers d’une membrane semi perméable synthétique, et épuré grâce à deux phénomènes physiques, la diffusion selon les lois de l’osmose et l’ultrafiltration selon un gradient de pression entre le compartiment sanguin et le dialysat.
L’hémodialyse nécessite un circuit extracorporel, un dialyseur (la membrane de dialyse ou rein artificiel), un générateur d’hémodialyse, un système de traitement de l’eau servant à produire le dialysat par le générateur et un abord vasculaire (fistule artério-veineuse ou cathéter veineux central). Elle est habituellement réalisée 3 fois par semaine avec des séances de 4 à 5 heures, dans une structure spécifique (centre d’hémodialyse). C’est une technique d’épuration extra-rénale discontinue.
LA TRANSPLANTATION RENALE
La transplantation rénale est le seul traitement de suppléance restaurant l’ensemble des fonctions physiologiques rénales : épuration des toxines urémiques, régulation continue de l’homéostasie hydro-électrolytique, rôle endocrine (rénine, érythropoïétine, vitamine D). Elle consiste à greffer un rein en position ectopique (en fosse iliaque, sur les vaisseaux iliaques du receveur) ce rein provient soit d’un donneur en état de mort encéphalique soit d’un donneur vivant apparenté. Les receveurs potentiels sont sélectionnés sur des critères médicaux, notamment cardiovasculaires, infectieux et néoplasiques. Ils sont soumis à un traitement immunosuppresseur après la greffe. La principale problématique de la transplantation d’organe solide est la pénurie de greffons.
LA DIALYSE PERITONEALE
HISTORIQUE
La première description de l’utilisation de la cavité péritonéale dans un modèle expérimental remonte à 1923 ; c’est bien plus tard, en 1961, que cette technique est utilisée chez l’être humain en insuffisance rénale terminale avec un certain succès même si la technique d’alors était imparfaite, puisque nécessitait une ponction de la cavité péritonéale de façon itérative [11]. Une grande avancée fut le développement, par TENCKHOFF, d’un cathéter péritonéal permanent, qui a conduit, vers la fin des années 60, aux premiers traitements chroniques, avec des échanges nocturnes à l’aide d’un cycleur, appareil extracorporel qui permet l’injection puis le drainage d’une quantité définie de dialysat [12]. La dialyse péritonéale intermittente (DPI) était née. Ce type de dialyse péritonéale, nocturne et plus ou moins automatisée, a constitué la méthode de choix jusqu’à la fin des années 70 lorsque Popovitch introduisit le concept de dialyse péritonéale continue ambulatoire (DPCA). Il s’agit d’une dialyse dans laquelle le temps de stase est considérablement allongé puisque le patient pratique, de façon manuelle, entre quatre et six échanges par jour, incluant un échange nocturne prolongé.
Un des avantages de cette méthode était sa relative simplicité avec notamment l’absence d’appareillage dont l’usage pouvait, à l’époque, se révéler compliqué pour le patient et son entourage. Ce fut alors pendant longtemps la méthode de choix, au détriment de la DPI, bien que plusieurs autres groupes aient développé et décrit des techniques associant les deux techniques, manuelle de jour et automatisée la nuit, la dialyse péritonéale continue automatisée ambulatoire (DPCAA) et ses variantes.
Plus récemment, et notamment grâce aux avancées technologiques, associant à la miniaturisation des appareils, devenus transportables, une simplification de leur utilisation, en particulier la programmation des échanges, les techniques automatisées connaissent un regain d’intérêt et ce d’autant plus qu’elles permettent de pallier certains inconvénients des méthodes exclusivement manuelles.
DEFINITION
La dialyse péritonéale est une technique d’épuration du sang à travers une membrane naturelle, le péritoine. Celui-ci assure les échanges entre le sang et le liquide de dialyse qui est introduit dans l’abdomen à l’aide d’un cathéter.
Cette méthode de traitement est en général réalisée à domicile. Il existe deux modalités de traitements :
– La Dialyse Péritonéale Continue Ambulatoire(DPCA), ici les échanges sont réalisés manuellement par le patient ou par une infirmière,
– La Dialyse Péritonéale Automatisée (DPA), contrairement à la DPCA, ici les échanges sont réalisés la nuit par une machine appelée le cycleur, c’est une technique d’épuration extra-rénale automatisée.
PRINCIPE
Au cours de l’insuffisance rénale, toutes les fonctions rénales sont atteintes à des degrés divers. En cas d’insuffisance rénale évoluée, le remplacement de ces fonctions défaillantes devient nécessaire à la survie même du patient. La dialyse péritonéale réalise des échanges d’eau et de substances dissoutes entre le plasma et le liquide de dialyse introduit dans l’abdomen, le péritoine jouant le rôle d’une membrane semi-perméable naturelle imparfaite. La perte d’eau ou ultrafiltration est obtenue grâce à la création d’un gradient de pression osmotique entre les deux milieux. L’épuration des substances se fait essentiellement par diffusion passive à partir du sang circulant dans les capillaires péritonéaux [15]. La dialyse péritonéale permet l’évacuation des déchets du métabolisme tels que l’urée, la créatinine, les phosphates, le potassium, l’eau, etc.… ainsi que la correction de l’acidose métabolique en apportant du lactate qui sera transformé en bicarbonate au niveau hépatique.
ANATOMIE DU PERITOINE
Le péritoine est une membrane séreuse, formée de deux feuillets : le feuillet viscéral entourant les viscères abdomino-pelviens et le feuillet pariétal tapissant les parties internes des parois abdominale, pelvienne, et diaphragmatique.
La cavité péritonéale est l’espace potentiel situé entre ces deux feuillets péritonéaux .
La partie inférieure de la cavité péritonéale constitue le cul de sac de Douglas, entre le rectum et la vessie (chez l’homme) ou le vagin (chez la femme). C’est dans cet espace que doit être positionnée l’extrémité des cathéters de dialyse péritonéale (DP).
LES MECANISMES DE TRANSFERT MIS EN JEU
Les échanges entre le sang et le liquide de dialyse introduit dans la cavité péritonéale se font selon trois mécanismes.
LA DIFFUSION
Le transfert des solutés par diffusion au travers de la membrane de dialyse relève d’un mouvement des molécules contenues dans la solution. Si la molécule rencontre un pore dont la taille correspond à la sienne, elle traversera la membrane. Le « gradient de concentration » du soluté de part et d’autre de la membrane est le déterminant principal de la diffusion des molécules : plus la solution a une concentration élevée plus les molécules traversent la membrane en direction de la solution dont la concentration en solutés est la plus basse.
Les déchets de bas poids moléculaire (urée, créatinine, potassium, etc.) qui s’accumulent dans le sang du malade entre deux séances, sont éliminés avec le dialysat en fin de séance. Le transfert des solutés du sang vers le dialysat est rapide. La concentration en calcium dans le dialysat étant plus élevée que celle du calcium ionisé dans le sang, la dialyse permet un transfert de calcium vers le sang du malade (le calcium lié aux protéines ne diffuse pas). Il en est de même pour le bicarbonate.
L’ULTRAFILTRATION
Il s’agit du transfert des molécules d’eau à travers la membrane sous l’effet d’une pression hydrostatique ou osmotique.
Cette technique permet d’éliminer l’eau accumulée par le patient oligurique ou anurique entre deux dialyses.
TRANSFERTS PERITONEAUX SELON LE MODELE DES TROIS PORES
Selon la théorie de Rippe B [20] fondée sur un modèle informatique, il existerait trois types de pores de tailles différentes au niveau de l’endothélium des capillaires péritonéaux.
– Les petits pores
Ils sont intercellulaires. Ils constituent le siège du passage de l’eau et les molécules de faibles poids moléculaire (électrolytes, urée, créatinine, glucose.)
– Les ultra petits pores
Ils sont les plus nombreux, sont caractérisés par des canaux trans-cellulaires ou aquaporines. Ils assurent le transport exclusif de l’eau libre, réalisant ainsi une dilution du dialysat avec une baisse de la concentration initiale du sodium et un transfert à partir du plasma par un gradient de concentration ou tamisage du sodium.
– Les grands pores
Ils sont peu nombreux. Ils permettent le passage de substances de grandes tailles, comme les protéines, les polymères du glucose (icodextrine) au niveau des espaces intercellulaires.
REALISATION PRATIQUE DE LA DIALYSE PERITONEALE
ACCES AU PERITOINE
L’accès au péritoine est réalisépar un cathéter souple de 25 à 30 cm de long. Ce cathéter est mis en place grâce à une petite intervention chirurgicale. Celle-ci permet de positionner le segment intra-péritonéal, perforé de petits trous pour faciliter le drainage, dans le cul de sac de Douglas [21].
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Table des matières
INTRODUCTION
PREMIERE PARTIE : GENERALITES
I- GENERALITES SUR LES DEPLACEMENTS MOLECULAIRES DANS LES SOLUTIONS
I-1 LA DIFFUSION
I.1.1. DIFFUSION LIBRE EN L’ABSENCE DE MEMBRANE
I.1.1.1 DÉBIT DE MATIÈRE
I.1.1.2.LE FLUX
I.1.1.3.LE COEFFICIENT DE DIFFUSION
I.1.2. DIFFUSION A TRAVERS UNE MEMBRANE
I.1.2.1. DÉBIT DE MATIÈRE
I.1.2.2.LE FLUX
I.2. LA FILTRATION
I.2.1. DÉBIT DE FILTRATION EN L’ABSENCE DE MEMBRANE
I.2.2. DEBIT DE FILTRATION EN PRESENCE D’UNE MEMBRANE
I.3 ULTRAFILTRATION
I.4. PRESSION OSMOTIQUE
I.5. LE MÉCANISME DE STARLING
II. L’INSUFFISANCE RENALE TERMINALE ET LES TECHNIQUES DE SUPPLEANCE DE LA FONCTION RENALE
II.1. L’HEMODIALYSE
II.2. LA TRANSPLANTATION RENALE
II.3. LA DIALYSE PERITONEALE
II.3.1.HISTORIQUE
II.3.2. DEFINITION
II.3.3. PRINCIPE
II.3.5. LES MECANISMES DE TRANSFERT MIS EN JEU
II.3.5.1. LA DIFFUSION
II.3.5.2. L’ULTRAFILTRATION
II.3.5.3. TRANSFERTS PERITONEAUX SELON LE MODELE DES TROIS PORES
II.4. REALISATION PRATIQUE DE LA DIALYSE PERITONEALE
II.4.1. ACCES AU PERITOINE
II.4.3. MODALITES DE LA DIALYSE PERITONEALE
II.4.3.1. LA DIALYSE PERITONEALE CONTINUE AMBULATOIRE (DPCA)
II.4.3.2. LA DIALYSE PERITONEALE AUTOMATISEE (DPA)
III. COMPLICATIONS DE LA DIALYSE PERITONEALE
IV. EXPLORATIONS FONCTIONNELLES EN DIALYSE PERITONEALE
DEUXIEME PARTIE : TRAVAIL PERSONNEL
I CADRE DE L’ETUDE
II. TYPE D’ETUDE
III. MATERIEL ET METHODES
III.1.LE MATERIEL
III.1.1.POPULATION D’ETUDE
III.1.2. CRITERES D’INCLUSION
III.1.3 LE MATERIEL POUR LA DPA
III.1.4. LE CATHETER DE DP
III.1.5. LES SOLUTIONS DE DIALYSE PERITONEALE
III.2. METHODES
IV. RESULTATS
IV.1. REPARTITION DES DIALYSES PERITONEAUX SELON LE SEXE
IV.2.REPARTITION DES DIALYSES PERITONEAUX SELON L’AGE
IV.3.REPARTITION DES DIALYSES PERITONEAUX SELON LES ANTECEDENTS MEDICAUX
IV.4. REPARTITION DES DIALYSES PERITONEAUX SELON LA TECHNIQUE DE DP UTILISEE
V. DISCUSSION
CONCLUSION
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES
