Metabolism of the phosphate and calcium balance in chronic kidney disease: Focus in peritoneal dialysis

Abstract

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Patients with chronic kidney disease (CKD) have abnormal phosphocalcic metabolism. Biologically, this translates into hypocalcemia, hyperphosphatemia, secondary or even tertiary hyperparathyroidism, and increased total and bone alkaline phosphatases. The clinical consequences are an increase in morbidity and mortality, with cardiovascular disease in particular, and bone complications secondary to abnormalities in bone remodeling, with a consequent risk of fracture. Only 25% to 50% of peritoneal dialysis (PD) patients have a phosphocalcium balance within the recommended targets. It is essential to correct this. Particular attention must be paid to the choice of calcium concentration in glucose solutions, taking into account the clinical context and favoring low-calcium solutions (concentration at 1.25 mmol/L). Diet and dietary monitoring are recommended as first-line treatment, with calcium-free phosphate binders if necessary. The aim is to avoid hypercalcemia and hyperphosphatemia. Finally, phosphate extraction is more important in continuous ambulatory PD (CAPD) than in automated PD (APD).

Introduction

Les anomalies biologiques du bilan phospho-calcique sont constantes dans la maladie rénale chronique (MRC) et apparaissent dès le stade 2. Elles entrainent une hyperplasie des glandes parathyroïdiennes, des complications osseuses (spécifiques et aspécifiques) et cardiovasculaires. L’ensemble est appelé trouble minéral et osseux de la MRC. Le but de cet article est de décrire ces anomalies chez les patients ayant une MRC de stade 5 (MRC5) traités par dialyse péritonéale (DP). Dans un premier temps nous ferons un bref rappel sur le métabolisme phosphocalcique dans la MRC, ses conséquences cliniques, biologiques et nous rappellerons de manière succincte quelques recommandations. Puis nous aborderons les conséquences cliniques de ces anomalies chez les patients traités en DP et l’impact de la concentration en calcium des poches de dialysat sur ses anomalies.

1) Métabolisme du bilan phosphocalcique dans la maladie rénale chronique (MRC)

1-a) Physiopathologie : rappel

• Hyperphosphatémie

A l’état d’équilibre le phosphate inorganique est filtré par les glomérules. Soixante-dix à 80 % est réabsorbé par le cotransporteur (Npt2a) au niveau des tubules proximaux et 20 à 30 % au niveau des tubes distaux. Cette réabsorption dépend de la phosphatémie, mais aussi du taux sérique de PTH, de FGF23 (facteur de croissance des fibroblastes 23) et de la vitamine D. En cas de MRC et ce dès le stade 2, on observe une altération de l’homéostasie du phosphate. Lorsque le DFG est inférieur à 30 ml/min, les phénomènes compensateurs sont dépassés et apparait alors l’hyperphosphatémie. L’hyperphosphatémie secondaire à la baisse du débit de filtration glomérulaire, entraine une hyperplasie des glandes parathyroïdiennes c’est-à-dire une hyperparathyroïdie secondaire, soit par une action directe sur les cellules parathyroïdiennes soit indirectement via l’hypocalcémie induite par la formation d’un complexe phospho-calcique et par la baisse du calcitriol. La stimulation de la PTH via son action sur l’augmentation du renouvellement osseux aggrave l’hyperphosphatémie.

• 25 OH vitamine D

La vitamine D native (25 OH vitamine D) provient des végétaux, vitamine D2 et de la transformation au niveau de la peau sous l’action des UV, de 7-déhydrocholestérol (dérivé du cholestérol) en Vitamine D3 (cholecalciferol). Elle est hydroxylée au niveau du foie en 25 OH D2 et D3. Sous la régulation de la PTH et de FGF23, elle est hydroxylée en 1 α au niveau du rein. La carence en vitamine D native est fréquente et touche 80% des patients atteints de MRC. Elle est associée à elle seule à la progression de la maladie rénale chronique, à la survenue d’évènements cardiovasculaires, à l’augmentation de la rigidité artérielle[1][2]. Il est donc essentiel de la corriger d’autant plus qu’elle est nécessaire à la formation de 1,25 0H2 vitamine D qui est constamment déficiente chez les patients. La vitamine D native circulante est liée en grande partie à une protéine porteuse (vitamine D binding protein). Seules la partie libre 1% et liée à l’albumine (10%) sont biodisponibles. Le dosage habituel comprend l’ensemble de la 25 OH vitamine D. Classiquement, on parle de carence lorsque la concentration est inférieure à 10 ng/ml et d’insuffisance lorsque la concentration est comprise entre 10 et 30 ng/ml.

• Déficit 1,25-OH2 vitamine D

Le déficit en un alfa hydroxylase, secondaire à la MRC, permettant l’hydroxylation de la 25 OH vitamine D (calcidiol) entraine une baisse de la production de 1,25-OH2 vitamine D (calcitriol). Cette hydroxylation est favorisée par la PTH et inhibée par FGF23. La conséquence est une diminution de l’absorption du calcium et du phosphate au niveau du tube digestif, une hyperplasie des glandes parathyroïdiennes (PTH).

• Hyperparathyroïdie secondaire

La stimulation des glandes parathyroïdiennes par l’hypocalcémie, l’hyperphosphatémie et la carence en calcitriol entraine une hyperplasie parathyroïdienne, augmentant la secrétion sanguine de l’hormone parathyroïdienne (PTH). Dans un premier temps, il s’agit d’une hyperparathyroïdie secondaire. Elle est alors contrôlée en partie par la correction des facteurs favorisants à savoir l’hypocalcémie et/ou l’hyperphosphatémie et/ou le déficit en calcitriol. A un stade avancé, la correction de ces facteurs ne permet plus son contrôle, c’est alors une hyperparathyroïdie tertiaire en rapport avec au moins l’apparition d’un adénome parathyroïdien. Dans ce cas, Elle est associée à une hypercalcémie et n’est plus contrôlée médicalement. La PTH influence le remodelage osseux avec une augmentation du relargage calcique osseux dans le sang, une augmentation de la production de FGF23 par les fibroblastes.

• FGF23et Klotho

FGF23 est une hormone secrétée par les ostéoblastes et les ostéocytes inhibant la réabsorption du phosphate au niveau du tube contourné proximal et supprimant la synthèse de calcitriol. FGF23 est lié à un co-recepteur appelé klotho qui est déficient en cas de MRC. Au stade 5 de la MRC, ce déficit entraine une augmentation du phosphate sérique malgré une élévation de FGF23.

Ces mécanismes sont résumés dans laFigure 1.

Figure 1.Anomalies du bilan phospho-calcaque dans la MRC

1-b) Conséquences cliniques et biologiques :

L’impact des perturbations du bilan phosphocalcique au cours de la MRC sur la morbi-mortalité est sévère. Il est associé à une augmentation de la mortalité, des événements cardiovasculaires et des complications osseuses.

En effet, ce désordre métabolique favorise l’apparition de calcifications notamment au sein de la paroi vasculaire qui atteignent soit l’intima favorisant l’obstruction des vaisseaux, soit la média engendrant une augmentation de la vitesse de l’onde de pouls, une majoration de la rigidité artérielle et une hypertrophie ventriculaire gauche. L’intensité des calcifications et l’impact sur la morbi-mortalité peuvent être évalués par des scores calciques, le score de Framingham ou bien de Kauppila.

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