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Dépistage des MNT

1 Bandelettes urinaires

Mots-clés: glucosurie, créatinurie, protéinurie, spot urinaire

1-Bref historique

Une publication parmi les plus anciennes sur l'analyse du glucose dans les urines remonte à l'année 1947 (71). Elle relate une campagne de dépistage du diabète dans une ville des Etats-Unis. Elle avait pour objet de diviser la population testée en deux groupes : un groupe majoritaire de personnes testées négatives, et un petit groupe de personnes suspectées atteintes de diabète, à un stade plus ou moins avancé de la maladie.


Quelques années plus tard (1957), Free Alfred H.A. (72) décrit un test « simple, précis et rapide » pour la détermination du taux de glucose dans les urines. L'analyse est basée sur deux réactions enzymatiques qui modifient les molécules de glucose en faisant apparaître des dérivés colorés. On mesure l'intensité de la coloration. Le test, nommé « Clinistix » est l'ancêtre des bandelettes actuelles. Il permet d'opérer la différenciation entre les réponses négatives et positives. Dés sa création, le clinistick a connu de nombreuses apllications (74) (75) (76). Il est encore commercialisé actuellement sous diverses appellations. C'est un test rapide et peu coûteux.

2-Glucosurie

Normalement il n'y a pas de glucose dans les urines. En effet les reins filtrent le glucose sanguin au niveau des glomérules et le réabsorbent immédiatement au niveau tubulaire.

La présence de glucose dans les urines signifie que les reins n'arrivent pas à réabsorber la totalité du glucose. Il y a deux causes possibles :

-soit la capacité de réabsorption tubulaire est saturée, en cas de glycémie trés élevée;

-soit le rein est malade et la réabsorption ne se fait pas.

En résumé si la recherche du glucose dans les urines est positive, il y a un diabète à un stade grave, et/ou une maladie rénale. Les 2 pathologies peuvent être liées puisque le diabète s'attaque aux petits vaisseaux sanguins.

3-Créatininurie

Il convient tout d'abord de faire remarquer que la valeur de la créatininurie ne peut pas, ne doit pas être négative, ce qui signifierait que l'activité rénale est nulle. Les valeurs de la créatininurie sont couramment comprises entre 6 et 12 ml/L chez l'homme, 4 à 10 mg/L chez la femme. Les valeurs qui sont en dehors des normes, sont de forts symptômes de diabète, d'insuffisance rénale, de perturbation du métabolisme général ou d'un déséaquilibre hormonal.

4-Protéinurie

Normalement il y a très peu, ou pas du tout de protéines dans les urines :

« Une protéinurie supérieure à la norme signe une atteinte ré­nale, qu’elle soit tubulaire ou glomérulaire. La protéinurie a émergé ces dernières années comme un des facteurs de risque principaux pour la progression de la maladie rénale mais aussi de la mortalité cardiovasculaire. La recherche de la protéinurie, sa détermination et sa quan­tification font donc partie du bilan des patients avec insuffi­sance rénale chronique mais aussi des patients à haut risque de développer une maladie rénale et à haut risque cardiovascu­laire. L’insuffisance rénale chronique est maintenant classifiée selon le taux estimé de filtration glomérulaire et l’importance de la protéinurie.  » (66)

Les protéines excrétées appartiennent majoritairement à la catégorie des albumines. Une albuminurie passagère et peu élevée n'est pas symptomatique d'une maladie. Par contre l'albumiurie peut largement dépasser le seuil de 100 mg/jour dans le cas d'une maladie rénale ou d'un diabète, d'une infection urinaire, d'une intoxication par des drogues, des métaux lourds, etc.

Les dosages de protéines et d'albumine sont normalement pratiqués dans l'urine de 24 heures. Si cela n'est pas possible, on pratique la mesure sur des échantillons instantanés, appelés « spots urinaires ». Deux exemples sont donnés dans le tableau ci-dessous.

Détermination du rapport Albuminurie/Créatininurie
Détermination du rapport Albuminurie/Créatininurie

Rapport Albuminurie/Créatininurie

Colonne 1 : deux valeurs obtenues au cours d'une séance de dépistage ; exprimées en mg/dL*10 (=mg/L) .

Colonne 2 : = (1)*2

Colonne 3 : deux valeurs obtenues au cours d'une séance de dépistage ; exprimées en mg/L .

Colonne 4 : = (2)/(3)

Colonne 5 : dans l'hypothèse d'une créatiniurie égale à 1 g/24 heures, le rapport (4) donne directement la valeur de la protéinurie/24 heures, considérée comme :

-normale si < 30 mg,

-en situation de micro protéinurie si comprise entre 30 et 300 mg,

-en situation de macro protéinurie si > 300 mg.

Une protéinurie physiologique normale est située dans la fourchette de 50 à 100 mg/24 heures, dont 10 à 50 mg/24 heures d'albumine. Si l'excrétion d'urine est de 1,5 Litre/24 heures, cela fait 6,66 à 33,3 mg/L, moyenne 20 mg/L ou 2 mg/dL. Dans les exemples du tableau , il y a 1 spot à 1,5 mg/dL, donc normal, et 2 spots à 30 mg/dL, donc pathologiques.

« Le rapport dans un spot urinaire du matin entre la protéinurie (mg/L) et la créatininurie (mg/L) permet d'évaluer la la protéinurie sur 24 heures. » (67) Une protéinurie inférieure à 30 mg/24 heures et un taux d'excrétion de la créatinine stabilisé à 1 g/24 heures sont considérés comme normaux. Le taux d'albumine dans les protéines est d'environ 50 %. Ces données numériques sont utilisées dans le tableau.

« La protéinurie est un facteur de risques cardiovasculaire et rénal majeur. Les patients à risque doivent donc être dépistés. Une protéinurie doit être quantifiée et qualifiée. Un avis néphrologique est souvent nécessaire . La présence d’une protéinurie et son évolution au cours du temps modifient le pronostic vital et l’évolution rénale. Ce paramètre entre donc en compte dans la classification de l’insuffisance rénale chronique. » (67).

2 Dosage enzymatique du glucose

Cette analyse n'est pas spécifique au domaine médical. Elle est largement utilisée dans l'analyse des produits alimentaires et dans le suivi des processus de fermentation.

Une solution de glucose dans l'eau, un sirop concentré de glucose sont parfaitement transparents et incolores. Si l'on veut faire apparaître des colorations, il faut modifier les molécules de glucose.

Rappel des définitions :

« Enzyme : substance soluble dans l'eau qui catalyse une réaction biochimique. »

« Catalyse : accélération de la vitesse d'une réaction chimique, sans modifier son équilibre final. Les enzymes interviennent à chaque étape des réactions vitales. Sans elles, ces réactions seraient beaucoup trop lentes et incompatibles avec le maintien du corps en vie.

La présence de glucose dans l’urine peut être détectée à l’aide d’une bande de papier imprégnée de deux enzymes, une glucoxydase et une peroxydase (Figure 71 a, ci-dessous).Lorsque la bande de papier est immergée dans un échantillon d'urine contenant du glucose , celui-ci est transformé en un acide, l'acide gluconique, et en peroxyde d'hydrogène (qui est aussi le contituant actif de l'eau oxygénée). Cette réaction porte sur la double liaison du carbone C1 (cf Chimie générale, Figure 28b).

La molécule de glucose, représentée sous la forme « chaise » (cf Glucides-2, Figure 29 b) est oxydée sous l'action de l'enzyme E1 (glucoxydase). Il y a production d'un acide (acide gluconique) et d'eau oxygénée. Celle-ci est transformée en eau ordinaire sous l'action de l'enzyme E2, tandisque l'indicateur coloré (orthotoluidine) passe du jaune au bleu. On remarquera qu'à la fin des réactions, les enzymes E1 et E2 sont libérées de sorte que les réactions se poursuuivent.

L'acide gluconique résultant de l'action de la glucoxydase est incolore. Il n'est pas directement dosable. Par contre on peut doser le peroxyde d'oxygène en le faisant réagir avec un colorant jaune, l'orthotoluidine, ajoutée dans la bandelette au moment de sa préparation. Sous l'action de la peroxydase, l'orthotoluidine donne naissance à un composé bleu.

Jaune+ bleu donne du vert. Suivant la proportion de glucose contenu dans l'urine, la bandelette prend une couleur allant du vert au bleu foncé (Figure 71 b, ci-dessous).

Figure 71 a)-Dosage enzymatique du glucose
Figure 71 a)-Dosage enzymatique du glucose
Figure 71 b-Echelle des couleurs Glucose
Figure 71 b-Echelle des couleurs Glucose

3 Glucose sanguin

Mot-clé: glycémie

Les nutriments absorbés par le tube digestif ne sont utilisés immédiatement que pour une faible part, mais ils sont mis en réserve pour être utilisés tout au long de la journée en fonction des besoins énergétiques liés aux activités corporelles (muscles, cerveau, cœur, autres organes). La plaque tournante du pool énergétique est le Glucose-6-Phospate (le carbone 6 du glucose est estérifié par l'acide phosphorique, cf Glucose-2,  Figure 28a).

Les réactions énergétiques vitales ont lieu dans le foie à partir du Glucose-6-P. Les quantités de Glucose-6-P non utilisées sont soit stockées dans le foie à l'état de glycogène, soit transférées vers le tissu adipeux où elles participent au métabolisme des lipides. Une autre source de glucose est la néoglucogénèse qui intervient dans le métabolisme des protéines; son mécanisme n'est pas représenté sur la Figure 72, ci-dessous.

La quantité de glucose circulant dans le sang est faible par rapport au glucose ingéré dans l'alimentation ou produit par le métabolisme. (Tableau Figure 72 b), ci-dessous).

Figure 72 a-Pool énergétique du glucose-6-phosphate
Figure 72 a-Pool énergétique du glucose-6-phosphate
Figure 72 b-Localisation des réserves nutritionnelles chez un homme de 70 Kg (7)
Figure 72 b-Localisation des réserves nutritionnelles chez un homme de 70 Kg (7)

4 Protéines dans l'urine: quelle signification?

Mots-clés: protéinurie, acide aminé, turn-over des protéines

1-Introduction

Dans l'hypothèse d'une créatiniurie égale à 1 g/24 heures, le rapport Protéines/Créatinine, exprimé en mg/mg dans un spot urinaire donne directement la valeur de la protéinurie/24 heures, considérée comme :

- normale si < 30 mg,

- en situation de micro protéinurie si comprise entre 30 et 300 mg,

- en situation de macro protéinurie si > 300 mg.

De quelles protéines s'agit-il ?

L'étude qui va suivre va apporter des éléments de réponses à cette question.

2-Les acides aminés, éléments de base des protéines

(cf Protéines-1, Figure 41)

Les protéines corporelles proviennent de l'alimentation. Une partie d'entre elles se retrouve dans l'urée et l'ammoniac excrétés. Une autre partie est transformée en glucose.

Elles sont en perpétuelle évolution suivant un cycle qui ne comporte que 2 voies, la synthèse (anabolisme) directement commandée par la génétique, ou la dégradation oxydative (catabolisme) qui aboutit à l'excrétion de l'azote sous forme de déchets, essentiellement l'urée et, dans une moindre mesure, l'ammoniac NH4+ (cf Besoins alimentaires-1, Figure 55).

En résumé, le Pool des acides aminés est un ensemble, une réserve de protéines. Les 18 acides aminés qui le constituent

- soit échangent entre eux les radicaux R1, R2, … R18, c'est le phénomène de « transamination »,

- soit perdent leur fonction amine, phénomène de « désanimation ».

Le foie, mais aussi tous les organes où il y a des cellules en croissance ou en dégénérescence participent à ces mécanismes que l'on appelle « turn over des protéines ».

3-Constituants azotés de l'urine (Tableau ci-dessous) (78) (82)

Composition d'une urine de 24 heures en substances organiques

Composition d'une urine de 24 heures en substances azotées
Composition d'une urine de 24 heures en substances azotées

Commentaires du tableau des constituants azotés de l'urine

Les constituants figurant dans le tableau sont des substances azotées excrétées (cf Besoins alimentaires-2 ,Figure 55). Leur quantité journalière est située dans une fourchette qui dépend de la masse corporelle de chaque individu, de son régime alimentaire et de son niveau d'activité. Une exception : la quantité de la créatinine excrétée ne dépend que de la masse musculaire.

Globalement la voie de l'excrétion est quantifiée en azote total éliminé chaque jour.


Les seules protéines du tableau sont les acides aminés. Tous les acides aminés du Pool sont transportés par le sang et le liquide céphalo-rachidien. Tous parviennent en petites quantités à franchir la membrane de filtration des glomérules rénaux et la plupart sont réabsorbés. Tous sont présents en quantités trés faibles dans les urines. Ils sont dosables par chromatographie. Seuls quelques laboratoires sont équipés pour pratiquer leur identification et dosage dans les urines (79) (80). Leur excès dans les urines est symptômatique de pathologies hépatiques ou rénales, dont l'insuffisance rénale, ou de déficiences enzymatiques (troubles génétiques) (81).


4-Détection des protéines par bandelette urinaire

La présence d'albumine dans les urines est pathologique. Il s'agit d'albumine du plasma sanguin qui franchit la barrière filtrante des glomérules rénaux. C'est une situation anormale.

Dans la pratique, on détecte les protéines au moyen de bandelettes urinaires qui révèlent des changements de coloration de réactifs spécifiques des protéines. On admet que les albumines constituent la majeure partie de ces protéines. Cela permet d' esquisser une corrélation entre les couleurs observées et la concentration des urines en protéines (Figure 73, ci-dessous): les protéines sont en position 5, avec 4 teintes normalisées:

-test négatif : moins de 10 mg/dl de protéines (en jaune),

-traces : 15 mg/dl (en jaune),

-test + : 30 mg/dl (en vert),

-test ++ : 100 mg/dl (en vert plus foncé),

-test +++ : 300 mg/dl (en vert sombre).

Les situations pathologiques commencent à partir de la teinte +. Ce sont fréquemment du diabète ou une maladie rénale.

Figure 73-Bandelette urinaire 11 paramètres
Figure 73-Bandelette urinaire 11 paramètres