L’équation proposée par Coolens et al. peut être facilement utilisée par des logiciels de calcul standards (comme Microsoft Excel) ; Elle est fonction de la cortisolémie totale, de la concentration en CBG, et de valeurs prédéfinies telles que la constante d’affinité du cortisol pour la CBG à 37°C (3,107 M-1) et du ratio (N) du cortisol lié à l’albumine sur le cortisol libre (N= 1,74), la concentration en albumine étant supposée avoir une faible contribution dans la liaison du cortisol [90]. Ce calcul a été validé par les mêmes auteurs en obtenant dans une population de sujets présentant des concentrations variables de CBG un coefficient de corrélation égal à 0,97 par rapport à une technique par ultrafiltration pour des cortisolémies de base (matinales). L’équation proposée par Coolens et al. est la suivante : si U, T et C sont respectivement les concentrations en µmol/L du cortisol libre, du cortisol total, et de la CBG : U2 x K (1+N) + U x [1+N+K (C-T)] - T = 0.
Les limites de cette méthode de mesure sont : 1) l’existence d’un variant génétique de CBG à affinité réduite, 2) les états pathologiques présentant une diminution de cette affinité tel le choc septique et la présence de concentrations anormales d’albumine (élevées ou basses), puisque seule est prise en considération l’interaction du cortisol avec la CBG. D’autre part, cette dernière condition impliquerait également qu’en cas de taux anormalement élevés d’une autre hormone compétitive (grossesse ou hyperplasie
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congénitale des surrénales) pouvant interférer sur l’équilibre de liaison, cette équation ne puisse pas être appliquée.
Compte tenu des difficultés pour obtenir le cortisol libre par une méthode de référence, plusieurs publications ont utilisé cette formule pour apprécier la fonction surrénale. L’équipe de la Pitié-Salpêtrière (Paris) trouvait une excellente corrélation (r=0.91) entre le cortisol salivaire et le cortisol libre calculée par la formule de Coolens chez des patients cirrhotiques hémodynamiquement stables [124]. De même, des auteurs australiens observaient une forte corrélation (r=0.66) entre le cortisol libre sérique mesuré et le cortisol libre calculée chez 43 patients cirrhotiques [281], mais la comparaison par la méthode de Bland et Altman [46] des concentrations du cortisol libre mesuré et calculé montrait une concordance faible. La formule de Coolens surestimait significativement le cortisol libre mesurée (16,4 vs 10,9 nmol/L; p=0,003) [281]. A l’inverse, d’autres auteurs observaient une sous-estimation de cette formule pour l’estimation du cortisol libre mesuré que ce soit dans le cadre d’une maladie du foie ou non [35, 316].
Ces différences marquées des concentrations du cortisol libre mesuré et calculé sont probablement liées à la simplification de l’équilibre de liaison entre le cortisol et les protéines, aux hypothèses formulées pour les constantes d’affinité, et enfin à l’absence de considération pour d’éventuels autres ligands (précurseurs du cortisol) pouvant entrer en compétition avec le cortisol pour ses protéines porteuses, notamment lors des sepsis (présence d’une plus grande quantité de précurseurs du cortisol dans ce contexte). Ces différences vont s’observer surtout dans les situations où la proportion de cortisol libre augmente, c'est-à-dire toutes les situations où la CBG sera rapidement saturée (notamment dans la cirrhose par défaut de production de la CBG).
Fede et al. ont aussi utilisé la formule de Coolens dans un sous-groupe de 41 patients cirrhotiques et observaient des valeurs de cortisol libre calculé plus faibles chez leurs patients suspects d’avoir une dysfonction surrénale (dysfonction jugée sur un pic de cortisol total < 497 nmol/L = 18 µg/L après Synacthène) par rapport aux autres patients [115]. Toutefois, aucune mesure du cortisol libre n’était disponible pour affirmer leur résultat.
En dehors de la cirrhose, des auteurs ont comparés les concentrations de cortisol total et de cortisol libre avant et après Synacthène chez des patients en sepsis, en choc septique et chez des volontaires sains [147]. Dans cette étude, l’équation de Coolens était un estimateur fiable du cortisol libre mesuré, même si certains patients avaient une hypoalbuminémie. Les différences observées dans les résultats des différentes études peuvent être liées à : 1) l’hétérogénéité des méthodes de dosage du cortisol libre. Les premières publications utilisaient une méthode d’ultrafiltration rapide plus souvent sujette à des artéfacts que la méthode de dialyse à l’équilibre. 2) l’hétérogénéité des groupes de
47 patients étudiés; par exemple, il est bien connu que l’alcool induit une hyperactivité de la fonction surrénale [160], mais la proportion de buveurs excessifs est rarement rapporté dans les études publiés. Cet excès de cortisol chez le patient alcoolique peut être lié à une baisse de la clairance du cortisol par inactivation de la 11-β-HSD de type 2, enzyme présente au niveau rénal et hépatique catalysant l'oxydation du cortisol en cortisone[276, 303].
Techniques reposant sur un calcul
Avantages Inconvénients
Index du cortisol libre (ratio cortisolémie totale / concentration de CBG)
Simple Ne tient pas compte des variations de l’albuminémie
Dépend étroitement de la fiabilité du dosage du cortisol total et de la CBG
Méthodes actuelles de dosage de la CBG non adaptées à l’urgence
Equation de Coolens Simple
Bonne corrélation avec les valeurs de cortisol libre dosé avec des techniques de séparation
Limites de l’équation en présence de : - concentrations anormales d’albumine - d’une CBG à affinité réduite
- de taux élevés d’une autre hormone compétitive
Dépend étroitement de la fiabilité du dosage du cortisol total et de la CBG
Intervalles de référence non standardisés
Méthodes actuelles de dosage de la CBG non adaptées à l’urgence
Tableau IV : Estimateurs du cortisol libre, d’après Dolomie et al. [105]