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Thèse de doctorat/ PhD Thesis Citation APA:
Fondu, P. (s.d.). Le métabolisme erythrocytaire dans l'anémie du kwashiorkor marastique au Kivu (Unpublished doctoral dissertation). Université libre de Bruxelles, Faculté de Médecine – Médecine, Bruxelles.
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UNIVERSITE LIBRE DE BRUXELLES
SERVICE ET LABORATOIRE DE PEDIATRIE
LABORATOIRE DE CHIMIE MEDICALE DE L'HÔPITAL SAINT-PIERRE MISSION DU CEMUBAC AUPRES DE L'IRS
LE METABOLISME
ERYTHROCYTAIRE BANS
L’ ANEMIE nu KWASHIORKOR
MARASTIQUE AU KIVU
CONTRIBUTION A
V
ETUDE DES
ASPECTS HEMATOLOGIQUES DE LA
MALNUTRITION PROTEO-ENERGETIQUE
PAR
P. FONDU
THESE PRESENTEE EN VUE DE L'OBTENTION DU GRADE D'AGREGE DE L'ENSEIGNEMENT SUPERIEUR
1. Dans l'anémie de Fanconi, le déclenchement de la pancytopénie peut être lié à l'intervention de facteurs pathologiques exogènes.
2. Les investigations endocriniennes permettent d'apprécier l'importance de l'hémochromatose compliquant la thalassémie majeure.
3. L'instauration en Belgique du traitement à domicile des enfants hémophiles
SERVICE ET LABORATOIRE DE PEDIATRIE
LABORATOIRE DE CHIMIE MEDICALE DE L'HÔPITAL SAINT-PIERRE MISSION DU CEMUBAC AUPRES DE L'IRS
UNIVERSITE LIBRE DE BRUXELLES
LE METABOLISME
ERYTHROCYTAIRE DANS
L’ ANEMIE DU KWASHIORKOR
MARASTIQUE AU KIVU
CONTRIBUTION A L’ ETUDE DES
ASPECTS HEMATOLOGIQUES DE LA
MALNUTRITION PROTEO-ENERGETIQUE
PAR
P. FONDU
-1
-AVANT-PROPOS L' "ANEMIE DU KWASHIORKOR"
Selon les recommendations de l'Organisation Mondiale de la Santé, le dépistage des anémies nutritionnelles devrait se fonder sur la comparaison du taux d'hémoglobine avec des va leurs de référence assimilées aux limites inférieures de la normale (Organisation Mondiale
de la Santé, 1968). Comme cette définition ne permet qu'une estimation arbitraire et im
parfaite de la prévalence des anémies, il a été suggéré, ou bien de ne retenir ce diagnostic que ches les individus dont le taux d'hémoglobine augmente lors de l'administration adé quate de certains nutriments (Garby et coll., 1971), ou bien d'évaluer la probabilité avec laquelle un taux déterminé d'hémoglobine s'écarte de la distribution observée chez les sujets normaux (Cook et coll., 1971 ; Viteri et Guzman, 1972). Aucune de ces définitions ne se fonde sur l'aspect fonctionnel du tableau hématologique : dans cette dernière optique, une anémie serait un état au cours duquel une réduction de la quantité d'hémoglobine com promettrait l'oxygénation des tissus sans l'intervention de mécanismes supplétifs facilitant le transport de l'oxygène (Oski, 1973).
Il n'est guère d'affection où la discordance entre ces définitions n'apparaisse plus manifeste ment que dans les syndromes de malnutrition protéo-énergétique de l'enfant. Les comparti ments corporels sont en effet profondément remaniés ; en particulier, le volume sanguin et la masse tissulaire active sont plus faibles avant le traitement qu'au terme de la réalimenta tion (Fondu, 1977). Toute comparaison fondée sur la mesure de la concentration d'hémo globine s'en trouve donc compliquée; de surcroît, l'augmentation de la quantité d'hémoglobi ne observée pendant la période de réalimentation ne prouve pas que cette quantité était insuffisante pour assurer un transport adéquat de l'oxygène. L'expression "anémie du kwashiorkor" consacrée par l'usage, est donc purement conventionnelle ; elle signifie seule ment que le taux d'hémoglobine observé chez les patients est inférieur, en moyenne, à celui existant chez des enfants indemnes de malnutrition. Ce fait est si constant que l'anémie a été considérée comme l'un des caractères essentiels du kwashiorkor (Brock et Autret, 1952).
identique à celui qui apparaît chez l'animal dans certaines conditions expérimentales
(Finch, 1968; Finch, 1975). Ainsi, l'on cite généralement les observations effectuées
par Whipple et coll. (1942, 1947), Bethard et coll. (1958), Haxhe (1963, 1967), Delmonte et coll. (1964), Ito et coll. (1964), Reissmann (1964 a, b), Ito et Reissmann (1966), Woodruff (1968), Stekel et Smith (1969 a, b, 1970), Aschkenasy (1971) et Naets et Wittek (1974). Soumis à un régime restreignant les apports énergétiques ou protéiques, l'animal présente un freinage de l'activité érythropoiétique essentiellement attribuable à une diminution des besoins tissulaires en oxygène. Aucun argument dé cisif ne permet a priori d'extrapoler ces résultats à l'enfant mal nourri. En effet, dans plusieurs expérimentations animales, la distinction n'a pas été clairement établie entre les manifestations sanguines de trois entités différentes : la carence énergétique, la ca rence en acides aminés essentiels et enfin la restriction des protéines alimentaires, aux quelles sont peut-être indissolublement associés d'autres nutriments essentiels. De plus, il est clair que la succession des évènements pathologiques qui surviennent chez les pa tients ne pourrait être valablement reproduite expérimentalement que si nous en avions au préalable une connaissance satisfaisante.
Ce n'est donc pas une question de terminologie qui se pose, mais bien un problème capital resté jusqu'ici sans réponse : ce que l'on a appelé "anémie du kwashiorkor" représente-t-il un phénomène pathologique ou un simple ajustement à une réduction du
métabolisme respiratoire de l'économie ?
Durant ces dix dernières années, nous avons poursuivi un programme de recherches rela tif aux aspects hématologiques du kwashiorkor marastique caractéristique des hauts plateaux du Kivu. Ces études nous ont conduit à penser que l'exploration du métabo lisme érythrocytaire était une étape indispensable, sans laquelle une réponse satisfaisante ne pourrait être donnée à la question fondamentale qui vient d'être énoncée. Cette exploration constitue l'objet du présent travail.
La possibilité que nous avions de recourir à une méthodologie précise n'était pas le seul élément privilégié dont nous disposions. L'utilisation de ces techniques n'était conceva ble que dans une région où les multiples aspects de la malnutrition protéo-énergétique avaient été abordés de manière aussi approfondie qu'ils l'ont été au Kivu sous l'impulsion du Professeur H. L. Vis.
-3-Le chapitre 1 établira la synthèse de ces observations préalables et résumera la démarche qui nous a permis de préciser la problématique des aspects hématologiques de la malnutrition protéo-énergétique.
Le chapitre 2 consistera essentiellement en une revue de la littérature relative au métabo lisme érythrocytaire dans les états de malnutrition protéo-énergétique humains.
Les matériels et méthodes seront exposés dans le chapitre 3.
Les résultats relatifs au métabolisme du glucose et à la réduction de l'oxygène activé, puis à l'étude de la membrane, feront respectivement l'objet des chapitres 4, 5 et 6.
Enfin, les résultats seront discutés dans le contexte global des aspects hématologiques de la malnutrition (chapitre 7). Certaines réflexions générales concernant ces modifications san guines deviendront alors possibles ; en particulier, les points de rencontre entre la réalité humaine et les expérimentations animales, ou les inadéquations éventuelles de ces dernières, pourront être discutés sur des bases solides,
Au ZaiVe et en Belgique, nous avons eu le privilège de travailler avec le Docteur I.M. Mandelbaum. En toutes circonstances, nous avons trouvé en lui un guide précieux et un ami généreux. Son dynamisme, sa rigueur, sa passion pour le travail, ont été pour nous les facteurs décisifs. Nous lui adressons nos remerciements les plus vifs.
Le Professeur H. L. Vis est un patron exigeant pour ses élèves et pour lui-même. Son en seignement et son dynamisme ne cessent de susciter l'admiration. Nous espérons que ce travail transmettra fidèlement une part des leçons qu'il nous a données et qu'il constituera un témoignage de notre profonde reconnaissance.
Le Professeur J.R.M. Franckson nous a accueilli au Laboratoire de Chimie Médicale de l'Hôpital Saint-Pierre et a été pour nous un conseiller rigoureux et clairvoyant, grâce auquel nous avons pu bénéficier des meilleures conditions de travail. Qu'il trouve ici l'expression de notre profonde gratitude.
Nous tenons à exprimer notre respectueux attachement au Professeur R. Dubois, qui a assuré notre formation pédiatrique et nous a orienté vers l'hématologie de l'enfant.
de Bruxelles pour ses Activités de Coopération) auprès de TIRS (Institut pour la Recherche Scientifique du Zai’re). Nous remercions la Direction du CEMUBAC pour l'aide appréciable dont nous avons pu disposer et les Autorités de TIRS, notamment son Directeur Général, pour l'accueil qu'Elles nous ont réservé.
Mesdemoiselles C. Heyder-Bruckner et N. Mozes ont été des collaboratrices dévouées et de grande valeur. Nous les remercions pour la part très active qu'elles ont prise: dans
l'exécution du présent travail.
Nous avons une dette de reconnaissance à l'égard du Docteur P. Nève A, à qui nous devons l'étude des hématies en microscopie électronique à balayage, et de Monsieur J. Nève o, dont la compétence a été particulièrement précieuse dans le domaine du dosage du sélénium.
Nos remerciements vont aussi vers tous ceux qui, au Zaire ou en Belgique, ont oeuvré en sorte que nos investigations puissent être menées à leur terme : les Docteurs J. Broekhuyzen, N. Van den Bogaert, A. Van Steirteghem et F. Vertongen, Madame L. Sohet-Robazza,
Mademoiselle J. Honoré et les Citoyens Habiyambere et Watukalusu.
Nous remercions également les Professeurs S. Halvorsen et Y. Najean pour les conseils et les critiques qu'ils ont bien voulu formuler durant les étapes préliminaires de nos recherches.
Nous nous faisons un plaisir de souligner l'obligeance du personnel médical de la SABENA, principalement du Docteur A. Allard et de Monsieur A. Delécluse, grâce auxquels nous avons pu mettre au point une organisation permettant l'acheminement d'échantillons sanguins entre les Laboratoires de Lwiro et de Bruxelles dans des délais exceptionnellement rapides.
Cette thèse est dédiée à ma femme, le Docteur Jocelyne Appelboom, ainsi qu'à mes filles Delphine et Laure, en témoignage de ma profonde tendresse.
A .• Travail effectué au Laboratoire d'Anatomie Pathologique de l'Université Libre de Bruxelles (Professeur P. Dustin) grâce au Crédit FRSM 20472.
O .• Laboratoire de Chimie Analytique et de Toxicologie de l'Institut de Pharmacie de l'Université
-5 -ABREVIATIONS UTILISEES ADP AMP AP ATP ATP ase i-ATP ase s-ATP ase adénosine diphosphate adénosine monophosphate acide phosphatidique adénosine triphosphate
Na'*' - K'*' adénosine triphosphatase
adénosine triphosphatase insensible à l'ouabai'ne adénosine triphosphatase sensible à l'ouabaine CoA CDP CMHC dpm DHAP 1.3- DPG 2.3- DPG DPGM DPGP coenzyme A cytidine diphosphate
concentration moyenne de l'hémoglobine corpusculaire désintégrations radioactives par minute
dihydroxyacétone phosphate 1.3- diphosphoglycérate 2.3- diphosphoglycérate : diphosphoglycéromutase : diphosphoglycérophosphatase EDTA : acide éthylène diamine tétra acétique FAD
FDP fl F6P
: flavine adénine dinucléotide : fructose - 1,6 - diphosphate : femtolitre : fructose - 6 - phosphate G g GAPD GPC G3P G6P G6PD GR GSH GSH-Px GSSG GSSG-réd glucose gramme
glycéraldéhyde phosphate déshydrogénase glycérylphosphorylcholine glycéraldéhyde - 3 - phosphate glucose - 6 - phosphate glucose-6-phosphate déshydrogénase globules rouges glutathion réduit glutathion peroxydase glutathion oxydé glutathion réductase H2O2 Hb HDL HK peroxyde d'hydrogène hémoglobine
lipoprotéines de densité comprise entre 1,063 et 1,210 hexokinase K'^ Kg Km ion potassium kilogramme constante de Michaelis-Menten La et LCAT LDH LDL LPC LPE lactate
lécithine cholestérol acyltransférase déshydrogénase lactique
nCi M9 /im Ml Na+ NAD NADH NADP NADPH O2-P P50 pC02 p02 PC PE PEP PFK 2PG 3PG 6PG 6Pg 6PGD PGK PI Pi PK PS Pyr R5P SOD Sph TSOCr VCM VLDL ; microcurie : microgramme : micron : microlitre : ion sodium
; nicotinamide adénine dinucléotide oxydé ; nicotinamide adénine dinucléotide réduit
: nicotinamide adénine dinucléotide phosphate oxydé : nicotinamide adénine dinucléotide phosphate réduit : anion superoxyde
; phosphore
: pression partielle d'oxygène correspondant à une saturation de l'hémoglobine en oxygène égale à 50 %
: pression partielle en anhydride carbonique : pression partielle en oxygène
: phosphatidylcholine : phosphatidyléthanolamine : phosphoénoipyruvate : phosphofructokinase : 2-phosphoglycerate : 3-phosphoglycerate : 6-phosphogluconate ; 6-phosphogluconolactone : 6-phosphogluconate déshydrogénase : phosphoglycérate kinase : phosphatidylinositol : phosphore inorganique : pyruvate kinase : phosphatidylsérine : pyruvate ; ribulose-5-phosphate : superoxyde dismutase : sphingomyéline
: temps de demi-disparition de l'activité du Cr-chromate par millilitre d'hématies : volume corpusculaire moyen
-7
-TABLE DES MATIERES
CHAPITRE 1. INTRODUCTION GENERALE ET BUTS DU TRAVAIL ... 10
1.1. Facteurs indépendants de la malnutrition protéo-énergétique et susceptibles d'in fluencer les paramètres hématologiques des entants étudies... 11
1.1.1. Facteurs génétiques... 11
1.1.2. Facteurs d'environnement... 12
1.2. Rôles éventuels des carences martiale et vitaminiques dans le tableau hématolo gique propre au kwashiorkor marastique . . .■'... 15
1.2.1. Aspects du métabolisme du fer... 15
1.2.2. Taux sanguins de certaines vitamines... 16
1.3. Etudes isotopiques effectuées dans le kwashiorkor marastique... 17
1.3.1. Volume globulaire... 17
1.3.2. Etude de l'hémolyse... 17
1.3.3. Etude de l'érythropoièse... 18
1.3.4. Discussion et conclusions... 19
1.4. Relations existant entre les paramètres hématologiques et la sévérité de la com posante kwashiorkor... 20
1.5. Arguments en faveur ou en défaveur de l'existence d'une anémie d'adaptation. 22 1.6. Buts du travail et fondements méthodologiques... 24
CHAPITRE 2. LE METABOLISME ERYTHROCYTAIRE DANS LES ETATS DE MALNUTRITION PROTEO-ENERGETIQUE CHEZ L'HOMME. REVUE DE LA LITTERATURE... 26
CHAPITRE 3. MATERIELS ET METHODES... 29
3.1. Enfants étudiés... 29
3.2. Méthodes hématologiques et biochimiques générales... 32
3.3. La voie d'Embden-Meyerhof et la dérivation de Rapoport-Luebering... 33
3.3.1. Utilisation du glucose et formation de lactate... 33
3.3.2. Activités enzymatiques... 33
3.3.3. Métabolites de la voie d'Embden-Meyerhof et 2,3-DPG... 33
3.3.4. Adénosine di- et triphosphate... 33
3.3.5. Effet de l'incubation anaérobie sur le taux de 2,3-DPG... 33
3.4. La voie des pentoses-phosphates et les mécanismes de réduction de l'oxygène activé... 35 3.4.1. Corps de Fleinz... 35 3.4.2. Glutathion réduit... 35 3.4.3. Activités enzymatiques... 35 3.4.4. Sélénium... 36 3.5. La membrane... 36 3.5.1. Examens morphologiques... 36
3.5.2. Résistance globulaire osmotique... 37
3.5.3. Lipides membranaires... 38
3.5.4. Lipides plasmatiques, vitamine E et lipoprotéines... 40
3.5.5. Incorporation de l'acide linoléique dans les phospholipides membranaires 42 3.5.5.1. Comptages isotopiques... 42
3.5.5.2. Incubations... 42
3.5.6. Métabolisme de l'acide linoléique incorporé dans la membrane .... 43
3.5.7. Echanges du cholestérol entre la membrane et les lipoprotéines isolées . 44 3.5.7.1. Principe... 44
3.5.7.3. Marquage d'un sérum normal par le [ 7(n).’H ] cholestérol . . 44
3.5.7.4. Marquage du cholestérol érythrocytaire... 45
3.5.7.5. Incubations des globules marqués et des lipoprotéines des patients... 45
3.5.7.6. Calculs... 46
3.5.8. Transport transmembranaire des cations... 46
3.5.8.1. Dosages du sodium et du potassium érythrocytaires... 45
3.5.8.2. Adénosine triphosphatases... 46
3.5.8.3. Modifications des concentrations des cations érythrocytaires lors de l'incubation avec ou sans ouabai'ne... 47
3.6. Commentaire général relatif au mode d'expression des résultats... 47
3.7. Analyses statistiques... 48
CHAPITRE 4. LA VOIE D'EMBDEN-MEYERHOF ET LA DERIVATION DE RAPOPORT-LUEBERING... 50
4.1. Introduction... 50
4.2. Etude simultanée du taux de 2,3-DPG et de facteurs plasmatiques susceptibles d'influencer sa régulation... 52
4.3. Utilisation du glucose et formation de lactate... 52
4.4. Activités enzymatiques... 55
4.5. Métabolites de la glycolyse, ADP et ATP... 57
4.6. Régulation du taux de 2,3-DPG... 57
4.6.1. Données statiques... 57
4.6.2. Données dynamiques... 59
4.7. Synthèse... 61
CHAPITRE 5. LA VOIE DES PENTOSES-PHOSPHATES ET LES MECANISMES DE REDUCTION DE L'OXYGENE ACTIVE... 62
5.1. Introduction... 62
5.2. Corps de Heinz... 62
5.3. Glutathion réduit et activités enzymatiques... 64
5.4. Dosages du sélénium... 68
5.5. Synthèse... 71
CHAPITRE 6. LA MEMBRANE... 72
6.1. Introduction... 72
6.2. Existence d'une anomalie membranaire... 75
6.3. Lipides membranaires et plasmatiques... 85
6.3.1. Lipides membranaires... 85
6.3.2. Lipides plasmatiques et vitamine E... 85
6.4. Métabolisme des lipides membranaires... 90
6.4.1. Acylation des phospholipides... 90
6.4.2. Echanges de cholestérol entre la membrane et les lipoprotéines isolées . 94 6.4.3. Caractéristiques des lipoprotéines... 97
6.5. Répercussions éventuelles des anomalies lipidiques sur la perméabilité de la membrane... 98
6.5.1. Dosages du sodium et du 'potassium... 98
6.5.2. Adénosine-triphosphatases... 100
6.5.3. Modifications des concentrations des cations érythrocytaires lors de l'in cubation avec ou sans ouabai'ne...100
-9
-CHAPITRE 7. DISCUSSION... 103
7.1. Dynamique de la voie d'Embden-Meyerhof et de la dérivation de Rapoport-Luebering... 103
7.1.1. Absence d'accumulation de 2,3-diphosphoglycérate... 103
7.1.2. Age médian de la population érythrocytaire... 106
7.1.3. Diminution du taux d'adénosine triphosphate... 106
7.2. Tendance à l'hémolyse oxydative et étude de ses mécanismes... 107
7.2.1. Glutathion peroxydase et état nutritionnel en sélénium... 107
7.2.2. Superoxyde dismutase et état nutritionnel en cuivre et en zinc . . . 109
7.2.3. Glutathion réduit, glutathion réductase et autres activités enzymatiques 111 7.3. La membrane... 112
7.3.1. Accumulation de cholestérol et de phosphatidylcholine... 113
7.3.2. Anomalie de l'acylation des phospholipides... 117
7.4. Schéma général de l'anémie du kwashiorkor marastique... 121
RESUME ET CONCLUSIONS GENERALES... 123
SAMMENVATTING EN ALGEMEEN BESLUIT... 126
SUMMARY AND GENERAL CONCLUSIONS ... 129
CHAPITRE 1
INTRODUCTION GENERALE ET BUTS DU TRAVAIL
Le kwashiorkor marastique observé dans les hauts plateaux du Kivu s'accompagne d'une réduction modérée du taux d'hémoglobine; dans des groupes d'âge identique, le taux est inférieur d'environ 2 à 3 g/lOOmI à celui qui est observé ches des en fants bien nourris vivant dans la même région. En moyenne, le VCM et la CMHC se situent dans les limites normales et le pourcentage de réticulocytes est légèrement accru. Il existe une anisocytose marquée, les courbes de Price-Jones ayant générale ment un aspect trimorphique (Van Oye, 1953). On observe fréquemment une aug mentation discrète du taux des polynucléaires neutrophiles et une diminution discrète du taux des plaquettes. L'une des caractéristiques hématologiques les plus remarquables est l'absence d'élévation du taux des polynucléaires éosinophiles, malgré la fréquence élevée des parasitoses intestinales (Fondu et coll., 1973 ; Fondu et coU., 1978).
L'examen des myélogrammes ne révèle souvent aucune anomalie de la prolifération ou de la maturation des lignées hématopoiétiques. Toutefois, chez un tiers des patients environ, certains érythroblastes sont anormalement petits et ont un cytoplasme aux limites effilochées. Dans un cinquième des cas, on peut déceler la présence d'érythro- blastes de grande taille, donc l'aspect est intermédiaire entre celui d'érythroblastes normaux et celui de mégalobastes. Chez un même patient, les trois aspects des érythroblastes coexis tent parfois (Fondu et coU., 1973).
Lors de la réalimentation, l'évolution hématologique se caractérise notamment par une diminution transitoire du taux d'hémoglobine, qui atteint sa valeur la plus faible après deux semaines environ puis augmente lentement ; après deux mois de traitement, il se situe à peine au-dessus de la valeur notée à l'admission. Par ailleurs, on observe une élévation rapide du pourcentage de réticulocytes, qui atteint généralement sa valeur maxi male après 3 à 8 jours et reste élevé pendant 3 à 4 semaines. Alors que le VCM et la CMHC ne changent pas, la morphologie des érythroblastes s'altère ; la plupart d'entre eux deviennent anormalement petits (Fondu et coll., 1973).
La réduction peu importante du taux d'hémoglobine, la normocytose, la normochromie, la fréquente normalité des myélogrammes, la poussée réticulocyte ire survenant lors de la réalimentation, sont des caractéristiques assez communes du tableau hématologique asso cié aux états de malnutrition protéo-énergétique de l'enfant. Il ne faut cependant pas y voir de règles générales ; dans certaines régions du monde, l'anémie peut se présenter de manière variable, parfois très différente de ce schéma (Lien-Keng et Tumbelaka, 1960;
-11
-II convient donc de souligner que les aspects hématologiques de la malnutrition protéo- énergétique sont le résultat de l'évolution d'une pathologie carentielle particulière, sur venant dans une population aux caractéristiques génétiques précises, vivant dans un en vironnement déterminé. Toute étude physiopathologique approfondie implique la connaissance préalable de ces circonstances locales. Pour clarifier l'exposé, nous traiterons brièvement de ces dernières en plusieurs paragraphes successifs, selon que les facteurs envisagés sont ou ne sont pas obligatoirement liés au kwashiorkor marastique.
La majorité des travaux consacrés à l'anémie de la malnutrition ne comporte que des descriptions morphologiques et des considérations pathogéniques fondées sur la re
cherche de certaines carences vitaminiques ou martiale. Cet abord méthodologique est insuffisant. En utilisant diverses méthodes isotopiques, nous avons pu évaluer de manière satisfaisante les volumes intravasculaires, la production des hématies et leur destruction. Dans cette introduction, nous résumerons les résultats de ces études ainsi que les hypo thèses qu'ils nous ont permis de formuler quant à la progression dans le temps des modifications hématologiques associées au kwashiorkor marastique.
Après avoir fait le point de nos connaissances relatives à l'existence d'un lien de causalité entre la composante kwashiorkor et les manifestations sanguines observées dans le kwashior kor marastiques au Kivu, nous aborderons enfin un problème crucial : l'analyse des argu ments qui permettraient d'admettre ou de rejeter l'hypothèse de l'existence d'une anémie d'adaptation.
1.1. FACTEURS INDEPENDANTS DE LA MALNUTRITION PROTEO-ENERGETIQUE ET SUSCEPTIBLES D'INFLUENCER LES PARAMETRES HEMATOLOGIQUES DES ENFANTS ETUDIES.
1.1.1. Facteurs génétiques
Les enfants étudiés sont le plus souvent des Shi, plus rarement des Havu, exceptionnelle ment des Tutsi. Les données anthropométriques et la prévalence des affections génétiques sont en général moins bien connues chez les Havu que chez les Shi et les Tutsi.
La prévalence des hémoglobinopathies est relativement faible dans cette population. Hiernaux (1952) a relevé un test de falciformation positif chez 4,2 % des Shi ; pour Motulsky et coll. (1966), la fréquence du trait drépanocytaire serait de 6,5 % chez les Shi et de 3,2 % chez les Tutsi. Les observations faites à Lwiro se rapprochent plus de l'estimation de Hiernaux que de celle de Motulsky et coll. ; le test de falciformation est positif chez 4,5 % des enfants hospitalisés à l'Hôpital du CEMUBAC (Rapport
hospitalisés à l'Hôpital du CEMUBAC, n'a pas permis de déceler l'existence d'hémo globine anormale autre que l'hémoglobine S (Van Steirteghem, 1972).
La prévalence élevée de la déficience en G6PD est une notion classique en Afrique Equatoriale. Le déficit est présent chez 13,8 % des garçons Shi et chez 5,4 % des garçons Tutsi; ces chiffres sont nettement inférieurs à ceux observés dans l'ouest du Zaïre (Motulsky et coU., 1966). On estime classiquement que la déficience africaine en G6PD n'entraîne pas d'anémie chronique ; toutefois, il semble bien qu'en dehors des crises hémolytiques par agents toxiques ou médicamenteux, le déficit pourrait être un facteur favorisant ou aggravant les anémies d'autres origines (Van Ros, 1977).
il n'existe pas dans la littérature d'étude épidémiologique relative aux autres érythroen- zymopathies congénitales au Kivu. A la lumière des résultats qui seront présentés dans la présente étude, leur prévalence nous semble être faible dans le Bushi et le Buhavu.
1.1.2. Facteurs d'environnement
Les caractéristiques géographiques, démographiques, socio-économiques et nutritionnel les du Bushi et du Buhavu, ainsi que la prévalence de diverses infections ou parasitoses, ont fait l'objet de plusieurs revues (Vis et coU., 1969; Rapport CEMUBAC, 1970 ;
Rapport CEMUBAC, 1975). Nous nous limiterons à souligner certaines particularités
susceptibles d'influencer la distribution du taux d'hémoglobine dans la collectivité.
L'habitat des populations Shi et Havu se répartit entre 1460 et plus de 2000 mètres, en partant des rives du Lac Kivu et en se rapprochant d'une part des Monts Mitumba, d'autre part des crêtes de l'Ile Idjwi. Le sol le plus ancien se compose de schistes et de quartzites, généralement recouverts soit de formations granitiques soit de coulées basaltiques. La composition chimique des végétaux dépend en chaque endroit de la nature des roches superficielles; ainsi, la teneur des plantes en fer et en manganèse est fonction du terrain sur lequel elles sont cultivées (Cornil et coU., 1974).
La densité moyenne de la population était estimée entre 90 et 100 individus par km^ en 1969 (Vis et coll., 1969); elle semble être en continuel accroissement. Les Shi et les Havu vivent généralement d'un régime économique de subsistance. Leur alimenta tion est surtout fondée sur la consommation de produits vivriers. La faiblesse pérenne des apports énergétiques, l'insuffisance des apports protéiques et son aggravation lors des périodes de soudure, la faiblesse des apports lipidiques, ont été décrites en détail par Vis et coll. (1969). Ces données permettent de comprendre la sévérité de la mal nutrition endémique : dans le milieu rural, 30 % des enfants présentent des signes
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-La mortalité infantile est très élevée et semble surtout attribuable aux infections respiratoires et digestives. La prévalence des parasitoses digestives dépasse 60 %; elle est à peu près la même chez les sujets bien ou mal nourris (Fondu et coll.,
1978). Les parasitoses anémiantes demeurent assez rares. Entre 1970 et 1974,
la prévalence du paludisme (Plasmodium falciparum) a varié de 1,7 à 4,2 % chez les enfants admis à l'hôpital de Lwiro; une certaine recrudescence (7,2 % des cas) a été observée en 1975 (Rapport CEMUBAC, 1975). La bilharziose se limite à quelques foyers très limités situés autour du Lac Kivu (Rapport CEMUBAC, 1970).
L'ankylostomiase n'est décelable que chez 0,6 à 2,4 % des enfants hospitalisés à Lwiro (Rapport CEMUBAC, 1975).
L'environnement impose donc aux autochtones un certain nombre de contraintes liées : a) à l'altitude relativement élevée ;
b) à la nature du sol, conditionnant les apports de plusieurs minéraux ; c) à la quantité et à la qualité des apports alimentaires ;
d) à la prévalence des infections et des parasitoses.
Un impact des apports diététiques sur les "constantes biologiques" peut être mis en évidence chez des enfants ne présentant aucun signe clinique ni biologique de malnutrition protéo-énergétique. Nous avons précédemment insisté sur les différen ces existant entre les concentrations sanguines de certaines vitamines déterminées chez des enfants shi ou belges apparemment sains. Le taux des folates sériques est plus élevé chez les Shi, alors que les taux d'acide ascorbique et de vitamine E sont plus faibles; les concentrations plasmatiques du fer et de la vitamine B12 ne diffèrent pas (Lejeune-Lenain et Fondu, 1975 ; Fondu et coll., 1978).
De tous les facteurs d'environnement caractéristiques des hauts plateaux du Kivu, celui dont l'influence sur les paramètres hématologiques est la plus évidente, en dehors de la malnutrition protéo-énergétique, est certes l'altitude. Chez des en fants sains d'âge égal, le taux d'hémoglobine est plus haut au Kivu qu'en Belgique. Pour un hématocrite déterminé, les taux urinaire et plasmatique d'érythropoiétine sont plus élevés au Kivu qu'au niveau de la mer (Fondu et coll., 1977,b).
a) Il est bien établi que la courbe de dissociation de l'hémoglobine est déplacée vers la droite chez des sujets résidant en altitude. La principale cause de l'accroissement de la P50 est une augmentation de la concentration de 2,3-DPG
(Lenfant et cqU.. 1968: Eaton et colL. 1969; Lenfant et coll._. 1971). Ce phé
nomène est observé chez des autochtones comme chez de nouveaux arrivants ; il persiste lorsque la polycythémie est nette et est rapidement réversible lors de déplacements vers de plus basses altitudes. L'existence d'augmentations de la P50 et du taux de 2,3-DPG chez des sujets sains a été confirmée au Kivu
(Fondu et Mandelbaum, 1975).
L'accroissement du taux de 2,3-DPG qui survient dans les premières heures suivant l'arrivée en altitude semble principalement attribuable à l'alcalose secon daire à l'hyperventilation (Lenfant et coll., 1971). Selon Rôrth et coll. (1972,
1973), il faudrait également tenir compte d'une redistribution des phosphates inorganiques au détriment des compartiments plasmatique et érythrocytaire. Les taux abaissés de Pi tendraient à modifier la constante d'équilibre de la GAPD érythrocytaire; cet effet serait compensé par l'afflux vers l'hématie de certaines substances de nature mal déterminée, progressivement libérées par les tissus. Il convient de souligner que ces mécanismes, décrits chez des sujets arrivés en alti tude depuis quelques heures seulement, pourraient être essentiellement différents de ceux qui prévalent chez des individus adaptés à la vie en montagne depuis des périodes plus longues.
b) L'interprétation de l'acclimatation à l'altitude doit tenir compte de la présence d'érythrocytes ayant un équipement enzymatique modifié. Nous avons démontré
l'existence de ce mécanisme en étudiant certaines activités enzymatiques chez des sujets sains acclimatés à la vie au Kivu ou à Bruxelles : à l'état stationnaire, les activités de la G6PD, de l'HK et de la PK sont plus élevées au Kivu (Mandelbaum
et coll., 1973). Ces données ont été partiellement confirmées dans l'Himalaya (Morpurgo et coll., 1976). De tels faits suggèrent que l'hypoxie induit un ajus
tement des synthèses enzymatiques et donc un remodelage du métabolisme énergé tique au sein des cellules de la lignée rouge.
c) Des publications récentes visent à démontrer que les caractéristiques hématologiques d'une population saine vivant en altitude dépendraient de facteurs ethniques. L'on affirme que des populations adaptée depuis plusieurs générations à la vie en altitu de, comme les Indiens Aymaras ou les Népalais d'origine tibétaine, ne présentent qu'une polyglobulie très modérée (Moulin, 1971; Adams et Strang, 1975). Les
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-Une telle conclusion est sujette à caution; on doit en effet déplorer que l'in fluence des facteurs nutritionnels n'ait pas été analysée de manière approfondie dans ces travaux. Or, il est bien connu que la prévalence des carences nutri tionnelles, en particulier celle de la malnutrition protéo-énergétique, est élevée dans certaines de ces régions (Pourbaix, 1974). Chez des individus sains d'ethnie Shi ou d'origine européenne vivant soit en Belgique soit au Kivu, l'étude de plusieurs paramètres biochimiques érythrocytaires ne nous a pas révélé l'existence de différences génétiques (Mandelbaum et coU., 1973; Fondu et Mandelbaum,
1975).
1.2. ROLES EVENTUELS DES CARENCES MARTIALE ET VITAMINIQUES DANS LE TABLEAU HEMATOLOGIQUE PROPRE AU KWASHIORKOR MARASTIQUE.
1.2.1. Aspects du métabolisme du fer.
Le métabolisme du fer dans le kwashiorkor marastique a été analysé par Fondu (1973, 1977) et Fondu et coll. (1973, 1977,a, 1978). Le taux du fer sérique et la capacité totale de saturation valent environ les deux tiers de la moyenne normale; en moyenne, le pourcentage de saturation de la sidérophiline est légère ment accru. La proportion de patients dont le pourcentage de saturation est in férieur à 16 % ne diffère pas de celle observée chez des témoins locaux ou chez des enfants belges bien portants. Le plus souvent, le pourcentage de sidéroblastes est normal ou élevé. Dans la majorité des cas, les réactions histochimiques du fer sont positives dans les cellules réticulaires médullaires, les hépatocytes et les cellules de Kupffer. Il n'y a pas de perturbation notable de l'absorption intestinale des ions ferreux et ferrique.
La réduction de la capacité totale de saturation semble attribuable à une diminu tion de synthèse de la sidérophiline; il existe en effet une assez bonne corrélation entre la capacité de saturation et le taux des albumines. Pour un taux d'albumines déterminé, la capacité de saturation est cependant plus élevée chez les patients dont les réactions histochimiques du fer sont négatives. Nous ne pouvons donc pas sous crire à l'opinion défendue par certains auteurs, selon laquelle la mesure du taux de sidérophiline serait un critère spécifique permettant d'apprécier la sévérité de la mal nutrition protéique.
Il n'existe aucune relation entre le taux du fer sérique et l'importance des réserves de fer; selon toute vraisemblance, l'hyposidérémie résulte essentiellement d'un ralentis sement de la libération du fer à partir du système réticulo-endothélial. Cette anoma lie ne peut être expliquée par l'intervention de certains mécanismes susceptibles
sont généralement peu importantes. Il est possible que l'anomalie de libération du fer soit liée au syndrome inflammatoire fréquemment observé dans le kwashiorkor maras tique, mais la nature précise du trouble métabolique en cause ne peut être actuellement définie.
Malgré cette incertitude, il apparaît clairement que l'apport de fer aux érythroblastes est généralement suffisant chez les patients étudiés à l'admission.
Au cours de la période de réalimentation, les patients développent un état de carence martiale dont les manifestations biologiques les plus évidentes sont un épuisement des réserves de fer, une augmentation de l'absorption intestinale de l'ion ferreux et une ré duction du pourcentage des sidéroblastes. Cette évolution s'explique par l'accélération des activités anaboliques et plus particulièrement par l'utilisation très importante du fer lors des synthèses d'hémoglobine et de myoglobine. La quantité de fer nécessaire à la normalisation du volume globulaire ne peut être valablement estimée en fonction du taux d'hémoglobine mesuré à l'admission, car les érythrocytes se distribuent à ce mo ment dans un volume inférieur au volume sanguin d'enfants normaux de même taille. L'adjonction d'un traitement au fer-dextran accélère la correction du taux d'hémoglo bine et du volume globulaire.
L'évolution du métabolisme du fer au cours du traitement montre bien que l'application de la méthode des essais thérapeutiques pourrait conduire à des interprétations erronées dans la malnutrition protéo-énergétique ; une carence peut devenir critique pendant la période de réalimentation alors qu'elle n'existe pas ou qu'elle n'a pas de répercussion hématologique à l'admission.
1.2.2. Taux sanguins de certaines vitamines.
Lejeune-Lenain et Fondu (1975) et Fondu et coll. (1978) ont déterminé les taux san guins de certaines vitamines dans le kwashiorkor marastique de l'enfant Shi ou Havu. Des taux anormalement bas des folates sériques et érythrocytaires ne sont qu'exception- nellement rencontrés ; cette donnée est compatible avec l'absence de mégaloblastose franche au Kivu (Fondu et coll., 1973). Le taux des folates sériques tend à décroître au cours de la réalimentation.
En moyenne, le taux plasmatique de vitamine B12 est élevé ; il ne se normalise qu'après plus d'un mois de traitement. Cette anomalie pourrait être due à la stéatose hépatique. La capacité totale de saturation du plasma en vitamine B12 est normale à l'admission, mais accrue chez les enfants réalimentés sans supplément martial.
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-Le taux plasmatique de vitamine E est abaissé à l'admission et le reste après deux mois de réalimentation.
La mesure du taux sanguin de riboflavine ne permet pas un diagnostic satisfaisant de la carence en cette vitamine; l'étude d'une flavine-enzyme telle que la GSSG-réd érythro cytaire représenterait un abord plus rationnel de ce problème (SauberUch et coll., 1972).
Il semble donc que les carences vitaminiques aient des répercussions moins évidentes sur l'état hématologique observé dans le kwashiorkor marastique du Kivu que dans d'autres états de malnutrition protéo-énergétique décrits dans la littérature (Fondu et
coll., 1978). Toutefois, la signification hématologique précise de l'abaissement du taux
plasmatique des tocophérols ainsi que l'existence éventuelle d'une carence en riboflavine ne pourront être définies qu'après une étude du métabolisme des hématies.
1,3. ETUDES ISOTOPIQUES EFFECTUEES DANS LE KWASHIORKOR MARASTI QUE.
1.3.1. Volume globulaire (Fondu, 1977).
En raison de la diffusion des traceurs plasmatiques dans les oedèmes, le volume globulaire est le seul compartiment intravasculaire qui peut être mesuré avec exactitude dans la mal nutrition protéo-énergétique. Les résultats peuvent être exprimés en pourcentages de la valeur moyenne observée chez des témoins de la même taille ou en ml/Kg. Dans ce dernier cas, le poids considéré doit être le poids minimal observé en cours de réalimentation; en effet, le poids à l'admission peut fluctuer considérablement en fonction de l'hydratation corporelle. Quel que soit le mode d'expression choisi, les valeurs sont plus basses dans le kwashiorkor marastique que chez des enfants normaux. Une corrélation significative est observée à l'admission entre le volume globulaire et l'hématocrite. Lors de la réalimentation, le "volume plasmatique" augmente plus rapidement que le volume globulaire, ce qui expli que la diminution transitoire du taux d'hémoglobine.
1.3.2. Etude de l'hémolyse.
Le T50Cr mesuré en autotransfusion est de 17,1 ± 1,2 jours à l'admission (n = 10; valeurs extrêmes ; 11,5 à 24,0 jours) et de 30,6 ± 1,5 jours chez des patients réalimentés depuis 2 mois au moins (n = 10; valeurs extrêmes : 25,0 à 38,0 jours ; Fondu 1973; Fondu et
coll., 1978). Les valeurs normales chez l'enfant vont de 25,0 à 42,0 jours (Stekel et Smith, 1970) ou de 24 à 31 jours (Magdougall et coll., 1970). Lorsque les comptages
in vivo effectués au cours de ces épreuves sont interprétées en fonction des recom mandations de la Commission Internationale pour la Standardisation des Epreuves Isotopiques en Hématologie (ICSH, 1975), les valeurs suivantes sont obtenues à l'admission : rapport rate/foie au jour zéro : 0,45 ± 0,02 ; valeur maximale du rap port rate/foie normalisé : 1,49 ± 0,15 ; valeur maximale de l'excès d'activité splénique;
Ces résultats ne plaident pas en faveur de l'existence d'une destruction érythrocytaire massive au sein de la rate ou du foie.
Une diminution du T50Cr a également été observée par d'autres auteurs chez des pa tients souffrant de kwashiorkor (Zamar et coll., 1966 ; Lanzkowsky et coll., 1967 ;
Adams, 1969).
L'interprétation de l'ensemble de ces résultats appelle des réserves, parce que les patients investigués sont en cours de traitement et que leur volume globulaire s'accroît pendant la mesure du T50Cr. Nous avons utilisé deux procédés pour pallier cet inconvénient. En premier lieu, les érythrocytes des patients, marqués au chromate radioactif, ont été réinjectés à des adultes sains volontaires ; le T50Cr ainsi mesuré est quelque peu dimi nué : 24,6 ± 1,2 jours (n = 10 ; valeurs extrêmes ; 18,0 à 29,0 jours ; Fondu et coll.,
1978). Il existe donc un accroissement modéré de l'hémolyse, dû à certaine(s) anoma-
lie(s) intrinsèque(s) des hématies.
Par ailleurs, la probabilité de destruction érythrocytaire A a été évaluée chez 20 patients dont le volume globulaire a été mesuré à 2 reprises ; les calculs ont été effectués en uti lisant diverses équations correspondant chacune à un modèle déterminé de la destruction globulaire. Quel que soit le modèle choisi, les résultats obtenus démontrent un acrrois- sement modéré de la probabilité de destruction des hématies. Toutefois, l'on peut raison nablement estimer que la destruction érythrocytaire, c'est-à-dire le produit de la probabi lité de destruction érythrocytaire et du volume globulaire (ml/kg), ne diffère guère des valeurs normales (Fondu et coll., 1978).
Comme les études en isotransfusion et les mesures répétées du volume globulaire nous ont conduit à des estimations très proches de la probabilité de destruction érythrocytaire, l'existence d'une hémolyse extracorpusculaire est selon nous improbable dans le kwashior kor marastique du Kivu.
1.3.3. Etude de l'érythropoîèse.
Hormis le travail de Khalil et coll. (1969) concernant 3 patients, la seule étude quanti tative de l'érythropoîèse dans le kwashiorkor ou le kwashiorkor marastique est celle réa lisée à Lwiro (Fondu, 1973).
Les paramètres ferrocinétiques déterminés à l'admission ont été exprimés par rapport au
A ; Sous ces termes, nous désignons le paramètre dont la définition mathématique exacte donnée par
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-poids minimal. Lorsque les résultats sont analysés globalement, les seules différences significatives entre les patients et les témoins concernent le volume globulaire, qui est diminué chez les patients, et le volume de distribution de la sidérophiline marquée au fer radioactif, qui est augmenté. La seconde anomalie est un fait classique chez des patients oedématiés (Najean et coll., 1970). Les valeurs moyennes du renouvellement du fer plasmatique, du pourcentage d'incorporation du fer dans les hématies, de l'uti lisation globulaire du fer et du temps de transit médullaire ne diffèrent pas nettement de celles observées chez les témoins.
Dans certaines limites, la mesure de l'utilisation globulaire du fer permet d'évaluer la production des hématies. En exprimant les résultats par rapport au poids corporel, il apparaît donc que la production ne s'écarte pas sensiblement des valeurs normales A. Une corrélation positive existe entre le renouvellement du fer plasmatique et le pour centage d'incorporation du fer dans les hématies. Il n'y a pas de corrélation signifi cative entre l'utilisation globulaire du fer et le taux du fer sérique. Cette dernière ob servation confirme le fait que l'érythropoîèse n'est généralement pas freinée par une limitation des apports de fer aux érythroblastes, à l'encontre de ce qui se passe dans les anémies dues aux maladies chroniques et notamment à certaines infections (Douglas
et Adamson, 1975).
Les comptages in vivo sont normaux lorsque le pourcentage d'incorporation du fer radioactif dans les hématies est égal ou supérieur à la valeur moyenne des témoins; lorsque ce pourcentage est inférieur à la moyenne des témoins, une hypo- captation sacrée et une hypercaptation hépatique précoce sont parfois observées.
Les comptages spléniques sont toujours normaux.
Les tests au fer radioactif n'apportent donc pas d'argument en faveur de l'existence d'une érythropoîèse inefficace; ils montrent que la prolifération des érythroblastes peut varier assez sensiblement d'un patient à l'autre.
Après deux mois de traitement, les paramètres ferrocinétiques présentent les carac téristiques généralement décrites dans les anémies ferriprives.
1.3.4. Discussion et conclusions.
Quand les paramètres étudiés sont rapportés au poids corporel, les investigations isotopiques montrent que le volume globulaire est nettement abaissé dans le kwas- kwashiorkor marastique, alors que la production et la destruction érythrocytaires ne
A ; Si l’utilisation globulaire du fer est exprimée en pourcentages de la valeur moyenne observée
diffèrent guère des valeurs normales. Avant le début de la réalimentation, la produc tion des hématies est donc à peu près égale à leur destruction. Cette conclusion nous permet de mettre en doute l'interprétation hypothétique de l'anémie du kwashiorkor et du kwashiorkor marastique proposée par Viteri et coll. (1968). Pour ces auteurs, l'installation du kwashiorkor ou du kwashiorkor marastique représente toujours un phénomène aigu dont la conséquence hématologique directe est un freinage de l'ac tivité érythropoiétique, entraînant une diminution rapide du volume globulaire. Une telle théorie implique que dans un groupe d'enfants étudiés avant tout traitement, la production des hématies serait inférieure à leur destruction.
La théorie de Viteri et coll. implique également que l'âge médian de la population globulaire serait augmenté dans le kwashiorkor marastique. L'étude de certains para mètres biochimiques érythrocytaires, qui permettrait peut-être d'évaluer l'âge médian, n'a cependant pas été entreprise de manière approfondie par ces auteurs.
En relation avec les résultats évoqués dans le paragraphe 1.3., il faut souligner que l'expression des données par rapport au poids minimal n'a qu'une valeur convention nelle, permettant de comparer entre elles des investigations différentes effectuées chez des patients présentant des degrés similaires de malnutrition. Aucune signification fonc tionnelle précise ne peut être accordée à ces expressions ; ce problème méthodologique fondamental sera évoqué dans le paragraphe 1.5.
1.4. RELATIONS EXISTANT ENTRE LES PARAMETRES HEMATOLOGIQUES ET LA SEVERITE DE LA COMPOSANTE KWASHIORKOR
Dans les états de malnutrition protéo-énergétique, il est souvent possible de reconnaître l'existence d'une composante marasme et d'une composante kwashiorkor, dont les carac téristiques cliniques et métaboliques respectives ont été récemment résumées par Vis (1975).
L'existence de deux entités nosologiques distinctes a alimenté plusieurs controverses
(Mc Cance et Widdowson, 1968 ; Vis, 1969 ; Waterlow et Alleyne, 1971 ; Oison, 1975).
Les expérimentations de Platt (1968) suggèrent que le marasme surviendrait chez des sujets soumis à une carence globale des apports énergétiques et le kwashiorkor chez des individus dont les apports protéiques, mais non les apports énergétiques sous forme d'hy drates de carbone, seraient brutalement restreintes. Cette théorie purement diététique de la genèse
des diverses formes de la malnutrition protéo-énergétique n'est cependant pas admise par tous les auteurs (Oison, 1975).
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-tenu de la taille et la composante kwashiorkor par l'existence d'un ensemble de troubles métaboliques généralement réversibles (Vis, 1975). Ces deux composan tes sont le plus souvent intriquées.
La recherche de corrélations entre les paramètres hématologiques et certaines données cliniques ou métaboliques typiques soit de la composante kwashiorkor soit de la composante marasme pourrait apporter des éclaircissements relatifs à l'étiopathogénie des manifestations sanguines du kwashiorkor marastique.
a) Les observations effectuées à Lwiro montrent l'existence d'une corrélation signifi cative entre le taux des albumines plasmatiques et le volume globulaire exprimé soit par rapport au poids minimal soit en pourcentages de la valeur moyenne nor male pour la taille ; par contre il n'y a pas de corrélation significative entre le volume globulaire et le déficit pondéral (Viart, 1976 ; Fondu, 1977).
b) Au cours d'une étude préalable, nous avions montré qu'à un stajje déterminé de la malnutrition, les répercussions métaboliques de la composante kwahiorkor étaient mieux reflétées par le dosage de l'acide urocanique dans les urines après surcharge en L-histidine que par le dosage des albumines ; l'excrétion est d'autant plus im portante que la composante kwashiorkor est plus sévère (Mandelbaum et co/l., 1975). Ce phénomène pourrait s'expliquer par les caractéristiques du métabolisme des al bumines dans la malnutrition : on sait que certains mécanismes palliatifs tendent à maintenir le taux des albumines dans des limites assez étroites alors que leur syn thèse peut être très profondément altérée (Hoffenberg et coll., 1966 ; James et Hay,
1968). Tirant parti de ces observations, nous avons étudié la corrélation entre l'ac
tivité érythropoiétique et l'excrétion d'acide urocanique après surcharge en L-histidine; nous avons pu en déduire que le temps de transit médullaire est d'autant plus long et l'utilisation globulaire du fer d'autant plus faible que la composante kwashiorkor est plus sévère (Fondu, 1973).
1.5. ARGUMENTS EN FAVEUR OU EN DEFAVEUR DE L'EXISTENCE D'UNE ANEMIE D'ADAPTATION.
Pour Haxhe (1963), une anémie d'adaptation est une réduction de la concentration des globules rouges dont le volume suffit cependant à oxygéner normalement les tissus sans l'intervention de mécanismes compensatoires. Une telle anémie présente rait les caractéristiques suivantes :
1) il n'y a pas d'augmentation de la P50, du débit cardiaque ni de la production d'érythropoiétine ;
2) la réponse médullaire à l'érythropoiétine n'est pas diminuée ; 3) la durée de vie des hématies n'est pas raccourcie.
En raison des modifications importantes de la composition corporelle survenant dans la malnutrition, le choix des standards de référence à utiliser pour exprimer les va leurs des compartiments ou des fonctions corporels pose des problèmes ardus, qui sont bien illustrés par les difficultés d'interprétation des mesures de la consommation d'oxygéne. Il est certain que cette dernière , exprimée en litres par minute, est plus basse chez l'enfant mal nourri que chez des témoins du même âge ou de la même taille (Montgomery et coll., 1962; Mônckeberg et coll., 1964 ; Parra et coll., 1975). Par contre, il est difficile d'établir si le métabolisme respiratoire de la masse tissu laire active est ou n'est pas diminué.
Le fait que le métabolisme de base et le volume globulaire sont tous deux inférieurs aux valeurs normales pour l'âge ou pour la taille n'est pas une preuve suffisante que la diminution des besoins en oxygène est la seule cause, ou la cause principale, de la réduction de la quantité totale d'hémoglobine. Des mesures simultanées de ces deux paramètres n'ont jamais été effectuées dans la malnutrition protéo-énergétique. On doit considérer avec septicisme les conclusions de Viteri et coll. (1968), fondées sur des déterminations simultanées du volume globulaire et de l'indice de créatininurie, tant il est douteux que ce dernier indice reflète fidèlement la valeur du métabolisme de base chez l'enfant mal nourri (Fondu, 1977).
Deux investigations réalisées à Lwiro pourraient corroborer l'hypothèse de l'existence d'une anémie d'adaptation dans le kwashiorkor marastique.
a) Fondu et Mandelbaum (1975) ont étudié l'affinité de l'hémoglobine pour l'oxygène et le taux de 2,3-DPG dans les kwashiorkor marastique. La P50 et le taux de 2,3-DPG sont normaux à l'admission et augmentent lors du traitement.
L'absence d'accumulation de 2,3-DPG, qui en fait assez exceptionnel dans les états d'anémie, a précédemment été décrite au cours du panhypopituitarisme (Rodriguez
et Shahidi, 1971).
-23
-circulatoire est prolongé et il y a une tendance à la bradycardie et à l'hypotension; l'index cardiaque, l'index systolique et le travail de ventricule gauche sont réduits A.
D'autres observations nous conduisent à penser que le tableau hématologique observé dans le kwashiorkor marastique ne correspond pas à la définition d'une anémie d'adap tation.
a) Ainsi que nous l'avons précédemment rappelé, la probabilité de destruction érythro cytaire est accrue.
b) Un deuxième argument se trouve dans les résultats des dosages d'érythropoiétine ef fectués chez les patients observés au Kivu. En raison de la p02 ambiante basse, tout stimulus hypoxique surajouté tend à entrafner une élévation très nette de la produc tion d'érythropoiétine; le dosage de l'hormone peut donc être effectué dans des conditions particulièrement favorables.
Le taux plasmatique d'érythropoiétine est plus élevé dans le kwashiorkor marastique que chez des enfants sains vivant à la même altitude ; il reste élevé après deux mois de traitement. Assez curieusement, il n'existe pas à l'admission de corrélation positive entre les taux plasmatique et urinaire d'érythropoiétine, alors que cette corrélation est observée chez les patients réalimentés (Fondu et coll., 1977, b}. L'élévation importan te des taux d'érythropoiétine constatée dans le kwashiorkor marastique oppose l'anémie observée dans cette affection à celle qui accompagne les maladies chroniques (Douglas
et Adamson, 1975).
Nous pouvons donc conclure que l'anémie observée dans le kwashiorkor marastique du Kivu représente un syndrome hématologique autonome. La diminution du volume glo bulaire résulte à la fois d'une augmentation de la probabilité de destruction érythrocy taire et d'une diminution de la réponse médullaire à l'érythropoiétine.
L'interprétation de ce syndrome rencontre certaines difficultés. Alors que les taux ac crus d'érythropoiétine font penser à l'existence d'une hypoxie, d'autres mécanismes supplétifs intervenant généralement dans les états d'anémie ne sont pas ici décelables : il n'y a ni accumulation de 2,3-DPG dans les hématies ni augmentation évidente du débit cardiaque.
A .• On ne peut cependant pas certifier que ta situation hémodynamique représente une adaptation
1.6. BUTS DU TRAVAIL ET FONDEMENTS METHODOLOGIQUES.
La revue des résultats obtenus lors de nos études antérieures du kwashiorkor marasti que nous a permis d'évoquer quatre problèmes dont l'énoncé résume l'intérêt que revêtirait une meilleure compréhension du métabolisme des globules rouges : a) l'identification des anomalies érythrocytaires susceptibles d'expliquer l'accroisse
ment de la probabilité de destruction des hématies ;
b) la définition de l'impact éventuel de carences en certains nutriments sur les cellules de la lignée rouge ;
c) l'étude des mécanismes érythrocytaires d'adaptation à l'hypoxie ; d) l'évaluation de l'âge médian de la population érythrocytaire.
Dans ce travail, nous nous sommes fixé pour buts d'envisager chacun de ces problèmes et de montrer ainsi la contribution de l'étude du métabolisme érythrocytaire à l'éla boration d'un modèle général de l'anémie du kwashiorkor marastique observée au Kivu.
Plus que toutes autres cellules humaines, les érythrocytes se prêtent facilement à une étude biochimique approfondie : aisément accessibles, ils ont un métabolisme simplifié dont la compréhension détaillée a bénéficié d'importantes acquisitions récentes.
Aujoud'hui encore, certains aspects fondamentaux demeurent cependant imprécis. Ainsi, les relations existant entre les taux de plusieurs constituants des hématies mûres et l'âge de ces dernières sont mal connues ; dans ce domaine, il s'impose de raisonner prudem ment.
Entreprise dans le cadre d'une entité nosologique complexe observée dans une région en voie de développement, l'étude du métabolisme des hématies rencontre par ailleurs d'évi dentes contraintes méthodologiques.
Trois types de méthodes sont concevables et sont effectivement utilisés dans le présent travail :
a) des investigations dynamiques in vivo, qui permettent d'étudier le métabolisme de manière approfondie, mais dont l'emploi est surtout restreint par le risque d'irradiation inhérent à l'injection de traceurs radioactifs ;
b) des épreuves dynamiques in vitro, auxquelles il n'est possible de recourir que dans certaines circonstances expérimentales privilégiées ;
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CHAPITRE 2
LE METABOLISME ERYTHROCYTAIRE DANS LES ETATS DE MALNUTRITION PROTEO-ENERGETIOUE CHEZ L'HOMME
REVUE DE LA LITTERATURE
Des hématies d'un âge déterminé pourraient présenter deux types d'anomalies chez les patients souffrant de malnutrition protéo-énergétique.
En premier lieu, la synthèse des constituants érythrocytaires pourrait être altérée au cours de l'érythropoïèse. Ainsi peut-on concevoir l'existence de perturbations de la vitesse de synthèse de certaines protéines, notamment de certaines isoenzymes, con duisant à des modifications de l'activité globale, des propriétés cinétiques ou de la durée de vie des enzymes intervenant dans une réaction métabolique déterminée. Il n'a jamais été démontré qu'une carence en acides aminés essentiels pourrait être suivie d'une altération de la structure d'une protéine, mais on sait qu'une disponibilité limitée de certains autres nutriments peut altérer les propriétés des enzymes érythro cytaires (Beutler, 1970; Boivin, 1970).
En deuxième lieu, l'environnement plasmatique anormal pourrait entraîner des altéra tions du métabolisme des hématies mûres. Ces lésions ne seraient pas nécessairement irréversibles : leur correction pourrait survenir avant que la population érythrocytaire ne soit renouvelée.
La revue de la littérature n'apporte que des données très fragmentaires sur le métabo lisme érythrocytaire dans le kwashiorkor marastique. L'interprétation en est autant plus malaisée que les carences associées à la malnutrition protéo-énergétique propre ment dite ne sont pas toujours définies et qu'aucune hypothèse fondée sur des argu ments expérimentaux précis ne permet de se représenter les variations du volume
globulaire au cours du temps ; la modification éventuelle des distributions de fréquences des âges érythrocytaires, dont dépend un grand nombre de valeurs biochimiques, reste donc totalement inconnue.
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-L'activité de la LDH musculaire mesurée in vitro est normal chez l'enfant mal nourri, alors que celle de la PK est abaissée. L'étude de la cinétique de la PK musculaire montre que la diminution de concentration de K"*", ou l'élévation de celle de Na'*’, conduisent à une inhibition non compétitive chez l'enfant mal nourri, mais à une inhibition compétitive ou mixte chez l'enfant normal. Le dosage de certains inter médiaires glycolytiques montre que l'activité in vivo de la PK ne serait pas diminuée dans la malnutrition, en dépit de la diminution de concentration de l'enzyme et des variations des taux des cations intracellulaires qui sont des effecteurs de la PK
(Metcoff, 1975; Metcoff et coll., 1960, 1966). La signification des observations de
Metcoff demeure énigmatique, d'autant que les isoenzymes de la PK n'ont pas été étudiées par cet auteur.
Les données obtenues dans le cas des leucocytes sont moins ambiguës : elles montrent clairement l'existence d'une diminution d'activité de la PK. In vitro, cette dernière activité est abaissée, alors que l'activité de la LDH est normale. De plus, le taux de PEP est normal, alors que les taux de pyruvate et de lactate sont bas. Enfin, le taux d'ATP est inférieur aux valeurs normales pour l'âge, alors que les taux d'AMP et d'ADP sont normaux (Yoshida et coll., 1967, 1968).
Quelques auteurs font allusion à la voie des pentoses-phosphates dans les érythrocytes au cours de la malnutrition. Un abaissement du taux de GSH est décrit dans le kwashiorkor par Mody et Smith (1964) et confirmé par Verjee et Behal (1976) mais pas par Saraçlar et Ozsoylu (1966). En 1968, Batalden et coll. observent une diminution du taux de GSH chez un adulte fortement amaigri; la formation de corps de Heinz après incubation en présence d'acétyl- phénylhydrazine est accrue. Se basant sur des expérimentations animales, ces auteurs suggèrent que la synthèse du glutathion est diminuée en raison d'un apport alimentaire insuffisant de méthionine et de cystéine. Cette allégation est peu satisfaisante ; le taux de GSH pourrait être diminué pour plusieurs autres raisons. En 1975, Mikhail et coll. mettent en évidence une augmentation de la captation de glycine dans les hématies au cours du kwashiorkor. On ne peut cependant pas en déduire que la synthèse du glutathion est augmentée; en effet, on sait depuis longtemps que la mesure de la cap tation de glycine par les globules rouges ne permet pas d'évaluer la synthèse du gluta thion ^5/dr/7es/d, 1965). Des déficiences transitoires en G6PD ont été décrites par Viteri et coll. (1968), mais pas par Verjee et Behal (1976) ; ces derniers auteurs rela tent par contre l'existence de déficiences acquises en GSSG - réd et en GSH-Px. Les rares données publiées ne permettent donc pas de dégager de règles physiopathologiques générales relatives au fonctionnement de la voie des pentoses-phosphates et aux mécanis mes de réduction de l'oxygène activé.
à l'existence de cellules-cibles dans le kwashiorkor (Viteri et coH., 1968). De plus Van Oye (1953), Adams (1954) et Woodruff (1968) soulignent l'existence d'une augmentation du diamètre globulaire, mais confondent peut-être la macrocytose (augmentation du VCM) et la macroplanie (terme proposé par Werre et coll. (1970) pour désigner une augmentation du diamètre sans augmentation du VCM). Enfin Coward, en 1971, montre que le taux de PC membranaire est accru, mais ne mesure pas le taux de cholestérol membranaire et ne peut fournir aucune explication satis faisante du fait démontré. Cet auteur constate par ailleurs que le temps nécessaire à l'hémolyse in vitro en présence de glycérol ou de thiourée est prolongé et attribue cette anomalie à une diminution de perméabilité membranaire. Toutefois, l'on sait que les temps d'hémolyse dépendent non seulement des coefficients de perméabilité mais aussi du rapport surface/volume des hématies (Wessels et coll., 1973), si bien que l'interprétation des résultats de Coward est difficile.
Les taux érythrocytaires de Na'*' et de K'*' dépendent de la perméabilité passive de la membrane et de l'activité de la pompe à sodium et potassium. Des taux élevés de Na'*' et bas de K'*’ ont été décrits dans les érythrocytes au cours de kwashiorkor
(Khalil et coll., 1974). La "fuite" des cations et leur transport actif n'ont cependant
pas été étudiés par ces auteurs, de sorte que la signification de telles données demeure entièrement conjecturale. L'enzyme membranaire intervenant dans le transport actif, la Na'*' - K''’ - ATPase, n'a pas été étudiée jusqu'ici. La seule enzyme membranaire qui ait retenu l'attention dans la malnutrition protéo-énergétique est l'acétylcholinesté rase : son activité serait diminuée et ses caractéristiques cinétiques seraient modifiées
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-CHAPITRE 3
MATERIELS ET METHODES
3.1. ENFANTS ETUDIES
Sauf mention spéciale, les enfants étudiés sont tous d'ethnies Shi ou Havu. Les patients présentent à l'admission des signes cliniques et biologiques typiques de kwashiorkor ma rastique, ou plus rarement de kwashiorkor.
Nous avons précédemment rappelé que le kwashiorkor marastique représente pour nous l'association chez un même patient d'une composante marasme et d'une composante kwas hiorkor, ces deux syndromes pouvant être plus ou moins évidents (Vis, 1969, 1975). Il convient de souligner que cette définition diffère de celle de Mc Laren et coll., (1967), qui voient dans le kwashiorkor marastique un état de malnutrition protéo-énergétique dont la sévérité serait intermédiaire entre celles du marasme pur et du kwashiorkor pur.
L'existence d'une composante marasme est considérée comme certaine lorsque le poids minimal observé en cours de réalimentation est inférieur au percentile 5 des courbes locales exprimant, pour chaque sexe, le développement pondéral en fonction du dévelop pement statural. L'usage des courbes de croissance locales élaborées par De Maeyer et Vis présente un double avantage sur celui des courbes de référence de Stuart et Meredith dites courbes de Harvard (Nelson, 1969), qui sont souvent utilisées dans les travaux relatifs à la malnutrition dans les pays en voie de développement. En effet, les premières tiennent compte à la fois de l'identité ethnique et de l'existence d'une malnutrition rela tive, c'est-à-dire d'une adaptation de la population globale à une situation nutritionnelle défavorable existant depuis plusieurs décennies (Vis et coll., 1972).
L'importance de la composante marasme peut être évaluée en calculant le pourcentage de déviation pondérale (dév. pond %) selon la formule :
poids minimal - poids théorique
dev pond % = -______________ L__________ J__ x 100, poids théorique
le poids théorique étant le poids moyen d'enfants normaux de la même ethnie, du même sexe et de la même taille.
