Introduction

La lithiase urinaire ou urolithiase correspond à la formation de calculs dans le système urinaire, tandis que le terme néphrolithiase renvoie plus particulièrement aux calculs localisés dans les reins. Les calculs rénaux sont connus depuis des siècles et touchent environ 10 % de la population mondiale (Shah and Whitfield 2002). Les frais de santé associés sont considérables, et les dépenses annuelles rien qu’aux États-Unis sont estimées à plus de 2 milliards de dollars (Pearle et al. 2005). Par ailleurs, chez les patients ayant vécu un premier épisode de lithiase, le taux de récurrence s’élève à 50 % dans les 5 années suivant le premier calcul (Ettinger 1979 ; Hosking et al. 1983 ; Sutherland et al. 1985). Malgré les frais de santé et le taux de récurrence élevés, les calculs rénaux ne sont pas toujours reconnus comme un problème sanitaire important. De nombreux chercheurs ont néanmoins étudié la question des mesures préventives. La nutrition, par exemple, est un paramètre-clé dans le processus de formation des calculs, puisque la composition de l’urine reflète essentiellement nos apports alimentaires et nos consommations de fluides. Plus particulièrement, la consommation d’une grande quantité d’eau fut pendant longtemps l’unique mesure préconisée par les médecins pour prévenir la récurrence (Borghi et al. 1999c ; Ramello et al. 2000). Pourtant, pendant de nombreuses années, peu de données scientifiques confortaient l’efficacité des apports hydriques sur la prévention des lithiases. Au cours des deux dernières décennies, de nouvelles études ont apporté un nouvel éclairage sur les bénéfices de l’eau dans la prévention primaire et secondaire de la lithiase.

Ce document présente les données épidémiologiques et physiopathologiques actuelles sur la lithiase et fait une synthèse de l’état actuel des connaissances concernant l’hydratation et les calculs rénaux.

I. Epidémiologie des calculs rénaux

I.1. Prévalence des calculs rénaux

La prévalence mondiale des calculs rénaux approche les 10 % mais peut varier en fonction de la zone géographique (Shah and Whitfield 2002). La Figure 1présente les valeurs de la prévalence dans le monde.

L’augmentation de la prévalence des calculs rénaux est un phénomène mondial, et est particulièrement visible dans les pays développés, où les calculs rénaux sont plus fréquents (Daudon et al. 2012 ; Lopez and Hoppe 2010 ; Ramello et al. 2000). Ce phénomène est dû à l’augmentation du niveau de vie et aux changements d’habitudes alimentaires qui se sont produits à la fin de la Seconde Guerre Mondiale (Bartoletti et al. 2007 ; Daudon et al. 2012). Par exemple, un apport calorique élevé et des apports élevés en protéines animales et en sel, souvent associées aux plats cuisinés, expliquent en partie le phénomène (Bartoletti et al. 2007 ; Daudon et al. 2012). La prévalence croissante du surpoids et de l’obésité peut aussi être corrélée à l’augmentation de la prévalence de la lithiase dans la mesure où l’indice de masse corporelle (IMC) a souvent été associé au risque de formation des calculs (Leonetti et al.1998 ; Siener et al. 2004).

Figure 1. Prévalence des calculs rénaux dans le monde pour l’ensemble de la population, chez l’homme et chez la femme. (Hesse et al. 2003 ; Iguchi et al. 1996 ; Indridason et al. 2006 ; Kim et al. 2002 ; Lee et al. 2002 ; Muslumanoglu et al. 2011 ; Pinduli et al. 2006 ; Safarinejad 2007 ; Scales, Jr. et al. 2012 ; Stamatiou et al. 2006).

I.2. Une tendance en hausse chez l’enfant

Des cas de calculs rénaux ont souvent été signalés chez le nourrisson et l’enfant, mais ils sont rares et surtout associés à une infection urinaire ou à des anomalies des voies urinaires (Trinchieri et al. 2008). En Iran par exemple, une étude récente conduite chez 100 enfants lithiasiques de moins de 14 ans a montré que 54 d’entre eux présentaient aussi une infection urinaire (Sepahi et al. 2010). Les anomalies métaboliques sont également courantes chez l’enfant présentant des calculs rénaux, l’hypercalciurie (excès de calcium dans l’urine) et l’hypocitraturie (manque de citrate dans l’urine) étant les plus fréquentes (Thomas 2010).

Bien que rares, les calculs rénaux chez l’enfant gagnent en prévalence (Clayton and Pope 2011 ; Lopez and Hoppe 2010 ; Sas 2011 ; Thomas 2010). Au Minnesota, une analyse rétrospective de l’incidence des calculs rénaux chez l’enfant a montré que, chez les moins de 18 ans, l’incidence est passée de 13 pour 100 000 personnes-années entre 1984 et 1990, à 36 pour 100 000 personnes-années entre 2003 et 2008 (Dwyer et al. 2012). En Caroline du Sud, une augmentation de l’incidence des calculs rénaux chez l’enfant a également été rapportée. Sur 1 535 enfants ayant présenté un épisode de néphrolithiase entre 1996 et 2007, l’incidence est passée de 7,9 pour 100 000 enfants en 1996 à 18,5 pour 100 000 enfants en 2007. De manière intéressante, ce taux de croissance semble supérieur chez les filles (Sas et al. 2010 ; Sas 2011).

Cette hausse de la prévalence des urolithiases chez l’enfant est souvent attribuée aux changements d’habitudes, et en particulier des habitudes alimentaires (Lopez and Hoppe 2010 ; Sarica et al. 2009).

II. Physiopathologie des calculs rénaux

II.1. Lithogenèse

Les calculs rénaux résultent de mécanismes complexes conduisant à la formation de cristaux dans les voies urinaires. La lithogenèse fait référence à l’ensemble de ces processus et comporte plusieurs étapes (Daudon et al. 2012 ; Finlayson 1978) (Figure 2).

Figure 2. Principales étapes de la lithogenèse. (Adaptation d’après Daudon et al. 2012).

II.1.1. La sursaturation urinaire : moteur de la cristallogenèse

La sursaturation urinaire déclenche la formation de calculs (Daudon et al. 2012 ; Evan 2010). La sursaturation urinaire modérée est fréquente chez le sujet sain et ne provoque pas de formation de cristaux (Fleisch 1978). Dans ce cas, l’urine est décrite comme métastable : la croissance des cristaux existants est possible mais sans formation de nouveaux cristaux. Lorsque la sursaturation urinaire dépasse un certain seuil, à savoir le produit de formation (PF), l’urine devient instable et de nouveaux cristaux se forment rapidement (Brenner and Rector 2008 ; Finlayson 1978).

Ces cristaux se forment par nucléation des ions dissous dans l’urine. Il existe deux types de nucléation. La nucléation homogène est rare et correspond à la formation spontanée de nouveaux cristaux dans l’urine
exempte de cristaux. Dans la plupart des cas, c’est la présence de particules ou de cristaux existants qui facilite la nucléation d’autres substances à leur surface. Ce phénomène est appelé nucléation hétérogène. Environ 90 % des calculs urinaires sont constitués de plusieurs substances et sont formés par nucléation hétérogène (Brenner and Rector 2008 ; Daudon et al. 2012).

II.1.2. Promoteurs et inhibiteurs de la cristallisation

La formation de calculs peut aussi être favorisée ou inhibée par d’autres composés présents dans l’urine, désignés respectivement par les termes « promoteurs » et « inhibiteurs » (Coe et al. 2011).

Les promoteurs sont des ions qui peuvent s’associer et former des molécules susceptibles de cristalliser. Le calcium et l’oxalate sont des promoteurs car ils peuvent s’associer et former de l’oxalate de calcium, qui est un composé cristallisable. Les recommandations préconisent donc des apports équilibrés en calcium pour éviter la récidive des calculs rénaux. Des apports insuffisants en calcium peuvent en réalité favoriser l’absorption de l’oxalate et donc augmenter la propension à former des calculs rénaux (Curhan et al. 1993).

Les inhibiteurs incluent différents types de composés. Certains inhibiteurs (par exemple le citrate et le magnésium) ont un faible poids moléculaire et s’associent aux promoteurs pour empêcher la formation de composés susceptibles de cristalliser. D’autres inhibiteurs sont des macromolécules qui s’associent aux cristaux et réduisent les risques de croissance cristalline, d’agrégation et d’agglomération (Daudon et al. 2012).

II.2. Volume et composition urinaire : un équilibre nécessaire

La formation des calculs rénaux résulte d’un déséquilibre de la composition urinaire. Ce phénomène est résumé en Figure 3. Les études d’observation montrent des différences entre les sujets lithiasiques et les sujets sains au regard de plusieurs paramètres urinaires. Les sujets lithiasiques présentent souvent des fréquences élevées de concentrations excessives en calcium (hypercalciurie), en oxalate (hyperoxalurie) et en acide urique (hyperuricosurie) dans les urines, ainsi qu’une concentration urinaire insuffisante en citrate (hypocitraturie) et un faible volume urinaire (Curhan et al. 2001 ; Peres et al.2003). Étant donné le mécanisme de la lithogenèse, chacun de ces paramètres semble agir sur la sursaturation urinaire et sur les concentrations urinaires des promoteurs et inhibiteurs de la cristallisation. L’état de sursaturation peut se mesurer par différentes méthodes et formules, notamment l’indice de Tiselius, ou le Cristallization Risk Index (CRIT). Cet indice est calculé à partir de l’analyse urinaire et tient compte de l’excrétion du calcium (Ca), de l’oxalate (Ox), du citrate (Cit), du magnésium (Mg) ainsi que du volume urinaire (V) (Tiselius 1991).

Le volume urinaire est sans conteste une composante essentielle dans la pathogenèse des calculs rénaux. Borghi et al. ont reconnu que l’augmentation du volume urinaire est la plus simple manière de réduire la sursaturation urinaire (Borghi et al. 1999b). Mais l’augmentation du volume urinaire pourrait aussi, en principe, diluer les promoteurs et les inhibiteurs. Plusieurs études ont cherché à savoir comment les dilutions concomitantes des promoteurs et des inhibiteurs pouvaient influencer le risque de former des calculs. In vitro, la dilution urinaire n’a aucune incidence sur l’effet inhibiteur du citrate et du magnésium sur la cristallisation de l’oxalate de calcium (Guerra et al. 2006). De même, les études in vivo ont montré que la dilution urinaire n’a pas d’incidence sur l’effet inhibiteur des macromolécules de plus de 10 kDa sur la cristallisation de l’oxalate de calcium (Borghi et al. 1999a). Par ailleurs, il semble que la dilution urinaire puisse entraîner une hausse du produit de formation (Pak et al. 1980).

Daudon et al. sont partis du principe que la dilution urinaire réduit l’effet des promoteurs sans avoir d’incidence sur les inhibiteurs. C’est en fait le produit molaire oxalocalcique qui est moteur de la cristallisation. Une dilution urinaire d’un facteur deux réduit par exemple à la fois les concentrations en calcium et en oxalate, et entraîne donc une division par quatre de leur produit molaires. L’effet inhibiteur des composés tels que l’oxalate dépend également du rapport molaire entre les promoteurs et les inhibiteurs (par exemple le calcium et l’oxalate). Cet effet inhibiteur n’est donc pas affecté par la dilution urinaire. Les auteurs ont ainsi conclu qu’une hausse du volume urinaire peut réduire le risque de formation de calculs (Daudon et al. 2012).

Figure 3. Facteurs de risque urinaires entraînant la formation de calculs.

Messages à retenir

Un faible volume urinaire favorise la sursaturation urinaire et entraîne ainsi la formation de calculs. L’augmentation du volume urinaire réduit la sursaturation urinaire en réduisant l’effet des promoteurs sans pour autant réduire significativement l’action des inhibiteurs.

III. Facteurs de risque de la lithiase urinaire

De nombreux facteurs influencent la propension à former un calcul (Brenner and Rector 2008 ; Curhan 2007 ; Ramello et al. 2000 ; Trinchieri et al. 2008), notamment des facteurs propres à l’individu et des facteurs liés à l’environnement (Figure 4). L’âge, le sexe et l’origine ethnique constituent les principaux facteurs de risque individuels, et les facteurs de risque environnementaux les plus importants sont associés à la situation géographique et au climat (Brenner and Rector 2008 ; Curhan 2007 ; Ferrari et al. 2007 ; Ramello et al. 2000 ; Trinchieri et al. 2008). L’indice de masse corporelle (IMC) et les antécédents familiaux de lithiase influenceraient aussi le risque de développer des calculs rénaux (Curhan 2007 ; Ramello et al. 2000). Ces facteurs sont résumés en Figure 4.

Figure 4. Principaux facteurs de risque de lithiase.

III.1. Facteurs de risque individuels immuables

III.1.1 Antécédents familiaux

Les antécédents familiaux de calculs constituent un facteur de risque confirmé et sont en fait signalés plus souvent chez les sujets lithiasiques que chez les sujets sains (Coe et al. 1979 ; Curhan et al. 1997a ; Serio and Fraioli 1999 ; Trinchieri et al. 2008). Ces observations laissent entendre une prédisposition héréditaire à la lithiase urinaire. La difficulté principale réside en ce que les membres d’une même famille partagent généralement de nombreux facteurs environnementaux. La présence de lithiases dans une famille peut ainsi être associée à un effet environnemental (Curhan et al. 1997a ; Ramello et al. 2000 ; Trinchieri et al. 2008). Pour adresser ce point, Curhan et al. ont publié en 1997 une étude de cohorte incluant 37 999 hommes provenant de l’étude HPFS (Health Professionals Follow-up Study, étude de suivi des professionnels de santé). Après ajustement d’autres facteurs de risque éventuels (par exemple les facteurs alimentaires, les apports en liquide ou la situation géographique), les hommes ayant des antécédents familiaux de lithiase présentaient un risque supérieur de former un calcul (risque relatif de 2,57) par rapport aux hommes sans antécédents familiaux (Curhan et al. 1997).

III.1.2. Race et origine ethnique

Les études épidémiologiques qui ont examiné la race et l’origine ethnique comme facteurs de risque des calculs rénaux sont peu nombreuses ; il semble cependant qu’il existe des différences liées à la race au regard des taux de prévalence. Soucie et al. ont découvert une prévalence plus élevée chez les sujets blancs que chez les noirs ; la prévalence chez les Hispaniques et chez les Asiatiques se situant entre celle des blancs et des noirs (Soucie et al.1994). Ce résultat a également été rapporté par Stamatelou et al. d’après les données de la deuxième et de la troisième étude NHANES (National Health and Nutrition Examination Survey, NHANES II et III). Sur 15 364 et 16 115 adultes résidant aux États-Unis, l’étude a montré une prévalence des calculs rénaux chez les Caucasiens non hispaniques plus élevée que chez les Afro-américains non hispaniques, ou que chez les Américano-mexicains (Stamatelou et al. 2003). D’après les données des études NHANES de 2007-2010, Scales et al. ont rapporté une prévalence des calculs rénaux plus faible chez les Afro-américains non hispaniques et chez les Hispaniques que chez les Caucasiens non hispaniques (Scales, Jr. et al. 2012).

III.1.3. Âge et sexe

L’âge et le sexe sont des facteurs de risque de lithiase bien établis ; la prévalence de l’urolithiase chez l’homme est plus élevée que chez la femme (Brenner and Rector 2008 ; Ramello et al. 2000 ; Trinchieri et al. 2008) ; le rapport homme/femme observé pour la prévalence de la lithiase varie généralement de 1,3:1 (Scales, Jr. et al. 2007) à 3:1 (Ferrari et al. 2007). La prévalence des calculs rénaux en fonction du sexe est souvent attribuée à des différences d’habitudes alimentaires et à une capacité de concentration des urines apparemment supérieure chez l’homme. Cela peut conduire à des différences d’excrétion urinaire des promoteurs et des inhibiteurs de lithogenèse. Curhan et al. ont découvert une excrétion urinaire des promoteurs de cristallisation comme le calcium, l’oxalate, l’acide urique et le sodium plus élevée chez l’homme que chez la femme. En revanche, la femme présente une plus forte excrétion urinaire du citrate qui inhibe la formation des calculs (Curhan et al. 2001).

Les calculs rénaux sont aussi plus fréquents chez l’adulte d’âge moyen, la prévalence la plus forte se situant entre 30 et 50 ans (Brenner and Rector 2008 ; Ferrari et al. 2007 ; Trinchieri et al. 2008). L’incidence maximale varie en fonction du sexe : un pic est observé aux alentours de 35 ans chez l’homme, et deux pics sont observés chez la femme à 30 ans et aux alentours de 55 ans, c’est-à-dire à la ménopause (Trinchieri et al. 2008).

III.1.4. Changement actuel de la prévalence en fonction du sexe

Ces deux dernières décennies, une baisse du rapport homme/femme pour la prévalence a néanmoins été observée (Marickar and Vijay 2009 ; Scales, Jr. et al. 2007 ; Strope et al. 2010 ; Trinchieri et al. 2008). Les études épidémiologiques montrent une hausse générale de l’incidence de l’urolithiase, et il est intéressant de noter en Figure 5 que cette hausse est plus forte chez la femme (Marickar and Vijay 2009 ; Scales, Jr. et al. 2007 ; Strope et al. 2010).

Dans cette cohorte prospective incluant 1 091 femmes et 7 499 hommes ayant des calculs, Marickar et Vijay ont souligné une évolution de la prévalence en fonction du sexe sur quatre décennies : comme illustré en Figure 6, le pourcentage de femmes au sein des sujets lithiasiques est passé de 8 % entre 1971 et 1975, à 17 % entre 2003 et 2008 (Marickar and Vijay 2009). De même, sur 204 594 patients sortant d’une hospitalisation pour un épisode lithiasique, Scales et al. ont observé une réduction du rapport homme/femme de prévalence passant de 1,7:1 en 1997 à 1,3:1 en 2002 (Scales, Jr. et al.2007). Des changements au niveau de l’excrétion urinaire de différents composés chez la femme expliquent peut-être cette tendance : avec le temps, l’excrétion du calcium et de l’oxalate chez la femme a augmenté, tandis que l’excrétion du magnésium a diminué. Ces changements d’excrétions sont souvent imputés à des changements du niveau de vie et des habitudes alimentaires (Marickar and Vijay 2009).

Figure 5. Évolution du nombre d’hospitalisations pour des calculs des voies urinaires supérieures. (Strope et al. 2010).

Figure 6. Hausse de la prévalence des femmes au sein des sujets lithiasiques. (Marickar and Vijay 2009).

III.2. Facteurs liés au mode de vie

III.2.1. Apports en calcium

L’impact des habitudes alimentaires sur le risque de lithiase a fait l’objet de nombreuses études et revues. Indéniablement, l’alimentation influence la composition de l’urine et joue un rôle majeur sur la formation de calculs rénaux (Bartoletti et al. 2007 ; Brenner and Rector 2008 ; Curhan 2007 ; Hughes and Norman 1992 ; Trinchieri et al. 2008). Plus précisément, dans une étude de 91 731 femmes participant à l’étude Nurses’ Health Study I, Curhan et al.ont montré que les femmes consommant une supplémentation en calcium présentaient un risque supérieur de calculs rénaux, avec un risque relatif de 1,20 par rapport aux femmes qui n’en consommaient pas (Curhan et al. 1997b).

De nombreuses études ont aussi montré que sans prise de supplémentation en calcium, des apports faibles en calcium étaient associés à un risque supérieur de calculs rénaux. Sur 108 sujets lithiasiques et 210 sujets sains, Leonetti et al. ont observé des apports en calcium significativement inférieurs chez les sujets lithiasiques (Leonetti et al. 1998). Dans une autre étude impliquant 45 619 hommes provenant de la cohorte de l’étude HPFS (Health Professional Follow-up Study), les hommes figurant dans le quintile supérieur des apports calciques (1 326 mg/j) présentaient un risque plus faible de développer des calculs rénaux (risque relatif de 0,66), par rapport aux hommes figurant dans le quintile inférieur (516 mg/j). Ces données montrent qu’une faible consommation de calcium est susceptible d’augmenter le risque de formation de calculs rénaux (Curhan et al. 1993). Des apports faibles en calcium (moins de 400 mg/j) sont en fait associés à une augmentation de l’absorption intestinale de
l’oxalate. L’oxalate étant un promoteur de calculs rénaux, ce phénomène peut expliquer l’augmentation du risque de calculs. Les directives officielles recommandent donc des apports en calcium équilibrés (Tiselius et al. 2001).

III.2.2. Facteurs de risque alimentaires émergents

Les apports en liquides n’ont pour longtemps pas été considérés comme un facteur de risque, jusqu’à ce que Borghi et al. découvrent qu’une faible consommation de liquides augmente ce risque (Borghi et al. 1999b). C’est un sujet largement abordé dans les rubriques IV, V, VI et VII.

D’autres facteurs alimentaires, par exemple les apports en protéines d’origine animale, en purines et en sodium émergent et peuvent être corrélés positivement au risque de calculs rénaux (Brenner and Rector 2008 ; Ferrari et al. 2007). En revanche, des apports élevés en potassium peuvent réduire ce risque (Curhan et al. 1993).

III.2.3. Association à d’autres maladies chroniques

Les études épidémiologiques tendent à montrer une association entre les calculs rénaux et d’autres maladies chroniques, par exemple le diabète, l’obésité et l’hypertension (Bartoletti et al. 2007 ; Brenna et al. 2013 ; Daudon et al. 2012 ; Ramello et al. 2000).

Le surpoids et l’obésité semblent liés au risque de calculs rénaux. En utilisant les données de 89 376 femmes et 51 529 hommes ayant participé à l’étude NHS (Nurses Health Study) et HPFS (Health Professionals Follow-up Study), Curhan et al. ont montré une corrélation positive entre l’IMC et les antécédents de lithiase, ainsi qu’entre l’IMC et l’incidence des calculs rénaux (Curhan et al. 1998). Dans un échantillon de 363 hommes et 164 femmes lithiasiques, Siener et al. ont relevé un surpoids et une obésité chez 59,2 % des hommes et 43,9 % des femmes (Siener et al. 2004). L’IMC a en fait été lié à plusieurs facteurs de risque urinaires. En évaluant 807 sujets formant des calculs et 237 sujets témoins des études NHS I, NHS II et HPFS, Curhan et al.ont rapporté une corrélation positive entre la masse corporelle et l’excrétion urinaire du calcium, mais n’ont relevé aucune différence en matière d’excrétion de l’oxalate et de l’acide urique (Curhan et al. 2001). Dans une étude impliquant 527 sujets formant des calculs oxalocalciques d’origine idiopathique, Siener et al. ont trouvé une corrélation positive entre l’IMC et (a) l’excrétion urinaire de l’acide urique chez l’homme ET chez la femme, (b) le calcium urinaire chez l’homme, et (c) l’oxalate urinaire chez la femme (Siener et al. 2004).

Le diabète de type 2 est une conséquence de l’obésité ; il serait aussi un facteur de risque important de la lithiase. Dans une étude transversale incluant plus de 200 000 sujets des études NHS I, NHS II et HPFS, les auteurs ont trouvé que les sujets atteints du diabète de type 2 présentaient un plus grand risque de formation de calculs (Taylor et al. 2005). Plus précisément, sur 2 464 patients lithiasiques (272 atteints du diabète de type 2 et 2 192 non diabétiques), Daudon et al. ont tenté d’étudier si ce risque supérieur correspondait à des taux plus élevés de calculs calciques, de calculs d’acide urique, ou les deux. Ils ont confirmé que le diabète de type 2 était associé à un plus grand risque de former des calculs, et ont
découvert que la proportion relative de calculs d’acide urique était supérieure chez les patients diabétiques que chez les non diabétiques (Daudon et al.2006). Cette incidence supérieure a été attribuée à un pH urinaire inférieur (Cameron et al. 2006 ; Hari Kumar and Modi 2011). Cependant, Daudon et al.ont découvert que les sujets atteints de lithiase urique et du diabète de type 2 présentaient une excrétion fractionnelle en acide urique supérieure. Cette excrétion est par ailleurs réduite chez les patients non diabétiques atteints du syndrome métabolique (Daudon et al. 2006).

L’hypertension a également été corrélée positivement avec le risque de calculs rénaux. Trois études ont rapporté un risque de néphrolithiase chez les sujets hypertendus plus élevé que chez les sujets normotendus (Borghi et al. 1999b ; Cappuccio et al. 1999 ; Madore et al. 1998). La comparaison de l’analyse d’urine des sujets hypertendus et des sujets normotendus a montré une plus forte sursaturation urinaire en oxalate de calcium chez la femme, et en oxalate de calcium et en phosphate de calcium chez l’homme (Borghi et al. 1999b). En parallèle, une plus grande prévalence de l’hypertension a été relevée chez les sujets formant des calculs (Cappuccio et al. 1999). Cette association forte entre l’hypertension et la néphrolithiase a été imputée aux facteurs de risque courants tels que le surpoids et les apports élevés en protéines animales et en sel (Borghi et al. 1999b ; Ramello et al. 2000).

Messages à retenir

L’âge, le sexe et l’origine ethnique constituent des facteurs de risque de l’urolithiase, au même titre que la situation géographique, les habitudes alimentaires et le mode de vie. La prévalence des calculs rénaux ne cesse d’augmenter et approche les 10 % dans le monde. Les études épidémiologiques suggèrent que l’obésité, le diabète et l’hypertension peuvent augmenter le risque de développer des calculs rénaux.

IV. La déshydratation : facteur de risque des calculs rénaux

La déshydratation chronique est un facteur de risque confirmé des calculs rénaux (Brenner and Rector 2008). Cette observation a été clairement faite dans une étude rétrospective examinant les causes de lithiase chez 708 sujets formant des calculs. Dans cette étude, la déshydratation chronique était définie comme des antécédents d’exposition chronique à la chaleur (par exemple à cause du climat ou de l’activité professionnelle), ou à des apports en eau insuffisants, avec des osmolalités urinaire et plasmatique normales. Les auteurs ont conclu que la déshydratation chronique était la principale cause de calculs rénaux dans 19 % des cas (Embon et al. 1990).

IV.1. Faible volume urinaire : facteur de risque clé dans la formation de calculs rénaux

La déshydratation ou des apports en eau insuffisants peuvent conduire à un faible volume urinaire, ce qui est fréquent chez les sujets lithiasiques : un volume urinaire inférieur à 1,0 L/j a été relevé dans 10 % des cas de récurrence lithiasique (Stitchantrakul et al. 2007), et un volume urinaire inférieur à 1,5 L/j chez 40 % des patients, qu’il s’agisse d’un premier épisode de lithiase ou d’une récurrence (Orakzai et al. 2004).

D’après les études d’observation, un faible volume urinaire est un facteur de risque des calculs rénaux. Dans une étude rétrospective publiée en 2008, tous les sujets de l’étude NHS I, NHS II et HPFS ayant fourni des urines recueillies sur 24 heures ont fait l’objet d’un examen. Sur un total de 3 350 sujets, 2 237 avaient déjà eu au moins un épisode de calculs rénaux. Les résultats ont montré que les sujets dont le volume urinaire dépassait 2,5 L présentaient un risque plus faible de développer des calculs rénaux que les sujets dont le volume urinaire était inférieur à 1,0 L ; les risques relatifs (RR) correspondants étaient 0,22 pour les sujets de l’étude NHS I, 0,33 pour les sujets de l’étude NHS II et 0,26 pour les sujets de l’étude HPFS. Dans les trois cohortes, un volume urinaire plus élevé était associé à un risque plus faible de calculs rénaux (Curhan and Taylor 2008).

Un faible volume urinaire conduit à une plus forte concentration des urines et peut favoriser la sursaturation urinaire. Les études sur la population générale ont montré qu’un faible volume urinaire augmente le risque de lithiase (Borghi et al. 1999c ; Curhan 2007 ; Pak et al. 1980 ; Trinchieri et al. 2008).

IV.2. Facteurs environnementaux prédisposant à un faible volume urinaire

IV.2.1. Risque de calculs rénaux en fonction de l’activité professionnelle

Les études d’observation ont rapporté une plus forte incidence de calculs rénaux chez les sujets travaillant dans des environnements où la température est élevée. Dans une étude prospective de 1993, Borghi et al. ont comparé la prévalence des calculs rénaux entre des machinistes travaillant à des températures élevées et des sujets témoins travaillant à des températures modérées, et ont observé une prévalence chez les premiers plus forte que chez les seconds (8,4 % contre 2,5 %) (Borghi et al. 1993). Plus récemment, une étude transversale effectuée chez les ouvriers d’une aciérie a montré que les ouvriers travaillant à des températures élevées présentaient un risque de calculs rénaux supérieur et des volumes urinaires plus faibles que des ouvriers travaillant à des températures modérées (Atan et al. 2005).

Une plus forte incidence de lithiases a également été observée chez les marathoniens. Cela peut s’expliquer par des épisodes répétés, quoique brefs, d’importante déshydratation (Irving et al. 1986 ; Milvy et al. 1981). Les auteurs ont observé que chez les marathoniens, la cristallurie et la sursaturation urinaire sont les mêmes que chez les sujets lithiasiques, et sont significativement différentes des sujets sains ne courant pas (Irving et al. 1986).

IV.2.2. Climat et température : facteurs de risque

Le climat et la température varient considérablement d’un pays à l’autre et peuvent expliquer en partie l’influence de la situation géographique sur le risque de développer des calculs rénaux (Figure 1). D’autres facteurs comme les habitudes alimentaires et le mode de vie peuvent aussi expliquer ces variations entre pays. Les études épidémiologiques ont montré des différences de prévalence au sein même des pays (Soucie et al. 1996). Ce phénomène a été observé en 1963 dans une région aride d’Israël, où l’incidence de lithiase la plus forte était relevée dans les régions les plus chaudes (Frank et al. 1963). Des différences de prévalence ont également été observées au sein même des États-Unis, où les états les plus chauds forment une zone à prévalence supérieure (Brikowski et al. 2008). Boyce et al. ont découvert que la prévalence des calculs rénaux était plus forte dans les états du sud tels que la Caroline du Sud et la Géorgie, et plus faible dans les états du Wyoming et du Missouri (Boyce et al. 1956). De même, une  analyse rétrospective des données extraites des études NHANES II et CPS II (Cancer Prévention Study II) a souligné que la prévalence des calculs rénaux corrigée en fonction de l’âge augmentait du nord au sud et d’ouest en est (Soucie et al. 1994). Après contrôle d’autres facteurs de risque, la prévalence semble corrélée à la température ambiante et à l’exposition à la lumière du soleil (Soucie et al. 1996). Globalement, la prévalence supérieure dans les régions plus chaudes est due à des pertes hydriques élevées et à des apports en eau insuffisants, qui conduisent à un faible volume urinaire (Brikowski et al. 2008 ; Soucie et al.1994).

L’incidence des calculs rénaux semble varier d’une saison à l’autre, des incidences supérieures étant généralement enregistrées durant les mois les plus chauds du printemps et de l’été (Bartoletti et al. 2007 ; Chauhan et al. 2004 ; Chen et al. 2008). Cependant, les auteurs d’une étude effectuée en Iran ont observé des incidences maximales pendant les mois de juin, juillet et novembre (Basiri et al. 2004). Ce phénomène a été principalement attribué à une corrélation positive entre les températures ambiantes moyennes et l’incidence des calculs rénaux (Chauhan et al. 2004 ; Chen et al. 2008 ; Fletcher et al. 2012 ; Soucie et al. 1994 ; Soucie et al. 1996).

Des températures élevées peuvent provoquer des pertes hydriques plus importantes à cause du phénomène de transpiration, et entraîner un volume urinaire plus faible. Ceci pourrait expliquer l’augmentation du risque d’urolithiase (Bartoletti et al. 2007 ; Frank et al. 1963) (Figure 7).

Figure 7. Conditions associées à la déshydratation chronique, à la prédisposition à un faible volume urinaire et donc à l’augmentation du risque de calculs rénaux.

Messages à retenir

Il est essentiel d’éviter la déshydratation en maintenant des apports en eau suffisants, surtout en cas de perte hydrique aiguë. Dans un telle situation, la consommation d’une quantité d’eau insuffisante conduit à un déficit hydrique, génère un faible volume urinaire et augmente le risque de lithiase.

V. Augmentation de la consommation d’eau et prévention de la récurrence de la lithiase

Le taux de récurrence de la lithiase est élevé : 40 à 60 % des sujets souffrant d’un premier épisode lithiasique feront une rechute dans les 5 années suivantes (Ettinger 1979 ; Hosking et al. 1983 ; Sutherland et al. 1985). Les recommandations actuelles en matière de prévention de la récurrence relèvent des habitudes alimentaires et du mode de vie (Brenner and Rector 2008 ; Tiselius et al. 2001). La consommation d’une grande quantité d’eau pour prévenir la récidive des calculs est préconisée depuis Hippocrate, et a longtemps été le seul conseil proposé pour en réduire le risque (Borghi et al. 1999c ; Ramello et al. 2000). Il y a quelques décennies encore, les données scientifiques sur cet effet préventif étaient peu nombreuses.

V.1. Réduction du taux de récurrence par une hausse des apports hydriques

Des études de cohorte prospectives ont montré que la récurrence est associée à de faibles volumes urinaires. Dans son étude publiée en 2005, Daudon a recruté 181 sujets lithiasiques auxquels il a demandé de suivre un régime alimentaire particulier (incluant la consommation d’une quantité de liquides suffisante pour obtenir un volume urinaire d’au moins 2,0 L/j). Au terme des 3 années de suivi, 72 patients ont souffert d’au moins un nouvel épisode de lithiase, et 109 sujets n’ont formé aucun calcul. L’analyse urinaire a montré que les patients n’ayant formé aucun calcul avaient bien plus augmenté leur volume urinaire que les patients ayant souffert d’un nouvel épisode de lithiase : chez les patients exempts de calculs, le volume urinaire moyen était de 2,26 L/j contre 1,74 L/j chez les autres. En fait, une hausse de 1,0 L/j du volume urinaire était associée à un risque relatif exprimé en « hazard ratio » (HR) de 0,32, ce qui signifie qu’une hausse des apports en liquides conduit à une réduction du risque de récurrence des calculs (Daudon 2005). De même, dans une étude impliquant 70 patients lithiasiques, 25 étaient sous inhibiteurs calciques, 25 ont augmenté leur consommation de liquides pour obtenir un volume urinaire d’au moins 2,5 L/j et 20 n’ont reçu aucun traitement. Une réduction du taux de récurrence de 55 % à 40 % a été observée chez les sujets qui ont augmenté le volume de liquides consommé par rapport au groupe sans traitement ; aucune information n’a cependant été donnée concernant la consommation moyenne de liquides chez les sujets sans traitement (Sarica et al. 2006).

Les principales études à ce sujet ont été publiées par Borghi et al. en 1996. Les auteurs ont évalué les conséquences d’une augmentation de la consommation d’eau sur le risque de récurrence lithiasique. L’étude a recruté 199 sujets lithiasiques juste après leur premier épisode de calculs rénaux. Les patients ont été répartis de manière aléatoire en deux groupes : les 99 sujets du premier groupe ont augmenté le volume d’eau consommé de manière à obtenir un volume urinaire d’au moins 2,0 L/j, et les 100 sujets du deuxième groupe n’ont reçu aucune instruction particulière. Au terme des 5 années de suivi, les sujets consommant plus d’eau présentaient un taux de récurrence significativement inférieur aux sujets de l’autre groupe (12,1 % contre 27 %, p = 0,008) (Borghi et al. 1996).

V.2. Apports hydriques et marqueurs urinaires chez le sujet formant des calculs

Des recherches menées sur des sujets lithiasiques ont analysé l’impact d’un plus grand volume urinaire sur les paramètres urinaires associés à la formation de calculs. Les résultats ont montré qu’une augmentation du volume urinaire conduit à une réduction de la densité urinaire (Amar et al. 2006), et de la sursaturation urinaire en oxalate de calcium (Borghi et al. 1999a ; Pak et al. 1980), en phosphate de calcium et en urate de monosodium (Pak et al. 1980). L’augmentation du volume urinaire entraîne également une augmentation produit de formation de l’oxalate de calcium (Pak et al. 1980), et une augmentation de l’incrément tolérable en oxalate, ce qui signifie qu’un niveau plus élevé de sursaturation de ces composés est nécessaire pour déclencher la cristallisation (Borghi et al. 1999a). Par ailleurs, un volume urinaire plus important réduit la fréquence de la cristallurie (Amar et al. 2006 ; Kaid-Omar et al. 2001 ; Rodgers et al. 1991). Enfin, la consommation d’une plus grande quantité d’eau entraîne une meilleure clairance des fragments résiduels de cristaux (Sarica et al. 2006), et de plus hauts taux d’élimination spontanée des calculs (Kaid-Omar et al. 2001).

Messages à retenir

L’augmentation de consommation d’eau est une mesure efficace pour réduire le risque de récurrence des calculs rénaux.

VI. Augmentation de la consommation d’eau et prévention primaire des calculs

La consommation d’une plus grande quantité d’eau est largement recommandée en prévention secondaire de la lithiase, mais seulement un petit nombre d’études se sont concentrées sur la prévention primaire.

VI.1. Réduction de l’incidence des calculs par augmentation des apports hydriques

Deux études de cohorte prospectives impliquant 45 619 hommes et 91 731 femmes n’ayant jamais présenté de calculs rénaux ont montré une corrélation inverse entre les apports en liquides et le risque de néphrolithiase. Le risque relatif du quintile supérieur des apports en liquides comparé au quintile inférieur était de 0,71 chez les hommes et de 0,61 chez les femmes. Ces résultats montrent qu’une consommation supérieure de liquides est associée à un risque de calculs rénaux inférieur (Curhan et al. 1993 ; Curhan et al. 1997b).

Les données les plus solides témoignant d’une prévention primaire par l’augmentation de la consommation d’eau figurent dans l’étude d’intervention publiée par Frank et al. en 1966. Dans leur article, les auteurs étudient l’effet d’une éducation à la consommation d’eau sur le volume urinaire et sur l’incidence de lithiase. Des sujets n’ayant jamais connu d’épisode de calculs rénaux ont été recrutés dans deux villes d’une région montagneuse désertique et aride d’Israël. Dans la nouvelle ville d’Arad, les sujets ont reçu une formation sur la consommation de grandes quantités de liquides, tandis que les sujets de l’autre ville Beersheba ne recevaient aucune instruction et constituaient le groupe témoin. Au terme des trois ans de suivi, chez les habitants de la ville d’Arad, le volume urinaire était plus élevé et la prévalence de lithiase plus faible (prévalence de 0,28 % dans la ville d’Arad et de 0,85 % dans la ville de Bersheeba). Cette étude montre qu’une plus grande consommation d’eau, atteinte par l’éducation, permet de prévenir l’urolithiase chez les sujets vivant dans des zones géographiques au climat chaud et sec (Frank and De 1966).

VI.2. Apports hydriques et paramètres urinaires chez le sujet sain

Peu d’études cependant ont été consacrées à l’impact d’une augmentation de la consommation d’eau sur les paramètres urinaires intervenant dans le processus de formation de calculs. La plupart d’entre elles ont été menées simultanément sur des sujets sains et sur des sujets formant des calculs, et démontrent donc les avantages d’augmenter la quantité d’eau consommée dans le cadre de la prévention primaire et secondaire de l’urolithiase. Par exemple, Borghi et al. ont observé l’effet bénéfique d’une plus grande consommation de liquides sur plusieurs facteurs de risque urinaires chez 12 sujets sains. Un volume supplémentaire de 500 mL d’eau avant le coucher conduisait à une réduction de la sursaturation relative en oxalate de calcium (CaOx), et à une augmentation de la tolérance de l’oxalate sans modification du seuil de la zone métastable concernant CaOx. Par ailleurs, l’effet inhibiteur des macromolécules sur la cristallisation du composé CaOx n’était pas réduit par l’augmentation des apports hydriques (Borghi et al. 1999a). Pak et al. ont rapporté des résultats semblables chez 3 sujets n’ayant jamais présenté de calculs rénaux : la consommation d’une plus grande quantité d’eau pour obtenir un apport total en eau de 2,3, 2,5 ou 3,3 L/j a entraîné une réduction de la sursaturation urinaire en oxalate de calcium, en phosphate de calcium et en urate de monosodium, et à une augmentation de la limite supérieure de la zone métastable concernant CaOx (Pak et al. 1980). Plus récemment, De La Guéronnière et al. ont étudié l’effet de la consommation d’une plus grande quantité d’eau sur l’indice de Tiselius (CRIT).

Quarante-huit sujets sains ont été répartis en deux groupes, le premier étant un groupe témoin et le second un groupe dont les sujets devaient boire une quantité d’eau supplémentaire de 2 L/j. Après une semaine d’intervention, le volume urinaire des sujets du second groupe avait augmenté de 1,3 L/j. Dans les urines recueillies sur 24 heures, l’indice CRIT était réduit de 33,9 % chez les femmes et de 44,8 % chez les hommes, par rapport aux sujets témoins (de La Gueronniere et al. 2011).

Messages à retenir

De plus en plus de données montrent que la consommation d’une grande quantité d’eau aide à prévenir un premier épisode de calculs rénaux.

VII. Apports hydriques et coûts sanitaires engendrés par les calculs rénaux

Les frais de santé que représentent les calculs rénaux sont considérables. Par exemple aux États-Unis, le coût total des soins relatifs à la lithiase est estimé à plus de 2,1 milliards de dollars pour l’année 2000 (Pearle et al. 2005). En France, le coût total d’un épisode de lithiase est estimé à 4 267 euros, ce qui correspond à un budget annuel de 590 millions d’euros consacré par le système de soins de santé au traitement des calculs rénaux (Lotan et al. 2012).

La prévention peut représenter un important levier économique. Lotan et al. ont étudié les conséquences de différentes mesures préventives, et principalement des apports en eau, sur la réduction des frais de santé engendrés par les calculs rénaux. Comme énoncé ci-après, leur étude leur a permis de conclure qu’une plus grande consommation d’eau est une mesure efficace pour prévenir les calculs rénaux et réduire les coûts associés.

VII.1. Réduction des coûts de la récurrence lithiasique par des apports hydriques adéquats

La réduction des coûts par la prévention secondaire par augmentation de la quantité d’eau consommée a été évaluée chez une cohorte hypothétique de Français lithiasiques. La réduction des coûts a été calculée à l’aide d’un modèle statistique de Markov pour des apports hydriques adéquats de 2,0 L/j par rapport aux apports hydriques moyens des Français, de moins de 2,0 L/j. Les résultats ont montré qu’avec une compliance de 100 %, des apports hydriques adéquats permettraient au système de soins français de réaliser une économie annuelle de 49 millions d’euros en évitant 11 572 nouvelles récurrences. Une compliance de 25 % seulement permettrait d’éviter 2 893 cas de récurrence, soit une économie annuelle de 10 millions d’euros (Lotan et al. 2013).

VII.2. Réduction des coûts du premier épisode de lithiase par des apports hydriques adéquats

Lotan et al. estiment que la prévention des calculs rénaux par la consommation d’une quantité d’eau adéquate est également efficace pour réduire les coûts chez le sujet sain (voir Figure 8). Les auteurs ont montré qu’une compliance de 100 % permettrait de réaliser en France une économie annuelle de 273 millions d’euros en évitant 9 265 premiers épisodes de calculs rénaux. Une compliance de 25 % permettrait une économie estimée à 68 millions d’euros (Lotan et al. 2012).

Figure 8. Prévention du premier épisode de calculs rénaux par augmentation des apports hydriques - Efficacité sur la réduction des coûts en fonction de la compliance. (Lotan et al. 2012)

Messages à retenir

La prévention de la lithiase urinaire par un apport de 2L d’eau par jour peut réduire considérablement les frais de santé associés.

VIII. Recommandations alimentaires et hydriques pour la prévention de la lithiase

VIII.1. Recommandations pour la prévention de la récurrence lithiasique

La formation de calculs rénaux résulte d’un déséquilibre de la composition urinaire, elle-même dépendante des apports alimentaires (charge osmolaire totale et composition chimique) et des apports hydriques. Les recommandations visant à prévenir la récurrence des calculs rénaux impliquent donc essentiellement des changements d’habitudes alimentaires, de mode de vie et la consommation d’une plus grande quantité d’eau. Selon la composition des précédents calculs rénaux, les recommandations alimentaires varient et un traitement médicamenteux supplémentaire peut s’avérer nécessaire pour les patients présentant un profil à haut risque. Globalement, les recommandations incluent aussi des mesures préventives générales (par exemple concernant l’alimentation, les apports en eau), applicables à chaque sujet formant des calculs rénaux (Kairaitis 2007 ; Tiselius et al. 2001).

En Europe, les directives relatives à la prise en charge des patients lithiasiques ont été établies par l’Association Européenne d’Urologie, ou European Association of Urology (EAU). Les principales mesures préventives de ces directives sont reprises en Figure 9. Elles incluent des recommandations liées aux apports en liquides, à l’alimentation et au mode de vie. Les recommandations alimentaires dans le cadre de la prévention de la récurrence des calculs reposent sur les directives établies pour la population générale : apports normaux en calcium (1 000 à 1 200 mg/j), faible consommation de chlorure de sodium (4 à 5 g/j) et de protéines d’origine animale (0,8 à 1 g/kg/j). Les recommandations sur les apports en liquides dans le cadre de la prévention de la récurrence reposent sur le volume urinaire. L’EAU recommande des apports en liquides suffisants pour obtenir un volume urinaire d’au moins 2,0L par jour. Les recommandations en matière de mode de vie stipulent également que les pertes en eau excessives (par exemple transpiration pendant un exercice physique, diarrhée) doivent être compensées par de plus grands apports en liquide. (Tiselius et al. 2001).

Figure 9. Mesures générales de prévention de la récurrence lithiasique d’après les directives préconisées par l’Association Européenne d’Urologie. (Adaptation d’après Tiselius et al. 2001).

En Australie, l’organisme CARI (Caring for Australasians with Renal Impairment) a établi des recommandations s’adressant aux sujets lithiasiques récurrents. Les recommandations stipulent également des apports normaux en calcium (1 000 à 1 200 mg/j) et des apports en liquides suffisants pour obtenir un volume urinaire d’au moins 2,0L par jour (Kairaitis 2007).

VIII.2. Recommandations alimentaires et directives sur les apports hydriques pour la population générale

Les directives alimentaires s’adressant aux sujets présentant des calculs rénaux récurrents sont les mêmes que les directives s’adressant à la population générale. Les apports recommandés en calcium sont de 1 000 à 1 200 mg/j, en sodium de 5 g/j et en protéines de 0,83 g/kg/j (Ross et al. 2011 ; World Health Organization (2007 ; World Health Organization (2012).

Les recommandations sur les apports hydriques concernant la population générale varient d’un pays à l’autre. Les directives officielles concernant l’Europe figurent dans le Tableau 1. Même si la plupart de ces recommandations suffisent pour obtenir un volume urinaire d’au moins 2L/j, et qu’elles sont donc similaires aux recommandations relatives à la prévention de la récurrence, elles ne reposent pas sur le volume urinaire. Elles recommandent un apport total en eau suffisant, qui inclut l’eau provenant des aliments et l’eau provenant des liquides.

Tableau 1. Recommandations concernant l’apport total en eau en Europe. (EFSA 2010).

L’EFSA estime que les liquides constituent environ 80 % de l’apport total en eau, et les aliments 20 % (EFSA 2010). Ce qui équivaut à boire quotidiennement une quantité d’eau de 1,6L pour la femme adulte, de 2L pour l’homme adulte, de 1,8L pour la femme enceinte et de 2,2L pour la femme allaitante.

Messages à retenir

Les recommandations alimentaires chez les patients lithiasiques sont les mêmes que pour la population générale. Elles incluent des apports normaux en calcium, des apports limités en sel et en protéines animales, et des apports élevés en eau. En cas de pertes hydriques importantes, il est recommandé de boire plus d’eau.

À l’échelle mondiale, la prévalence des calculs rénaux chez l’adulte avoisine 10 %, une valeur qui n’a cessé d’augmenter ces dernières décennies.

L’augmentation de la prévalence des calculs rénaux est associée à d’autres maladies chroniques comme l’obésité, le diabète et l’hypertension. Ce phénomène s’explique en partie par les changements d’habitudes alimentaires et les changements de mode de vie.

La lithiase est une maladie multifactorielle : nombre d’éléments peuvent augmenter le risque de formation de calculs.

La déshydratation chronique est un facteur de risque majeur des calculs rénaux.

La déshydratation chronique conduit à un faible volume urinaire et augmente la sursaturation urinaire.

Des apports en liquides élevés augmentent le volume urinaire, favorisent la dilution des urines et réduisent la sursaturation urinaire.

L’augmentation des apports en liquides constitue une mesure efficace pour prévenir la récurrence, et peut aider à réduire le risque d’un premier épisode de lithiase.

Un apport hydrique suffisant est efficace dans la réduction des frais de santé liés à la lithiase et peut aider à réduire la charge économique associée.

L’eau est essentielle, sa consommation doit figurer au coeur du quotidien de chacun. Pour éviter la récurrence, les directives officielles préconisent des apports en liquide suffisants pour obtenir un volume urinaire quotidien d’au moins 2,0 litres.