Biochimie du liquide cérébrospinal

Pr. BendavidCours PCEM2 janv 2016

Généralités

• Localisation du Liquide cérébrospinal (LCS) (CSF cerebrospinal fluid)

• Circulation du LCS

• Composition du LCS– Valeurs normales

– Eléments de sa production

• Pression du LCS

• Rôles physiologiques

Localisation du Liquide cérébrospinal

• LCS : liquide clair

• Circule autour du cerveau, cervelet et moelle

• Descend jusqu’à S2 alors que la moelle s’arrête à L2

• Recueil entre L4-L5

Généralités

• Localisation du Liquide cérébrospinal (LCS) (CSF cerebrospinal fluid)

• Circulation du LCS

• Composition du LCS– Valeurs normales

– Eléments de sa production

• Pression du LCS

• Rôles physiologiques

Circulation du LCS

• Compartiments – Périphérique

– Central

• Volume 150 ml renouvelé 4x par jour

• Synthèse centrale

• Résorption périphérique

Circulation du LCS

• Résorption le long des sinus veineux

• Villosités arachnoïdiennes

• Pression LCS > Sg

Généralités

• Localisation du Liquide cérébrospinal (LCS) (CSF cerebrospinal fluid)

• Circulation du LCS

• Composition du LCS– Valeurs normales

– Eléments de sa production

• Pression du LCS

• Rôles physiologiques

Composition du LCS (lombaire)

• Glycorachie = 50 à 75% Glycémie – Glucose : 2,7 à 4,1 mmol/l

• Chlore : 110 à 130 mmol/l ; Na : 149

• Protéines : 0,42 +/- 0,05 g/l

• Le LCS est un produit de Sécrétion actif et non un ultrafiltrat du plasma sanguin

• Modifications– Le long de son trajet

– Pathologiques : méningites, hémorragies…

Composition du LCS (lombaire)

• Maintient de l’homéostasie– Barrière hémo-méningée (plexus choroïdes)

– Barrière encéphalo-méningée (névraxe)

– Barrière hémato-encéphalique (vascularisation cérébrale)

• Barrières perméables et sélectives permettant l’asymétrie

• Contrôle neurologique par des récepteurs reliés au système hypothalamo-hypophysaire

Généralités

• Localisation du Liquide cérébrospinal (LCS) (CSF cerebrospinal fluid)

• Circulation du LCS

• Composition du LCS– Valeurs normales

– Eléments de sa production

• Pression du LCS

• Rôles physiologiques

Pression du LCS (HTIC)

• Reflet de la pression intra-crânienne

• Nouveau-né : aspect des fontanelles (bombantes)

• Aspect du crâne (hydrocéphalie)

• Œdème papillaire au fond d’œil

• Sortie rapide à la ponction– Risque d’engagement cérébral!!!

• Mesurable (varie selon la position, le cycle respiratoire)

Généralités

• Localisation du Liquide cérébrospinal (LCS) (CSF cerebrospinal fluid)

• Circulation du LCS

• Composition du LCS– Valeurs normales

– Eléments de sa production

• Pression du LCS

• Rôles physiologiques

Rôles physiologiques

• Mécanique :– Amortissement des chocs

– Lubrification médullaire

• Métabolique– Rôle nutritif faible

– Elimination de produits du catabolisme cérébral (normal ou pathologique)

Prélèvement et aspects macroscopiques

• Prélèvement du LCS– Indications et contre-indications

– Voies d’abords

– Mode opératoire de la Ponction Lombaire

• Aspects macroscopiques– Pression

– Aspect visuel du liquide

Indications et contre indications

• Indications– Recherche d’une infection méningée

– Avant injection de produits opaques ou TTT

– Étude des constituants du LCS

• Contre indications– HTIC sur processus expansif avec œdème

papillaire (œdème, tumeur, abcès)

– Infection au point de ponction

– Trouble de l’hémostase

Voies d’abord

• Principalement la ponction lombaire– Entre L4-L5 ou L5-S1

• Ponction sous occipitale ou cisternale

• Ponction ventriculaire directe

• Transfontanellaire (nourrisson)

Mode opératoire

• Geste Médical

• Désinfection

• Progressif (HTIC?)

Mode opératoire

• Aiguille à Mandrin (vérifier) 3 à 7 cm

• Plusieurs tubes– 1 : Bactériologie

– 2 : Cytologie et immunochimie

– 3 : Chimie (pas de sang)

• Total : – Adulte : 10 à 15 ml

– Enfant : 5 à 10 ml

Analyse macroscopique

• Normal : Goutte à goutte; eau de roche

• Aspects pathologiques :– Sanglant ou rosé (trauma

ou hémorragie?) : toujours marquer les tubes

– Xanthochromique (jaune)

– Trouble : opalescent à purulent (pression?)

Analyse spectrométrique

Analyse spectrométrique

Hémoglobine

Bilirubine

Analyse spectrométrique

Analyse Spectrométrique

Biochimie courante• Glycorachie :

– Méthode enzymatique en pt final (hexokinase)

– Rapidement

– Hyperglycorachie si Hyperglycémie (cf Sang)

– Hypoglycorachie si :• Hypoglycémie ou anomalie métabolique

• Infections bactériennes (surtout les formes purulentes, tuberculeuses) (les infections parasitaires et virales, les abcès peuvent être à glycorachie normale)

• Cytologie augmentée et/ou anormale (leucémie, carcinomatose, sarcoïdose)

Biochimie courante• Ions : Na+, Ca++, K+ et Cl-

– Homéostasie très précise et indépendante du plasma

– Hypochlorurachie et méningite tuberculeuse?– Hyponatrorachie et hyponatrémie

• Equilibre acido-basique– Faible pouvoir tampon en cas d’acidose ou

d’alcalose– Relation pH – commande respiratoire : pH acide

et hyperventilation, pH alcalin et hypoventilation

• Lactates : si méningite bactérienne ou anomalie métabolique

Protéines du LCS• Trois origines possibles :

– Sérique par passage actif au niveau des plexus choroïdes

– Locale : par synthèse issue du tissu nerveux– Lymphoplasmocytaire = immunitaire : par

synthèse d’immunoglobulines issues de cellules immunocompétentes présentes en phase aigue ou chronique d’une pathologie dans le LCS

• Toujours comparer Sang et LCS pour différencier une réaction locale d’une réaction systémique

Protéines du LCS

• Protéines totales :– Difficulté liée à la faible concentration– Méthode de Lowry : colorimétrique– Normale : 0,40 g/l (0,28 à 0,52 g/l) en P.L.– Résultat plus faible en cisternal (1/3) ou

ventriculaire (1/2).– Pas de variation intersexe– Rôle en surveillance (répétabilité)– Rôle en standardisation (fractions protéiques

en %)

Protéines du LCS• électrophorèse

du LCSvaleurs relatives valeurs absolues/Lowry

FRACTIONS Moyennes Ecart-type

Limites Moyennes Ecart-type

Limites

Préalbumine 6 2 2 à l0 24 8 9 à 40

Albumine 58,5 7 45 à 71 239 48 144 à 334

Alpha- 1-globuline

4,5 1,5 2 à 7 18 6 7 à 30

Alpha-2-globuline

4,5 1,4 2 à 9 19 6 7 à 31

Bêta-1-globuline

10 3,2 4 à 16 42 15 12 à 72

Bêta-2-globuline

6 2,5 1,5 à 11 26 9 8 à 43

Gamma-globuline

9,5 2,4 5 à 14 39 13 13 à 65

Turbidimétrie

Laserθ

Echantillon

Diaphragme et DétecteurNéphélémétrie

Exemples d’immunodosages

PROTÉINES LIMITES NORMALES (mg/1)

PROTÉINES LIMITESNORMALES(mg/1)

Préalbumine 10 à 20 Bêta- 1 -transferrine 10 à 20

Albumine 126 à 294 Bêta-1 A- Bêta-lC (C'3) 2 à 4

Alpha- 1 -antitrypsine 5 à 15 Bêta-lE (C'4) 1 à 2

Alpha- 1 -glycoprotéine acide 3 à 8 C3 proactivateur (facteur B) 0,5 à 1

Apolipoprotéine Al 2 à 4 IgA 1 à 3

Apolipoprotéine A2 2 à 4 IgM 0,2 à 0,4

Fibronectine 2 à 4 IgG 15 à 30

Alpha-2-céruloplasmine 1 à 3 Clq 0,2 à 0,4

Alpha-2-macroglobuline 1 à 3 C-réactive protéine 0,1 à 0,4

Analyse de l’immunité intrathécale

• Calcul des synthèses intrathécales (SIT)

• Conjonction de deux processus

– La transsudation : augmentation du passage de protéines sériques vers le LCS par altération des barrières (HTA, artérite,…). Plus c’est grave, plus les protéines de grande taille passent (dont IgG)

– La synthèse intrathécale : production locale de protéines de l’immunité (IgG, complément) par des lymphocytes, macrophages et cellules gliales (recherche d’un aspect mono ou oligoclonal)

Analyse de l’immunité intrathécale

• Immuno-électrophorèse du LCS(CSF) / sérum(S): Révélation anti IgG– 1 : normal– 2 : IgG sérique passant

dans le LCS– 3 : Synthèse intrathécale

d’Immunoglobuline G oligoclonale (SEP) non retrouvée dans le sang

EXEMPLES DE SITUATIONS CLINICOBIOLOGIQUES

Méningo-encéphalite virale

• Liquide clair, cellularité plus faible

• Glycorachie dans les normes

• SIT d’IgG et d’IgM parfois importante, parfois oligoclonale

• Sérologies et virologie…

• Attention aux parasitoses

Méningite bactérienne

• HyperCellularité et trouble

• Hypo glycorachie et hypo chlorurachie (tuberculose)

• Hyper protéinorachie

• Transsudat inflammatoire avec IgG polyclonales

• Bactériologie, procalcitonine (sang)

Sclérose en plaques

• Cellularité modérée, glycorachie normale

• SIT d’IgG importante à profil oligoclonal (parfois IgM ou IgA) non retrouvé dans le sang

Processus malins

• Cellularité importante, glycorachie basse

• SIT d’Ig importante à profil oligoclonal ou monoclonal

Film sur la ponction lombaire

• https://www.youtube.com/watch?v=6XHGzCt4TDI