ŒDÉME CÉRÉBRALDESC réanimation médicale

Géry Boulard

12 Juin 2008

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ŒDÉME CÉRÉBRAL

• Définition : accumulation d’eau et/ou de plasma→ intra et/ou extra cellulaire → ↑ du volume cérébral→ potentiellement responsable pour tout ou partie d’une

HTIC

• Contextes : ischémie, tumeur, hémorragie, trauma, infection, hémodynamique, osmotique, toxique

• Scanner : focal (hypodensité) ou diffus (« uniformisation ») hémisphérique ou global

• IRM : IC ou EC, degré de perméabilité BHE…

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Scanner : œdème focal (hypodensité) ou global (« uniformisation »)

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L’œdéme cérébral peut être responsable pour tout ou partie d’une HTIC

Le traitement de l’OC, s’il est possible, est naturellement nécessaire…

…mais ce n’est pas pour autant qu’il soit suffisant.

Il y a alors nécessité d’adjoindre les modules de traitement de l’HTIC.

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Rappel Les barrières

• Endothéliale : sang / cerveau → barrière hémato encéphalique (BHE) vs capillaire périphérique

• Ependymaire : cerveau / LCR→ barrière cérébro-ventriculaire

• Epithéliale : sang / LCR (plexus choroïdes)→ barrière hémato-liquidienne

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Rappel Les zones dépourvues de BHE

Les organes circumventriculaires :

Organe vasculaire de la lame terminaleOrgane subfornical

Area postremaOrgane sous-commissural

• Permettent par exemple aux hormones hypothalamiques de quitter le cerveau pour moduler les fonctions rénales, cardiovasculaires et reproductives

• Riches en osmorécepteurs intervenant dans l’équilibre hydroélectrolytique et de la PA

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Rappel (1)La BHE : trois constituants

1° Les cellules endothéliales des microcapillaires cérébraux (CEMC):

> monocouche continue, > peu de vésicules d’endocytose, très riches en mitochondries, > jonctions serrées de type occludens, 7Å

2° Les astrocytes et péricytes3° La membrane basale endothéliale

Surface 100 cm2/g de tissu, soit 12 m2 pour un cerveau de 1200 g Volume 1,2 cm3

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Immunofluorescence verte: cellules endothéliales, rouge: pieds astrocytaires

Laboratoire mixte Institut Pasteur de Lille-Université d'Artois

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Rappel (2)Passage de la BHE

• Glucose : transport par une protéine• Acides aminés : 9 transporteurs différents• Lipides: habituellement associés à l’albumine du sang,

seulement 5% des AG plasmatiques peuvent traverser en un seul passage

• Eau : selon les principes physiques de l’osmolarité(d’où rôle de la P osmotique)

• Sodium : sécrétion active à partir du plasma

NB une charge sodée IV ne franchit pas la BHE alors qu’elle se distribue rapidement aux liquides extra cellulaires périphériques (jonctions larges de 70Å ne retenant que les protéines d’où rôle de la P oncotique)

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Rappel (3)La BHE

Elle assure au cerveau un environnement EC extrêmement contrôlé en limitant les mécanismes de transport des molécules au seul passage au travers de la membrane des cellules endothéliales

NB La plupart des molécules potentiellement actives sur Alzheimer, Huntington, AVC, TC, dégénérescence associée àParkinson et SEP etc. sont incapables de traverser la BHE

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Les classifications des œdèmes cérébraux…• Selon le type : hyperhémique, vasogénique, cytotoxique,

osmotique, interstitiel

• Selon la localisation : IC et/ou EC

• Selon l’état de la BHE : « ouverte » ou non

• Selon le mécanisme

KLATZO 1967, classification basée sur 2 mécanismes :- cytotoxique ou cellulaire : eau + ions (Na+, Ca++)- vasogénique par ouverture de la BHE : plasma interstitiel

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plan

A. ŒDÉME PAR OUVERTURE DE LA BHE, EC

1°Par élévation de la pression hydrostatique2°Par ischémie, traumatisme et processus infectieux3°Lié à la présence d’une tumeur

B. ŒDÉME CYTOTOXIQUE ou IC : ischémie cérébrale

C. ŒDÉME OSMOTIQUE : EC & IC

D. ŒDÉME INTERSTICIEL par hydrocéphalie obstructive

E. HTIC DE L’HÉPATITE FULMINANTE

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A. ŒDEME PAR OUVERTURE DE LA BHE « vasogénique » : 3 contextes différents

I. Par élévation de la pression hydrostatique

II. Par réaction inflammatoire locale & atteinte de l’intégritéphysique de la BHE (traumatisme, ischémie et processus infectieux)

III. Lié à la présence d’une tumeur

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I. OC par ouverture de la BHE par élévation de la pression hydrostatique BHE « forcée » (1)

1°Encéphalopathie hypertensive par PAM > limite sup de l’autorégulation du DSC vis à vis de la PA

2°Éclampsie 3°Mal aigu des montagnes & œdème cérébral de haute

altitude :hypoxie hypobarique → hypoxémie cérébraledouble mécanisme :

→ ↑DSC→↑VSC (gonflement sans OC)→ + altération BHE→OC

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Ouverture de la BHE par élévation de la pression hydrostatique :BHE « forcée » (2)

4°Le « syndrome d’encéphalopathie postérieur réversible »(SEPR):

- HTA, céphalées, confusion, troubles visuels, crises - TDM : hypodensités hémisphériques postérieures, - IRM : foyers d’hyper signaux en séquence T2- Contexte : encéphalopathie hypertensive,traitements immunosuppresseurs (cyclosporine, tacrolimus etc.)- C’est l’imagerie qui conduit au diagnostic

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II. OC par ouverture de la BHE par augmentation de sa perméabilité

au cours de l’ischémie, du traumatisme et des processus infectieux

(données expérimentales)

1° Réaction inflammatoire locale très précoce avec libération de médiateurs : histamine, acide arachidonique, radicaux libres, NO, bradykinine.

Bradykinine :→ capacité d’augmenter la perméabilité, vasodilatatrice,

œdème vasogénique→ concentration élevée, effet œdémateux inhibé par

antagonistes, mais 1/2 vie très brève (30s) incompatible avec un traitement antagoniste)

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2° Activation en cascade de médiateurs pro-inflammatoires (cytokines) et de molécules d’adhésion leucocytaire → extravasation leucocytaire et macrophagique qui prolonge le phénomène inflammatoire

3°Rôle des métalloprotéinases (MMPs) de la matrice extra cellulaire: attaque de la lame basale endothéliale (digestion), relâche l’ancrage des cellules et altère les jonctions serrées (ttt antagonistes?)

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4° Prolifération de néovaisseaux sans BHE (donc facteurs d’œdème), par stimulation de la synthèse du facteur de croissance endothéliale (ttt antagonistes?)

►Les mécanismes responsables de la rupture de la BHE sont complexes, de nombreuses voies s’activent simultanément ou en cascade→ variabilité des données expérimentales → difficultés au développement de nouvelles stratégies thérapeutiques

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Conséquences de l’ouverture de la BHE par augmentation de sa perméabilité au cours de l’infarctus cérébral

• La rupture de la BHE est un phénomène critique car augmente le risque de transformation hémorragique du tissu ischémique.

• Ainsi, œdème et transformation hémorragique sont les 2 causes principales de décès précoce dans ce contexte.

• La reperfusion par l’activateur du plasminogène est le seul traitement. Mais il aggrave le risque d’hémorragie du tissu ischémique.

• D’où indication limitée à la phase précoce (3h) et à l’ infarctus de taille modérée.

• Stratégies thérapeutiques de préservation de la BHE ?

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III. OC par ouverture de la BHE lié à la présence d’une tumeur

Tumeurs malignes primitives ou non & bénignes (méningiomes)Le volume d’OC peut être considérableVasogénique, plusieurs mécanismes associés :• Les vx de la tumeur n’ont pas de BHE : issue de plasma• Tumeur libérant des protéases et un facteur protéique de

perméabilité vasculaire agissant sur les vx sains peri tumoraux, → effet atténué par les corticoïdes

• Certaines tumeurs sont peu vascularisées avec situation d’ischémie locale

• Zone péritumorale riche en macrophages qui libèrent enzymes protéolytiques et platelet activating factor qui modifient la perméabilité capillaire

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Œdème tumoralA-B IRM pré opératoire

B-C scanner post opératoire

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B. ŒDEME CYTOTOXIQUE ou INTRACELLULAIRE

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ŒDEME CYTOTOXIQUE ou INTRACELLULAIRE

Ischémie cérébrale:AVC, neurochirurgical, traumatique, arrêt cardiaque, pression des

écarteurs, compression de la microcirculation par contusion etc.

Faillite énergétique, dépolarisation membranaire, libération des AA excitateurs → envahissement par Ca++ etc.→ mort et gonflement cellulaire

Si recirculation → acide arachidonique → radicaux libres etc.également délétères vis-à-vis des membranes

Pas de ttt de cet OC; si HTIC, modules ciblés sur les zones saines

Au total, l’ischémie est responsable d’OC vasogénique par ouverture de la BHE puis cytotoxique avec mort cellulaire

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Remarque concernant la coexistence des œdèmes vasogénique et cytotoxique au cours de l’ischémie

Gasche & Copin

• « distinction entre œdèmes vasogénique et cytotoxique →meilleur compréhension…il n’existe probablement pas de situation clinique au cours de laquelle une seule de ces deux entités est présente…

• Au cours de l’ischémie cérébrale, la plupart des voies biologiques menant à l’œdème cérébral sont communes aux deux entités, par exemple la libération de glutamate & la cascade inflammatoire puis HTIC → ↓perfusion → amplification des cascades

• Aggravation des 2 aspects par la reperfusion : exacerbation phénomènes oxydatifs et inflammatoires et mise sous pression du système vasculaire avec ↑ de perméabilité… »

• NB pas de traitement de l’OC ischémique mais course contre la montre pour la thrombolyse!

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C. ŒDEME OSMOTIQUE : EC & IC

• Physio : BHE saine - membrane hémiperméable- isotonicité de part et d’autre de la BHE

• Patho : gradient osmotique par hyponatrémie (et vs)→ baisse de l’osmolalité EC→ accumulation d’eau IC

- hyponatrémie aiguë, intoxication par l’eau etc.- hyponatrémie en NCH par exemple (CSWS)→ OC des zones saines : facteur d’aggravation et d’HTIC

• Rappel : osmorégulation cérébrale & effet délétère de « chocs osmotiques » itératifs

• Prévention +++ et/ou traitement

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D. ŒDÉME INTERSTICIEL

Hydrocéphalie obstructive

ouverture de la barrière cérébro-ventriculaire(épendyme) sous l’effet de la pression du LCR

→ hypodensité péri ventriculaire→ traitement : drainage LCR

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C & D : œdème interstitiel par hydrocéphalie obstructive (HSA)

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E. HTIC DE L’HÉPATITE FULMINANTE

Ammoniaque → encéphalopathie hépatique Altération du GCS : risque d’OC et d’HTICAnapath : œdème astrocytaireMécanisme HTIC :1°Hypothèse glutamine : • cerveau dépourvu de cycle de l’urée →les astrocytes

détoxifient l’ammoniaque par la glutamine synthétase →glutamine osmotiquement active → œdème IC

• dérégulation de la recaptation du glutamate → crises infra cliniques

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2°Hypothèse de l’altération de la perfusion cérébrale :DSC anormalement élevé (découplage débit-métabolisme) par vasodilatation artérielle cérébrale (mécanisme?)

Phénomènes corrigés par la transplantation

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Hépatite fulminante

?eauastrocytaire« Toxique »

hydrocéphalienormaleLCRECInterstitiel

hypoNa+normaleeauEC + ICOsmotique

ischémieouverteeau, Na+, Ca++

ICCytotoxique

↑ PA----------------ischémie TCC infection----------------Tumeur

forcée---------------

ouverte

---------------tumorale

plasmaECVasogénique

CausesBHENatureLocalisation

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Traitement (1)Les bases

• Traitement chirurgical des lésions faisant masse etc.• Sédation & réanimation respiratoire « à temps »• Maîtrise de la dysautonomie• Maîtrise de la natrémie +++• Maîtrise de la glycémie +++ (car les patients

hyperglycémiques à la phase précoce du TCC ont une mortalité et une morbidité accrues)

• Prévention et traitement des crises

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Traitement (2) : Éviter et corriger les ACSOS Seuils TCC (Edimbourg)

38°CCMRO2Fièvre≥ 110 mm Hgmoyenne≥ 160 mm HgsystoliqueHyper TA≤ 70 mm Hgmoyenne≤ 90 mm HgsystoliqueHypo TA≤ 22 mm HgPaCO2Hypocapnie≥ 45 mm HgPaCO2Hypercapnie≤ 60 mm HgPaO2

≤ 90 %SaO2HypoxémieSeuilVariableAgression

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Traitement (3)

• Elévation P hydrostatique : ttt HTA

• HTIC trauma : osmothérapie*, barbituriques, PPC optimale, +/- craniectomie**

• HTIC processus infectieux : ttt infection, osmothérapie*, barbituriques, +/- craniectomie**

• HTIC ischémie : osmothérapie*, barbituriques, PPC optimale, +/- craniectomie**

*Osmothérapie : mannitol 20% ou sérum salé hypertonique 7,5%** Craniectomie décompressive : proposée TCC, OC ischémique massif et HTIC œdémateuse

incontrôlable des encéphalites

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Traitement (4)

• Tumoral : corticoïdes, exérèse, +/- ttt HTIC

• Osmotique : correction de la natrémie (règles précises)

• Interstitiel : drainage LCR

• Hépatite fulminante : greffe

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Conclusion

• Œdème cérébral ou plutôt œdèmes cérébraux • Mécanismes et contextes divers• Principes thérapeutiques généraux +++• Pas de traitements « spécifiques » pour trauma,

infection et ischémie• Facteurs d’HTIC• Modules ttt de l’HTIC dont craniectomie

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Biblio :Deux N° des Ann Fr Anesth Réanim 2003

• Copin JC et coll. Morphologie et physiologie de la BHE. 202-214• Boulard G. et coll. Osmolarité plasmatique et BHE. 215-219• Payen JF et coll. Œdème cérébral par lésion de la BHE : mécanismes

et diagnostic. 220-225• Bruder N. Anesthésie et HTIC sur œdème. 226-234

• Gasche Y. et coll. Physiopathologie de la BHE. 312-319• Dumont L. et coll. Œdème de haute altitude.320-324• Spahr L. Œdème et hépatite fulminante. 325-330• Bissonnette B. Œdème cérébral chez l’enfant. 331-335• Ter Minassian A. Traitement. 336-348__________________________________________________________

La réanimation neurochirurgicale. 1 vol, 500 pages, Springer, 2007

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Les modules thérapeutiques de l’HTIC et leurs cibles

XXxOsmothérapieXBarbituriqueXHypocapnie (!)XPPC optimale

XDrainage LCRparenchymeVSCLCR

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Brain Trauma Foundation

Évolution de la PPC cible

• 2000 : PPC > 70 mm Hg

Etude prospective randomisée PPC >70 vs. >50 mm Hg→ ↑ fréquence des épisodes d’HTIC & des états végétatifs

Contant 2001

• 2003 : PPC = 60 mm Hg