Autorégulation de la circulation cérébrale Dr Nathalie NASR, MCU-PH de Neurologie Responsable UF Neurosonologie/Clinique des AIT CHU de Toulouse L autorégulation de la circulation cérébrale Mécanisme homéostasique qui consiste en la capacité intrinsèque du lit cérébro-vasculaire àmaintenir un débit sanguin cérébral constant face aux modifications de la pression artérielle TUSAR, Toulouse le 27 janvier 2015 Conduit passif Conduit passif Débit (cm3/sec)=s x V Débit (cm3/sec)=s x V Fluide S V (cm/sec) S (cm2) Fluide S V (cm/sec) S (cm2) Augmentation de pression Augmentation de débit Augmentation de pression Augmentation de débit Autorégulation Propriétéinhérente àun système, grâce àlaquelle, un régime établi est atteint après l intervention d une perturbation Artères piales Substratum anatomique o Responsables de l autorégulation pour une majeure partie du spectre des variations de pression de perfusion DSC Artérioles o Participation plus importante lorsque la pression artérielle diminue de manière sévère
Mécanismes de l autorégulation o L hypothèse myogène o L hypothèse métabolique o L hypothèse endothéliale o L hypothèse neurogène L hypothèse myogène Modification de la pression intra-vasculaire transduction par des intégrines de la paroi modification de l état des filaments d actine et de myosine des fibres musculaires lisses Réaction plus importante lorsque le tonus vasomoteur est plus élevé L hypothèse métabolique A pour modèle le couplage entre l activiténeuronale et le débit sanguin cérébral. Diminution de la pression de perfusion hypoxie vasodilatation Peu d arguments en faveur de cette hypothèse en dehors des travaux sur l hypertension veineuse L hypothèse endothéliale Pourrait jouer un rôle dans l autorégulation par la libération du NO secondaire au shear stress Une étude par White et al. était en faveur du rôle du NO dans l autorégulation dynamique (White 2000) Ces résultats n ont pas étéconfirmés (Lavi 2003, Zhang 2004, Lavi 2006) L hypothèse neurogène - Innervation dense autonome - Les fibres sympathiques diminuent en densitéavec la diminution du diamètre des artères. - Les artères du territoire carotidien sont innervées par les fibres post-ganglionnaires du ganglion cervical supérieur. - Des données récentes indiquent que l innervation sympathique renforce l autorégulation dynamique alors qu elle n influence pas l autorégulation statique. Méthodes d évaluation de l autorégulation Tomographie par émission de positrons Scintigraphie Doppler transcrânien DSC Hypercapnie L1 DSC Vitesses si diamètre artériel stable L2 DSC = 3-5%/10mmHg
Autorégulation cérébrale statique vs autorégulation dynamique V θ V Doppler transcrânien Rune Aaslid 1982 Débit sanguin cérébral (DSC) V V L1 L2 Autorégulation statique Autorégulation dynamique DSC Etude de l autorégulation dynamique - le Leg Cuff Test - le test de compression transitoire de la carotide - le test de Valsalva - le Lower Body Negative Pressure - le tilt test - le test accroupi-debout - fluctuations spontanées de et des vitesses circulatoires cérébrales. Le Leg Cuff Test V ACM d V ACM g
- le Leg Cuff Test - le test de compression transitoire de la carotide - le test de Valsalva - le Lower Body Negative Pressure - le tilt test - le test accroupi-debout - fluctuations spontanées de et des vitesses Aaslid 1989 circulatoires cérébrales. Analyse de l autorégulation cérébrale dynamique au repos dans le domaine temporel Méthode du coefficient de corrélation Mx (fluctuations spontanées de et de V) Pr M. Czosnyka et Dr P. Smielewski (Cambridge, GB) Indice d autorégulation dynamique: le coefficient de corrélation Mx Mode de calcul: 1- échantillonnage sur 60 intervalles de 5 sec de M et de Vm, 2- calcul des coefficients de corrélation de Pearson r (1 60) entre les valeurs consécutives de M et de Vm, 3- calcul de la moyenne des coefficients de corrélation Mx. L évaluation de l autorégulation cérébrale dynamique par le coefficient Mx à partir des fluctuations spontanées de et de V a été validée par rapport aux résultats de l autorégulation cérébrale statique et dynamique évaluée par le «leg cuff test».
Analyse dans le domaine fréquentiel Calcul du décalage de phase
La proposition de Fourier La majorité des signaux qui varient autour d une valeur moyenne peuvent être décomposés en une somme de courbes sinusoïdes ayant différentes fréquences Décalage de phase dans le cadre d une autorégulation normale La transmission des oscillations de la pression artérielle (P) dans la bande de fréquence < 0.2 Hz aux vitesses du flux sanguin cérébral se fait avec un décalage de phase, V étant en avance de phase par rapport à P Fréquence F Période T 20 60 Débit sanguin cérébral (DSC) Normocapnie Gain et cohérence L1 L2 Décalage de phase Autorégulation statique Autorégulation dynamique DSC
Hypertension artérielle Modification de l autorégulation cérébrale dans les situations pathologiques Débit sanguin cérébral HTA L1 L2 PPC Diabète Autorégulation cérébrale dans le diabète de type 1 Nasr N, Czosnyka M, Arevalo F, Hanaire H, Guidolin B, Larrue V. Autonomic Neuroscience: Basic and Clinical 2011 Altération de l autorégulation cérébrale. Mécanisme supposés: - altération de la microcirculation cérébrale - participation de la dysautonomie cardiovasculaire? Groupe Contrôle Diabète Pas de dysautonomie (p=0.019; Kruskal Wallis test) Diabète Diminution de la variabilité de FC Diabète Diminution de la variabilité de FC + hypotension orthostatique Infarctus cérébral Le syndrome d apnées obstructives du sommeil Perte de l autorégulation cérébrale dans le territoire artériel mis en cause L autorégulation peut être altérée alors que la réactivité cérébrovasculaire au CO2 est conservée
SaO2 P CO2 M autorégulation inopérante? Vitesses ACM Autorégulation cérébrale dynamique dans le SAOS Nasr N, Pavy-Le Traon A, Czosnyka M, Tiberge M, Schmidt E, Larrue V. European Journal of Neurology 2009 IC 95% Mx Mx,6 Mx=0.414,5,4 Mx=0.233 95% IC MX,6,5,4,3,3 R 2 = 0.556,2,2 flux d air oro-nasal,1 N = 9 11 Témoins SAOS Témoins SAOS Statut des volontaires Mx dans les groupes SAOS et T Test de Mann-Whitney, p=0.009,1 0 0 10 20 30 40 50 60 IAH Corrélation entre Mx et IAH Test de Spearman, p=0.003 Les sténoses et occlusions de la carotide L examen validé pour évaluer le retentissement hémodynamique est la VRC CO2 L autorégulation cérébrale est probablement est marqueur plus sensible de l altération de la microcirculation cérébrale Son altération est corrélée au degré de sténose et au risque d AVC ischémique d aval Sténose de la carotide Hémorragie méningée anévrysmale Volontaires sains L altération de l autorégulation contribue à la survenue du déficit ischémique retardé
Autorégulation perturbée Vulnérabilité à PSA Vulnérabilité à PSA Diminution de débit Altération des capillaires Lésions cérébrales