Chapitre 2 : Hypothalamus, homéostasie du système nerveux et métabolisme énergétique cérébral

Hypothalamus et contrôle

Hypothalamus et contrôle

❓Quelle est la localisation de l’hypothalamus et sa fonction principale ?

• L’hypothalamus est une petite région située sur la ligne médiane, au-dessus de l’hypophyse

• Il contient une série de noyaux (amas de neurones) qui participent à la régulation de fonctions vitales :

  • Température corporelle

  • Sommeil

  • Soif

  • Faim

1. Thermorégulation

1. Thermorégulation

❓Quelle est la valeur normale de la température corporelle et comment varie-t-elle ?

• Température normale : 37°C

• Elle suit un rythme circadien :

  • Diminue la nuit (jusqu’à 36,2 – 36,5°C)

  • Remonte dans la journée pour se stabiliser autour de 37°C

❓Quels types de récepteurs sont impliqués dans la thermorégulation ?

• Thermorécepteurs au niveau :

  • De la peau

  • Des viscères

  • Du système nerveux central

• Ces récepteurs sont de deux types :

  • Récepteurs au chaud : ex. TRPV3

  • Récepteurs au froid : ex. TRPM8 (également activé par le menthol)

❓Comment l’information thermique est-elle transmise à l’hypothalamus ?

• Les signaux sensoriels issus des thermorécepteurs sont amenés par des voies nerveuses

• Ils convergent vers l’hypothalamus, qui va coordonner les réponses effectrices

❓Quelle est la fonction de l’hypothalamus dans le contrôle thermique ?

• Il compare la température corporelle à une valeur de consigne (37°C)

• Si la température s’écarte de cette valeur :

  • L’hypothalamus déclenche des réponses réflexes

  • Il active des réponses comportementales

❓Quels types de réponses le SN peut-il coordonner pour maintenir la température corporelle ?

• Production de chaleur (en cas de froid) :

  • Frissons (muscles striés squelettiques)

  • Vasoconstriction cutanée (réduit la perte de chaleur)

• Dissipation de chaleur (en cas de chaleur) :

  • Sudation (glandes sudoripares)

  • Vasodilatation cutanée (augmente la perte de chaleur)

❓Que se passe-t-il si les récepteurs au chaud sont activés de manière excessive ?

• L’hypothalamus déclenche une série de réponses automatiques :

  • Transpiration

  • Vasodilatation cutanée

• Et aussi des réponses comportementales :

  • Recherche d’un endroit frais

  • Réduction de l’activité physique

❓Où sont localisés les récepteurs impliqués dans la régulation de la température corporelle ?

• Dans la peau

• Dans les viscères

• Dans la moelle épinière

• Dans le cerveau

• Dans l’hypothalamus

❓Quelle est la structure de l’hypothalamus qui reçoit ces informations thermiques ?

• Les signaux convergent vers l’aire pré-optique (APO) de l’hypothalamus

• L’APO agit comme un centre de coordination qui peut ensuite activer :

  • Les systèmes de production de chaleur

  • Les systèmes de dissipation de chaleur

❓Quels sont les principaux mécanismes de production de chaleur déclenchés en réponse au froid ?

• Frissons :

  • Activité des muscles striés squelettiques

  • Le rendement énergétique des muscles striés est bas —> une partie importante de l’énergie libérée est convertie en chaleur

• Stimulation de la thyroïde :

  • L’augmentation de l’activité thyroïdienne stimule le métabolisme —> favorise la production de chaleur

• Vasoconstriction des muscles lisses vasculaires :

  • Réduction du flux sanguin vers les extrémités (ex : mains blanches)

  • Diminue les pertes thermiques

❓Quels sont les mécanismes de dissipation de chaleur en réponse au chaud ?

• Sudation :

  • Activation des glandes sudoripares

  • Évaporation de la sueur —> perte de chaleur par la peau

• Respiration :

  • Augmentation de la ventilation —> échange de chaleur avec l’air expiré

• Vasodilatation des muscles lisses vasculaires :

  • Augmentation du flux sanguin vers la peau (ex : mains rouges)

  • Augmente les pertes de chaleur

❓Comment évolue la température corporelle en cas de fièvre ?

• La température de consigne est augmentée : de 37°C à 38–39°C

• Le corps est temporairement "en dessous" de la nouvelle température de consigne

• Cela déclenche :

  • Des frissons (pour produire de la chaleur)

  • De la vasoconstriction (pour réduire les pertes thermiques)

• Le corps va tenter d’atteindre cette nouvelle consigne plus élevée

❓Quelles substances sont responsables de l’élévation de la température de consigne lors d’une fièvre ?

• Ce sont les pyrogènes :

  • Endogènes : interleukines, interférons, TNF (produits par les cellules immunitaires)

  • Exogènes : toxines bactériennes

• Ces agents circulent dans le sang et atteignent l’hypothalamus via les organes circum-ventriculaires (où la barrière hémato-encéphalique est plus perméable)

• Ils stimulent la production locale de prostaglandines dans l’hypothalamus

  • Les prostaglandines agissent comme agents pyrogènes : elles augmentent la température de consigne

❓Qu’est-ce qu’un pyrogène exogène et comment agit-il ?

• Définition : un pyrogène exogène est une substance d’origine bactérienne ou virale (ex : lipopolysaccharides des parois bactériennes)

• Mode d’action :

  • Il active les cellules de Kupffer (macrophages du foie)

  • Ces cellules activent le nerf vague

  • Le nerf vague transmet cette information vers le tronc cérébral

  • L’information parvient ensuite à l’hypothalamus

❓Quel est l’effet final d’un pyrogène (endogène ou exogène) sur la température corporelle ?

• Effet commun : les deux types de pyrogènes (endogènes ou exogènes) provoquent une augmentation de la température de consigne

• Mécanisme :

  • Les pyrogènes induisent la synthèse locale de prostaglandines au niveau de l’hypothalamus

  • Principalement les PGE2

  • Les prostaglandines augmentent la température de consigne hypothalamique

• Conséquence : le corps met en œuvre des mécanismes de production de chaleur et de conservation thermique pour atteindre cette nouvelle température

❓Comment l’organisme réagit-il quand la température corporelle est inférieure à la température de consigne ?

• Le système nerveux déclenche :

  • Des frissons (production de chaleur via muscle strié)

  • De la vasoconstriction périphérique (réduction des pertes thermiques)

• Objectif : atteindre la nouvelle température de consigne plus élevée

❓Comment agit un médicament antipyrétique comme le paracétamol ?

• Cible : enzyme cyclo-oxygénase (COX)

• Mécanisme :

  • Inhibe la synthèse de prostaglandines (dont les PGE2)

  • Température de consigne redescend à sa valeur normale (37 °C)

• Réponse physiologique :

  • Le corps réagit à une température corporelle supérieure à la température de consigne

  • Il enclenche alors :

    • Sudation

    • Vasodilatation périphérique

  • Pour favoriser la dissipation de chaleur

❓Qu’est-ce que l’hyperthermie maligne et quelle en est l’origine ?

• Maladie génétique rare du muscle strié squelettique

• Origine : mutation du gène codant pour le récepteur à la ryanodine (RYR)

  • Ce récepteur devient instable

  • Libère anormalement du calcium depuis le réticulum sarcoplasmique (RS)

• Conséquences :

  • Excès de Ca²⁺ intracellulaire

  • Contractions musculaires continues et intenses

  • Production massive de chaleur par les muscles

  • Risque d’hyperthermie grave voire mortelle

❓Quel traitement est utilisé en cas d’hyperthermie maligne ?

• Dantrium (= dantrolène sodique)

  • Inhibiteur du récepteur à la ryanodine

  • Empêche la libération de Ca²⁺ depuis le réticulum sarcoplasmique

• Autre usage : utilisé comme décontractant musculaire

2. Contrôle de la soif

2. Contrôle de la soif

❓Quel est le rôle principal de la soif dans l’organisme ?

Elle permet de réguler l’osmolarité sanguine, c’est-à-dire la concentration en solutés dans le plasma.

❓Quels sont les principaux stimuli qui déclenchent la sensation de soif ?

• Augmentation de l’osmolarité plasmatique (ex : déshydratation)

  • En réponse, les osmorécepteurs déclenchent la sensation de soif

• Chute de la pression artérielle (ex : hémorragie)

  • Soif stimulé par les barorécepteurs

• Sécheresse buccale (stimulus accessoire)

❓Comment une baisse de l’osmolarité plasmatique peut-elle être dangereuse ?

• Une baisse excessive (ex : ingestion massive d’eau) peut provoquer un œdème cérébral

❓Quels sont les deux types de soif et leurs mécanismes ?

1. Soif osmotique

   • Déclenchée par l’augmentation de l’osmolarité plasmatique

   • Impliquant des osmorécepteurs situés dans le SNC (cellules nerveuses dont l’activité électrique varie en fonction de l’osmolarité plasmatique)

   • Localisés dans des zones où la barrière hémato-encéphalique est plus perméable

2. Soif hypovolémique

   • Déclenchée par une diminution du volume sanguin ou de la pression artérielle

   • Impliquant des barorécepteurs vasculaires (et rénaux

❓Où sont localisés les osmorécepteurs centraux responsables de la soif ?

• Dans l’organe vasculaire de la lame terminale (OVLT), une région de l’hypothalamus

• Particularité : cette zone est plus perméable à la circulation sanguine

❓Comment la baisse de pression artérielle stimule-t-elle la soif ?

• Via la diminution d’activité des barorécepteurs situés :

  • Dans les grosses artères (carotides, crosse aortique) → Nerf vague → Noayu du faisceau solitaire

  • Et dans les artères rénales → RAA → Organe subfornical

  • → Aire pré-optique

• La baisse d’activité des barorécepteurs rénaux stimule le système rénine-angiotensine-aldostérone (SRAA)

❓Quel est le rôle de l’angiotensine II dans la régulation de la soif ?

• Elle est produite en réponse à une chute de la perfusion rénale

• Elle agit comme hormone stimulante de la soif

• Elle cible les centres hypothalamiques de la soif (incluant l’OVLT)

❓Quel est le rôle de l’ADH dans le contrôle de la soif et de l’homéostasie hydrique ?

• L’ADH (ou vasopressine/AVP) est une hormone anti-diurétique qui diminue les pertes de liquide via les reins.

• Elle est produite par le noyau paraventriculaire de l’hypothalamus et libérée par l’hypophyse postérieure.

❓Quel est le seuil d’osmolarité nécessaire pour déclencher la libération de l’ADH ?

• La valeur physiologique normale de l’osmolarité plasmatique est d’environ 280 mOsm/kg d’eau.

• Au-dessus de ce seuil, l’ADH commence à être libérée pour conserver l’eau dans l’organisme.

❓À partir de quelle valeur d’osmolarité la soif osmotique est-elle déclenchée ?

• La soif osmotique est déclenchée plus tardivement que la libération d’ADH.

• Elle apparaît lorsque l’osmolarité dépasse 288 à 294 mOsm/kg d’eau.

❓Pourquoi les personnes âgées sont-elles plus à risque de déshydratation ?

• Parce qu’elles perdent la sensation de soif osmotique, ce qui les rend moins sensibles à une augmentation de l’osmolarité.

• Elles peuvent donc ne pas ressentir le besoin de boire malgré une déshydratation.

3. Contrôle de l’appétit

3. Contrôle de l’appétit

❓Quel est le rôle de l’hypothalamus dans la régulation de la balance énergétique ?

Il contient un centre de la faim et un centre de la satiété, jouant un rôle central dans le contrôle de l’appétit et du poids corporel.

❓Le poids corporel est-il une variable régulée ?

Oui, comme la température corporelle ou l’osmolarité sanguine, le poids corporel est régulé par des boucles de rétrocontrôle hypothalamiques.

❓Quelles expériences démontrent la régulation du poids corporel chez les rongeurs ?

• Jeûne contrôlé :

  • L’animal perd du poids.

  • Lorsqu’il a de nouveau accès à la nourriture, il retrouve son poids antérieur, sans le dépasser.

• Gavage forcé :

  • L’animal prend du poids.

  • Une fois le gavage arrêté, il revient progressivement à son poids initial.

❓Pourquoi la régulation de la balance énergétique est-elle cruciale pour la survie ?

• Car le cerveau et le cœur dépendent fortement du glucose pour fonctionner.

• Le glucose dans le SNC est capté de façon indépendante de l’insuline, contrairement aux tissus périphériques.

❓Que se passe-t-il si on détruit certaines régions de l’hypothalamus chez l’animal ?

• Destruction du centre de la faim → l’animal devient anorexique, il cesse de manger.

• Destruction du centre de la satiété → l’animal devient obèse, il mange excessivement.

❓Quels sont les deux grands groupes de neurones présents dans l’hypothalamus impliqués dans le contrôle de l’appétit ?

• Groupe de neurones anaboliques (centre de la faim) :

  • Produisent MCH (Melanin-Concentrating Hormone)

  • Produisent orexine (ou hypocretine)

• Groupe de neurones cataboliques (centre de la satiété) :

  • Produisent CRH (Corticotropin-Releasing Hormone)

  • Produisent cytokines

❓Quel est le rôle du noyau arqué de l’hypothalamus dans la régulation de l’appétit ?

Le noyau arqué contient deux types de neurones :

• Centre anabolique : stimule le centre de la faim et inhibe le centre de la satiété

• Centre catabolique : inhibe le centre de la faim et stimule le centre de la satiété

❓Quels types de signaux influencent les neurones du noyau arqué ?

(1) Signaux nerveux et humoraux :

• Influx nerveux :

  • Ex. : Distension de l’estomac stimule les mécanorécepteurs gastriques → inhibition du centre de la faim et stimulation du centre de la satiété

• Médicaments :

  • Certains médicaments peuvent moduler l’activité des neurones du noyau arqué

• Hormones digestives :

  • Leptine (produite par le tissu adipeux) :

    • Inhibe les centres de la faim

    • Stimule les centres de la satiété

  • Insuline (produite par le pancréas) :

    • A les mêmes effets que la leptine

  • Ghréline (produite par l’estomac) :

    • Hormone de la faim

    • Stimule la sensation de faim lorsque sa concentration augmente dans le sang

❓Quels effets exercent ces signaux (nerveux, humoraux, médicamenteux) sur l’hypothalamus ?

• Ils agissent sur les neurones du noyau arqué

• Ces neurones modulent l’activité du centre de la faim et du centre de la satiété

❓Quel est le rôle des émotions et de la cognition dans la régulation de l’appétit ?

(2) Rôle de la cognition, des émotions et de la motivation :

• Les émotions impliquent le système limbique

• La cognition implique le cortex frontal

• Le circuit de la récompense est activé :

  • La nourriture peut devenir un stimulus de récompense

  • Activation des neurones dopaminergiques de l’aire tegmentale ventrale (VTA) → libération de dopamine dans les circuits limbiques

Homéostasie du système nerveux

Homéostasie du système nerveux

❓Pourquoi le fonctionnement des neurones dépend-il de l’homéostasie de leur environnement immédiat ?

• Parce que les signaux nerveux sont produits par des flux d’ions.

• Le potentiel d’action (PA) dépend de l’entrée de sodium (Na⁺) et d’une concentration plus élevée en sodium dans le milieu extracellulaire que dans le milieu intracellulaire.

• Le potentiel de repos dépend de la fuite de potassium (K⁺) du milieu intracellulaire vers l’extérieur via des canaux de fuite.

❓Que se passe-t-il si la concentration en potassium extracellulaire augmente ?

• La fuite de potassium est diminuée.

• Moins de charges positives quittent la cellule → le milieu intracellulaire devient moins négatif.

• Le potentiel de membrane se rapproche du seuil de déclenchement du PA → le neurone devient hyperexcitable.

❓Pourquoi le contrôle de l’environnement immédiat des neurones est-il essentiel au fonctionnement du SN ?

• Parce que toute perturbation ionique (Na⁺, K⁺…) modifie :

  • La génération des PA

  • La transmission des signaux électriques

• Il est donc crucial de maintenir une homéostasie ionique stable.

❓Quels sont les 3 compartiments principaux du milieu dans lequel baignent les neurones ?

1. Compartiment cellulaire :

   • Intracellulaire : neurones et cellules gliales

2. Compartiment extracellulaire :

   • Liquide interstitiel autour des cellules nerveuses

   • Liquide céphalo-rachidien (LCR)

3. Compartiment vasculaire :

   • Vaisseaux sanguins (artères et veines) qui irriguent le SNC

❓Quelles sont les barrières séparant ces compartiments ?

• Barrière hémato-encéphalique :

  • Sépare le compartiment vasculaire du compartiment nerveux (neurones et glie)

• Barrière sang-LCR :

  • Sépare le sang du liquide céphalo-rachidien

• Communication libre entre :

  • Le LCR et le liquide interstitiel cérébral → les molécules diffusent librement entre ces deux compartiments

❓Quelle est la répartition des volumes des compartiments dans la boîte crânienne ?

• Tissu nerveux (neurones, glie, etc.) : environ 80 %

• Liquide céphalo-rachidien (LCR) : environ 10 à 15 %

• Compartiment vasculaire : environ 5 à 10 %

❓Où circule le liquide céphalo-rachidien (LCR) dans le système nerveux ?

• Le LCR circule dans les cavités ventriculaires du cerveau (représentées en bleu sur le schéma par transparence).

• Il se retrouve également à la surface du système nerveux central, ce qui permet au cerveau de flotter dans la boîte crânienne.

• Il entoure aussi la moelle épinière dans le canal rachidien (constitué par l’empilement des vertèbres).

❓Quel est le volume total du LCR dans le corps ?

• Environ 140 mL de LCR dans les cavités ventriculaires et autour du cerveau.

• 30 mL supplémentaires entourent la moelle épinière dans le canal rachidien.

❓Où est produit le LCR ?

• Principalement au niveau des plexus choroïdes, situés dans les ventricules cérébraux (en rouge sur le schéma).

• Une partie secondaire du LCR est produite dans les espaces périvasculaires autour des artères.

❓Quelle est la barrière entre le compartiment vasculaire et le compartiment liquidien ?

• La barrière sang-LCR se trouve au niveau des plexus choroïdes.

• Cette barrière est formée par un épithélium spécialisé :

  • Pôle basal des cellules épithéliales en contact avec les capillaires sanguins.

  • Pôle apical en contact avec le LCR.

❓Comment le LCR est-il filtré à travers les cellules des plexus choroïdes ?

• Les cellules des plexus choroïdes sont unies par des jonctions serrées (tight junctions) → rien ne passe entre les cellules.

• Le passage du sang vers le LCR doit donc traverser les cellules épithéliales.

• Ce passage est facilité par :

  • Transporteurs spécifiques (pour les ions, vitamines, acides aminés…)

  • Aquaporines (transporteurs d’eau)

❓Quels sont les échanges entre le LCR et le tissu nerveux ?

• Le LCR est en contact direct avec le compartiment interstitiel cérébral.

• Il y a des échanges bidirectionnels libres entre :

  • Le LCR

  • Le liquide interstitiel cérébral

❓Que sont les espaces périvasculaires et à quoi servent-ils ?

• Situés autour des artères, ce sont des espaces périvasculaires dans lesquels :

  • Une partie du LCR est produite

  • Une voie de drainage du LCR est assurée

• Ce système est considéré comme un système lymphatique propre au SNC.

❓Que se passe-t-il au niveau des espaces périvasculaires pendant le sommeil ?

• Pendant le sommeil, les espaces périvasculaires deviennent plus larges.

• Cela permet au liquide interstitiel cérébral d’être drainé et de retourner vers le LCR.

• Ce mécanisme forme un système de drainage appelé système glymphatique (analogue au système lymphatique mais spécifique du SNC).

❓Quelle est la composition normale du LCR ?

• Ressemble à de l’eau claire (« eau de roche ») :

  • Très faible teneur en protéines (beaucoup plus faible que dans le sang).

  • Très peu de cellules.

  • Glucose : concentration dans le LCR = 2/3 de celle du sang.

  • Ions : concentrations similaires à celles du plasma.

❓Que signifie une augmentation des globules blancs dans le LCR ?

Une élévation du nombre de globules blancs dans le LCR suggère une infection du système nerveux central :

• Encéphalite si l’infection touche le cerveau.

• Méningite si l’infection touche les méninges.

❓Quel est le rythme de renouvellement du LCR ?

• Le volume total du LCR est renouvelé environ 3 fois par jour.

• Le LCR circule depuis les cavités ventriculaires jusqu’à la surface du cerveau.

• Il est ensuite réabsorbé au niveau des granulations arachnoïdiennes (villosités arachnoïdiennes), situées au sommet du cerveau.

❓Qu’est-ce qu’une granulation arachnoïdienne et à quoi sert-elle ?

• Ce sont des excroissances de l’arachnoïde qui font hernie dans les sinus veineux, notamment dans le sinus sagittal supérieur (veine).

• Elles assurent la réabsorption du LCR.

• Le LCR est drainé dans cette veine veineuse (sinus sagittal supérieur).

❓Quel est le mécanisme cellulaire de réabsorption du LCR ?

La réabsorption du LCR se fait par pinocytose :

• Des vésicules traversent le cytoplasme des cellules bordant les granulations arachnoïdiennes.

• Cela permet de transférer le LCR vers le compartiment veineux.

❓Comment mesure-t-on la pression intracrânienne ?

• Elle est définie comme étant la pression du LCR.

• Sa valeur normale est d’environ 10 à 15 mmHg.

• (À comparer avec la pression artérielle systémique : systolique ≈ 120 mmHg, diastolique ≈ 80 mmHg).

❓Comment prélève-t-on le LCR pour analyse ?

Par ponction lombaire :

• On insère une aiguille dans la région lombaire basse.

• On utilise cette zone car la moelle épinière se termine au niveau de L1-L2 → pas de risque de la léser.

• L’aiguille traverse plusieurs tissus et pénètre dans l’espace sous-arachnoïdien où se trouve le LCR.

❓Quelles sont les trois enveloppes (méninges) du système nerveux ?

• Dure-mère :

  • Feuillet externe, collé à l’os, au contact du périoste de la boîte crânienne.

  • Constitué de tissu conjonctif dense.

• Arachnoïde :

  • Située entre la dure-mère et la pie-mère.

  • Contient des trabécules (sortes de filaments) qui vont de la pie-mère à la dure-mère.

  • C’est dans cet espace (espace sous-arachnoïdien) que circule le LCR.

• Pie-mère :

  • Feuillet le plus interne, collé au cerveau et à la moelle épinière.

❓Où circule le LCR à la surface du cerveau ?

• Dans l’espace sous-arachnoïdien, entre l’arachnoïde et la pie-mère.

• Ce liquide baigne le cerveau et la moelle épinièr

❓Que traverse-t-on lors d’une ponction lombaire ?

L’aiguille traverse la dure-mère, puis pénètre dans l’espace sous-arachnoïdien, là où se trouve le LCR.

❓Pourquoi utilise-t-on la ponction lombaire pour administrer certains médicaments ?

• Cette méthode court-circuite la barrière hémato-encéphalique.

• Le médicament est directement injecté dans le LCR, qui est en contact libre avec le liquide interstitiel cérébral.

• Utile pour les substances qui ne passent pas facilement du sang vers le cerveau

2. Compartiment vasculaire (débit sanguin cérébral)

2. Compartiment vasculaire (débit sanguin cérébral)

❓Quels sont les composants du compartiment vasculaire cérébral ?

• Il comprend les artères et veines du cerveau.

• Il assure un apport constant en oxygène et nutriments.

❓Quelles sont les quatre artères principales qui irriguent le cerveau ?

• 2 artères carotides internes (amènent le sang depuis le cœur vers le cerveau).

• 2 artères vertébrales (remontent par l’arrière du cou).

❓Que peuvent causer des troubles de la circulation cérébrale comme les AVC ?

Un AVC (accident vasculaire cérébral) peut survenir suite à :

• Thrombose = formation d’un caillot sanguin dans une de ces artères ou leurs branches.

• Cela interrompt l’irrigation d’une zone cérébrale, ce qui peut détruire les neurones concernés.

❓Quelles sont les trois branches principales des artères cérébrales et leurs zones d’irrigation ?

• Artère cérébrale antérieure (issue des carotides) → irrigue l’avant du cerveau (zone jaune).

• Artère cérébrale moyenne (issue des carotides) → irrigue la face latérale du cerveau (zone verte).

• Artère cérébrale postérieure (issue des artères vertébrales) → irrigue l’arrière du cerveau (zone violette)

❓Quel est le débit sanguin cérébral normal ?

• Environ 750 mL à 1L par minute.

• Cela représente 1/5e du débit cardiaque (5 L/min), alors que le cerveau ne représente que 1 à 2 % du poids corporel total.

❓Quels paramètres influencent le débit sanguin cérébral ?

• La pression de perfusion : différence entre la pression artérielle et la pression veineuse intracrânienne (≈ pression du LCR).

• Les résistances vasculaires : selon la formule Débit = Pression / Résistance (D = P/R).

❓Quelles sont les conséquences d'une modification de la pression ou de la résistance sur le débit sanguin cérébral ?

• Si la pression augmente → débit augmente.

• Si la résistance augmente → débit diminue.

• Si la résistance diminue → débit augmente.

❓Quels facteurs influencent la résistance vasculaire cérébrale ?

• Longueur du vaisseau.

• Viscosité du sang.

• Rayon du vaisseau : effet très important car la résistance est inversement proportionnelle au rayon⁴.

❓Quels médicaments peuvent modifier le débit sanguin cérébral ?

• Les médicaments qui influencent la pression artérielle.

• Les vasodilatateurs qui diminuent les résistances vasculaires cérébrales —> entraînent une augmentation du débit cérébral.

❓Quelle est la valeur physiologique du débit sanguin selon les types de tissus cérébraux ?

• Matière grise : 80 mL/100g de tissu/min.

• Matière blanche : 20 mL/100g de tissu/min.

• Débit global moyen : 50 mL/100g de tissu/min.

❓Que se passe-t-il lors d’un accident vasculaire cérébral ischémique (AVC) ?

• Une artère se bouche (ex : caillot) —> résistance augmente —> débit diminue.

• Si le débit descend en dessous de 10 mL/100g tissu/min, cela entraîne une mort neuronale rapide.

• Entre 10 et 50 mL/100g tissu/min, on parle de zone de pénombre :

  • Les neurones y sont en souffrance fonctionnelle (fonctionnement altéré mais encore récupérable).

  • Objectif du traitement aigu de l’AVC : sauver ces neurones avant qu’ils ne meurent.

❓Quels sont les 3 grands facteurs qui interviennent dans la régulation du débit sanguin cérébral ?

• (1) Autorégulation

• (2) Régulation humorale

• (3) Régulation neurogène (nerveuse)

❓Qu’est-ce que l’autorégulation du débit sanguin cérébral ?

• Capacité du cerveau à maintenir un débit sanguin constant malgré les variations de pression de perfusion.

• Fonctionne dans une plage de pression comprise entre 70 et 170 mmHg.

❓Comment fonctionne l’autorégulation cérébrale ?

• Si la pression de perfusion augmente :

  • Les résistances vasculaires augmentent pour compenser, maintenant ainsi le débit sanguin constant.

• Si la pression de perfusion dépasse 170 mmHg :

  • Les vaisseaux se dilatent passivement, le débit sanguin augmente de façon non régulée.

• Si la pression chute en dessous de 70 mmHg :

  • Chute du débit —> peut provoquer une syncope.

❓Quels sont les effets de la PaCO₂ et de la PaO₂ sur le débit sanguin cérébral ? (Régulation par voie humorale)

• CO₂ (PaCO₂) :

  • Vasodilatateur physiologique puissant.

  • ↑ CO₂ —> ↓ résistance —> ↑ débit sanguin cérébral.

• O₂ (PaO₂) :

  • Enrichissement en O₂ —> ↑ résistance —> ↓ débit sanguin cérébral.

❓Quelle est la voie nerveuse impliquée dans la régulation du débit cérébral ?

• Les vaisseaux cérébraux sont innervés par des nerfs végétatifs.

• Ils peuvent contrôler le diamètre des vaisseaux.

• Impliquée notamment dans la physiopathologie de la migraine.

❓Quels sont les effets de la PaCO₂ et de la PaO₂ sur le débit sanguin cérébral ?

• CO₂ (PaCO₂) :

  • Vasodilatateur physiologique puissant.

  • ↑ CO₂ —> ↓ résistance —> ↑ débit sanguin cérébral.

• O₂ (PaO₂) :

  • Enrichissement en O₂ —> ↑ résistance —> ↓ débit sanguin cérébral.

❓Quelle est la voie nerveuse impliquée dans la régulation du débit cérébral ?

• Les vaisseaux cérébraux sont innervés par des nerfs végétatifs.

• Ils peuvent contrôler le diamètre des vaisseaux.

• Impliquée notamment dans la physiopathologie de la migraine.

❓Quel est le lien entre vasodilatation et migraine ?

Lors d'une migraine, certains nerfs libèrent un neuropeptide CGRP (Calcitonin Gene-Related Peptide) :

• CGRP = puissant vasodilatateur au niveau des vaisseaux crâniens.

• → Vasodilatation cérébrale = douleur migraineuse.

❓Quels sont les traitements contre la migraine liés à la régulation neurogène ?

1. Inhibiteurs de la synthèse de prostaglandines :

• AINS (ex : ibuprofène) ou paracétamol

• Inhibent la COX —> ↓ prostaglandines —> ↓ vasodilatation

2. Médicaments ciblant le CGRP :

• Anticorps monoclonaux contre le récepteur CGRP

• Antagonistes chimiques des récepteurs CGRP

3. Triptans :

• Des synapses inhibitrices se fixent aux terminaisons axonales pour empêcher la libération de CGR

• Agonistes des récepteurs sérotoninergiques 5HT1

• Ces récepteurs interviennent dans la synapse inhibitrice → inhibent la libération de CGRP

• Traitement de crise le plus puissant contre la migraine

3. Barrière hémato-encéphalique

3. Barrière hémato-encéphalique

❓Qu’est-ce que la barrière hémato-encéphalique ?

• C’est une barrière physiologique située au niveau des capillaires du système nerveux.

• Elle sépare le compartiment sanguin du compartiment nerveux.

• Elle régule les échanges entre le sang et le liquide interstitiel cérébral.

• Elle protège le cerveau des substances toxiques et contrôle le passage des médicaments.

❓Où s'effectuent les échanges entre les compartiments sanguin et nerveux ?

• Au niveau des capillaires.

• C’est au niveau des capillaires du SNC que se situe la barrière hémato-encéphalique.

❓De quoi est constituée la barrière hémato-encéphalique ?

• De cellules endothéliales qui :

  • Sont pavimenteuses.

  • Sont unies entre elles par des jonctions serrées (tight junctions).

  • Composées de protéines d’adhésion comme : cadhérines, occludines, claudines.

• Elle n’est composée que des cellules endothéliales unies par ces jonctions.

❓Quelles cellules entourent les capillaires du système nerveux ?

• Astrocytes : leurs prolongements appelés pieds astrocytaires s’apposent sur les capillaires.

• Péricytes.

• Lame basale.

• Extensions de neurones.

• Cellules musculaires lisses.

❓Qu’est-ce que l’unité neuro-vasculaire ?

C’est l’ensemble formé par :

• Les cellules endothéliales capillaires.

• Les astrocytes.

• Les péricytes.

• La lame basale.

• Les neurones adjacents.

❓Quel est le rôle des astrocytes dans la barrière hémato-encéphalique ?

Leurs pieds astrocytaires :

• Entourent les capillaires.

• Participent au transport des substrats énergétiques (ex : glucose, acides aminés) vers les neurones.

❓Quelle est la différence entre les capillaires périphériques et les capillaires du SNC ?

• Dans le SNC :

  • Présence de jonctions serrées entre cellules endothéliales.

  • Présence d’une lame basale, de péricytes, et de pieds astrocytaires.

• Dans la périphérie :

  • Les capillaires ont des jonctions discontinues —> laissent passer plus librement les substances.

❓Quelles molécules traversent facilement la barrière hémato-encéphalique ?

• Substances lipophiles (hydrophobes), comme :

  • Nicotine.

  • Héroïne.

  • Alcool (éthanol).

• Ces substances peuvent traverser facilement les membranes lipidiques des cellules endothéliales.