Le cerveau humain est très sensible à la privation d’oxygène. Des dommages étendus et irréversibles surviennent dans les 10 minutes environ après l’arrêt cardiaque.
Pour la première fois, des chercheurs de l’hôpital de Berlin Charité - Universitätsmedizin Berlin et de l’Université de Cincinnati ont pu étudier ces événements chez l’homme. Les résultats de cette recherche, publiés dans Annals of Neurology1, pourraient élargir les futures stratégies de traitement de l’arrêt cardiaque et de l’AVC.
Pendant des années, les chercheurs ont étudié cette privation chez les animaux : en 20 à 40 secondes, le cerveau entre dans un « mode d’économie d’énergie » — il devient électriquement inactif et toute communication interneuronale cesse. En quelques minutes, les réserves de carburant du cerveau se sont épuisées, ce qui maintient la distribution inégale des ions entre l’intérieur et l’extérieur des cellules nerveuses. Enfin, les gradients d’ions commencent à se décomposer. Cette décomposition prend la forme d’une vague massive de libération d’énergie électrochimique sous forme de chaleur, connue sous le nom de « dépolarisation par étalement ». Plus précisément décrit comme un « tsunami cérébral », cette perte d’énergie se propage à travers le cortex et d’autres régions du cerveau, déclenchant des cascades physiopathologiques qui empoisonnent graduellement les cellules nerveuses. Fait important, cette onde reste réversible jusqu’à un certain point : les cellules nerveuses se rétabliront complètement si la circulation est rétablie avant que ce point ne soit atteint. Cependant, si la circulation reste perturbée, les cellules vont mourir. Jusqu’à présent, les enregistrements de l’activité cérébrale électrique obtenus à partir de sujets humains ont été d’application limitée, et les experts ont été divisés quant à la transférabilité des résultats de la recherche animale.
Dans le cadre de leur étude, les chercheurs ont utilisé une technologie de neuromonitoring dernier cri. L’analyse scientifique des données et de l’évolution clinique de chaque patient a montré que l’événement connu sous le nom de « dépolarisation terminale » se produit également chez les humains, dès les premières minutes suivant l’arrêt circulatoire.
Nous avons pu montrer que la dépolarisation terminale est similaire chez les humains et les animaux, mais la communauté scientifique ignore depuis des décennies ce processus essentiel de lésion du système nerveux central, à cause de l’hypothèse erronée qu’elle ne se produit pas chez les humains
explique le professeur Dreier. Les raisons en sont essentiellement de nature méthodologique. Le rétablissement de la circulation aussi rapidement que possible a été jusqu’à présent le seul but du traitement chez les patients victimes d’un AVC ou d’un arrêt cardiaque.
“La connaissance des processus impliqués dans la propagation de la dépolarisation est fondamentale pour le développement de stratégies de traitement supplémentaires visant à prolonger la survie des cellules nerveuses lorsque la perfusion cérébrale est perturbée”, explique le professeur Dreier.
Une étude qui permettra probablement de limiter les dêgats liés aux AVC et arrêts cardiaques; pathologie qui frappe entre 10.000 et 15.000 personnes chaque année.
Sources:
1. Dreier JP, Major S, Foreman B, Winkler MKL, Kang EJ, Milakara D, Lemale CL, DiNapoli V, Hinzman JM, Woitzik J, Andaluz N, Carlson A, Hartings JA. Terminal spreading depolarization and electric silence in death of human cortex. Ann Neurol. 2018 Jan 13. doi: 10.1002/ana.25147. PMID: 29331091.