L’œdème cérébral :de la physiopathologie à la

pratique clinique

Jean-François PayenDépartement d’Anesthésie-Réanimation

Grenoble

Fishman, N Engl J Med, 1975

œdème cellulaire œdème vasogénique

Accumulation nette d’eau et de solutés

Conséquences de l’œdème cérébral (1)

• Œdème diffus : risque d’HTIC (PIC > 20 mmHg) -> ischémie cérébrale

Frei, Acta Neurochir, 1973

-80

-60

-40

-20

0

-2 0 2 4

Cerebral blood flow(% control)

6

Δ Intracrebral water(g/100g w.wt)

• Œdème localisé : risque d’engagement cérébral

Conséquences de l’œdème cérébral (2)

Compliance élevée

Faible compliance

Volume intracrânien = parenchyme (80%) + LCR (15%)+ sang (5%)(+ néovolume)

Œdème cérébral et HTIC

Agression cérébrale Augmentation volume intracrânien :

Œdème cérébral

Hématome

Dilatation ventriculaire

Augmentation de la PIC

Diminution du DSC

Ischémie tissulaire

Œdème cérébral diffus : BHE perméable• Traumatisme crânien grave (15-30%) +• Hémorragie sous-arachnoïdienne (10-15%) +• Méningo-encéphalite (pneumocoque, herpès) +• Encéphalopathie hypertensive +• Hépatite fulminante +• Epuration extrarénale +• Mal aigu des montagnes +• Acidocétose diabétique ?• Intoxication à l’eau -• Encéphalopathie anoxique -

Œdème cérébral localisé :• AVC ischémique +• Tumeur +• Hémorragie intracérébrale +

Principales causes d’œdème cérébral

Œdème cellulaire (sans lésion de la BHE)

290 310 330 350 370

Contenu cérébral en eau (ml/g de poids sec)

Osmolalité plasmatique

osmomètre idéal

cerveau

Cserr, Am J Physiol, 1987

3,7

3,5

3,3

3,1

2,9

2,7

le cerveau n’est pas un osmomètre idéal

McManus, N Engl J Med, 1995

Électrolytes (< 24 h)

Osmoles organiques (> 24 h)

hypertonicité extraC hypotonicité extraC

Hyperosmolalité extracellulaire -> gain d’électrolytes et synthèse d’osmoles organiques

-> limitation des effects de l’osmothérapie

Pellerin, Proc Natl Acad Sci USA, 1994

les astrocytes ont un rôle central

lésion cérébrale(trauma, ischémie)

glutamateacidose extra

K + extraacide arachidonique

radicaux libres

Oedème astrocytaire

Les mécanismes de l’œdème cellulaire

Ringel, J Neurochem 2000

Acidose extracellulaire

Na+

Cl-

Les aquaporines (AQP4) favorisent le développement de l’œdème cellulaire

Manley, Nature Med 2000

intoxication à l’eau ischémie

• transport rapide de l’eau• selon le gradient osmotique• AQP4 dans les pieds astrocytaires

Implications thérapeutiques

1) Maintien du débit sanguin cérébral

Ito, J Neurosurg, 1996

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

H0 H1 H2 H3 H4

ADC

(1

0-3 m

m2 /sec

)

sham

TBI

HH

TBI + HH

Bouma, J Neurosurg 1992

35 TC graves, GCS 3-8DSC par Xe133

1-8h après TC

Valeurs normalesDSC 45-55 ml/100g/min

CMRO2 160 μmol/min/100g

2) Maintien de la Pression osmotique(et de la pression oncotique)

78

79

80

81

sang HES SS0,9%

SS0,45%

ipsilatéralcontrolatéral

Drummond, Anesthesiology, 1998

P oncotique (mmHg) 17 19 10* 8*Osmolalité (mOsm/kg) 295 306 304 261*

Eau intracérébrale(%)

**

membrane semi-perméable

sang

osmoles

cerveau

eauFlux solvant

membrane semi-perméable

sang cerveau

Osmolarité

Tonicité

P osmotique

Coefficient réflexion osmotique

3) Utiliser l’osmothérapie de manière raisonnée

Odland, Neurol Res 1999

L’agression cérébrale s’accompagne d’un gain d’osmoles intracellulaires (Na+, Cl-), favorisé par les AQ4

-> efficacité de l’osmothérapie ?

Sorani, J Neurosurg 2008

M < 0.5 g/kg

M ≥ 0.5 g/kg

18 étudesAVC, tumeur, TCdose-response de Mannitol

3h

ICP(mmHg)

M M

Qureshi, J Trauma 1999

82 patients avec oedème cérébral3% HSS ou 0,9% SSPerfusion continue > 72hNatrémie 157 ± 12 mmol/lMortalité x 3,1

décès

Trost, Acta Neurochir 1992

108 patients cérébro-lésés60 survivants à 1 anRôle du diabète insipide

Osmolalité plasmatique < 310 mOsm/kgNatrémie < 150 mmol/l

Pour un apport de 250 mOsm :100 mL SSH 7,5% = 230 mL Mannitol 20%

Il n’y a pas de supériorité du SSH par rapport au mannitol

0

10

20

30

40

50

0 30

ICP (mmHg)

60 90 120

Mannitol

HSS

Time (min)

** **** **

90

100

110

120

130

140

150

0

FVd changes (% of baseline values)

30 60 90 120

Mannitol

HSS

Time (min)

** **

****

*††

†† †† ††

Crit Care Med 2008

20 patients avec PIC > 20 mmHg7.45% HSS vs 20% Mannitol255 mOsm sur 20 min

Œdème vasogénique(avec lésion de la BHE)

Huber, TINS, 2001

Loi de Starling modifiée

Q (ml/100g/min) = K (ml/100g/min/mmHg) [ ΔPhydrost (mmHg) – σ ΔPonc (mmHg) – Σ ΔPosm (mmHg) ]

encéphalopathie hypertensive

réaction inflammatoireatteinte intégrité BHE

Les mécanismes de l’œdème vasogénique

MacKenzie, Circ Res, 1976

Ø > 100 μm Ø < 50 μm

Bleu Evans + Bleu Evans +

1- Augmentation du gradient de Pression hydrostatique

Kroppenstedt, J Neurosurg, 1999

2- Augmentation de la perméabilité membranaire

• réaction inflammatoire:histamine, NO, bradykininecytokines, interleukines

• rupture de la BHE:métalloprotéinases

• ouverture transitoire de la BHE:

mannitol intra-carotidien(0,5-1,5 g/kg sur30 s)

Zünkeler, J Neurosurg, 1996

Facteurs de risque d’OC massif après AVC ischémique :PAS > 180 mmHg à H + 12nausées/vomissementsramollissement > 50% ACM

Krieger, Stroke, 1999

Implications thérapeutiques

1) Eviter une pression artérielle excessive

2 groupes de 202 patients

►traitement agressif: cible PAS 140 mmHg

► guidelines (AHA 1999): cible PAS 180 mmHg

Lancet Neurol 2008

% volume hématome à 24h

2) Utiliser le drainage ventriculaire externe

Résorption de l’OC : LCRcellulescapillaires

Reulen, J Neurosurg 1978

Pour augmenter le gradient hydrostatique entre parenchyme et LCR

L’œdème cérébral post-traumatique

PPC > 70 mmHg

PPC 50–60 mmHg

si œdème cellulaire

si œdème vasogéniqueavec rupture de la BHE

Y a-t-il rupture de la BHE après TC ?

Rosner, J Neurosurg 1995

Eker, Crit Care Med 1998

Huisman, J Comput Assist Tomogr 2003

25 patients TC graves IRM < 48h

T2 T2* FLAIR

DWI ADC

PIC (mmHg) % eau intracérébrale

TDM (classification TCDB)

Marmarou, J Neurosurg 2006PIC (mmHg)

% eau intracérébrale

• L’œdème cellulaire est prédominant à la phase précoce du TC• Dans les lésions diffuses et autour des lésions focales• Son intensité est proportionnelle à la valeur de la PIC

44 TC gravesIRM entre J1 et J9

Baisse du CDA après TC : Liu, AJNR 1999Kawamata, Acta Neurochir Suppl 2000Nakahara, Acta Radiol 2001Pasco, Eur Radiol 2006

Evacuation chirurgicale d’un hématomeCraniectomie décompressiveMaintien de la PPCHypothermie thérapeutiqueSédation

Actions thérapeutiques directes ou indirectesdans l’oedème cérébral

Conclusion

• Les 2 types d’œdème cérébral coexistent, avec une chronologie propre à la lésion initiale

• Il faut prévenir l’aggravation de l’OC : ni hTA, ni HTA -> PAM 80-100 mmHgpas d’hypoosmolalité -> Natrémie 140-150 mmol/l

• Le mannitol a une efficacité comparable au SSH

• Le drainage ventriculaire fait partie du traitement de l’OC