105 - Vers une approche intégrée de la régulation du débit sanguin cérébral : perspectives en santé cérébrale

Cette conférence introductive du symposium présentera en détails les mécanismes qui régulent du débit sanguin cérébral. Nous aborderons comment le système vasculaire cérébral assure son homéostase et se protège de certains stresseurs comme la pression pulsée ou les variations prononcées de pression artérielle. Nous exposerons les différentes échelles temporelles et spatiales de la régulation du débit sanguin : de l'ordre de la seconde pour la pulsatilité jusqu'aux oscillsations induite par le système sympathique toutes les minutes, en passant par la réponse hémodynamique évoquée par l'activité neuronale qui pique à environ 5 secondes.  D'un point de vue spatial, il existe notamment une réponse locale au couplage neurovasculaire se progageant de façon rétrograde depuis les capillaires vers la circulation artériolaire en amont. Tous ces mécanimes forment un continuum présentant une certaine redondance, qui est cependant vulnérable à certains facteurs de risque cardiovasculaire, pouvant mener au déclin cognitif et à la démence. 

En 1959, Niels Lassen illustrait, pour la première fois, la désormais célèbre courbe d'autorégulation cérébrale. Ce concept suggérait une étendue de pression artérielle moyenne relativement large (~60-150 mmHg) entre laquelle le débit sanguin cérébral reste constant. Cependant, l'hypothèse selon laquelle ce large plateau d'autorégulation cérébrale pourrait être appliqué sur une base intra-individuelle est incorrecte et varie grandement entre les individus. Néanmoins, ce concept reste couramment cité dans diverses publications scientifiques et dans des livres de médecine, en plus d’être fréquemment présenté, sans les nuances et les mises en garde appropriées, dans le cadre de l'enseignement médical et scientifique. Au cours des soixante dernières années, notre compréhension de la relation entre le débit sanguin cérébral et la pression artérielle a évolué bien au-delà du concept initialement présenté par Lassen.

Après un bref historique de l’étude de la relation entre la pression artérielle et le débit sanguin cérébral, les détails de la courbe traditionnelle d’autorégulation cérébrale et de la vision contemporaine de ce concept seront présentés. Par la suite, nous discuterons de l’importance du taux de variation de la pression artérielle pour les vaisseaux du cerveau, du concept d’autorégulation cérébrale dynamique et des techniques pour la quantifier, ainsi que de la sensibilité directionnelle de la relation entre la pression artérielle et le débit sanguin cérébral.

La maladie coronarienne est associée à des changements cérébrovasculaires qui découlent des déficits vasculaires au niveau du coeur. Des études ont démontré certains changements dans le débit sanguin cérébral, mais les changements vasculaires et métaboliques cérébraux sont peu caractérisés à ce jour. Nos données démontrent des changements complexes qui affectent plusieurs aspects vasculaires et métaboliques. Nous observons des changements de débit sanguin cérébral, de la réserve vasculaire quantifiée grâce à la réactivité cérébrovasculaire au CO2 et de la fraction d’extraction d’oxygène.

La rigidité artérielle survient fréquemment avec l’âge avancé. Cette condition est prédictrice du déclin cognitif et de certaines démences. Ce pronostic est aggravé par la présence d’autres facteurs de risque cardiovasculaire tels l’hypertension, l’obésité et le diabète. La rigidité artérielle entraîne en effet une capacité réduite des vaisseaux sanguins à amortir les variations de pression sanguine provonant du coeur. De ce fait, une plus grande pression pulsée se propage jusqu’aux capillaires qui peuvent subir des dommages, entrainant potentiellement une inflammation et une atteinte de l’unité neurovasculaire.

Durant cette conférence, des résultats récents sur l’impact de la rigidité artérielle sur le cerveau seront présentés. Les perspectives en prévention et en traitement seront également abordées, qui visent à protéger les fonctions cognitives.

Des souris athérosclérotiques mâles et femelles ont été étudiées à l’âge de 6, 9 et 12 mois. Elles ne développent pas de plaque d’athérome dans les artères cérébrales, mais comme attendu, la taille des plaques d’athéromes aortiques augmente avec l’âge dans les deux sexes. Avec l’âge, ces souris ont un déficit cognitif graduel ainsi qu’une diminution de l’indice de débit sanguin cérébral. La fonction dilatatrice endothéliale, mesurée ex vivo dans les artères cérébrales, est quant à elle similaire dans les 3 groupes d’âge. Cependant, la compliance de la carotide est diminuée à 12 mois chez les mâles et dès 9 mois chez les femelles, suggérant une rigidification artérielle. La diminution de l’indice de débit sanguin cérébral dans les deux sexes est associée à une plus grande plaque aortique, une moins bonne fonction endothéliale et une rigidification artérielle: l’indice de débit sanguin est négativement corrélé avec la taille de la plaque ainsi que la réponse dilatatrice des artères cérébrales et positivement corrélé avec la compliance des carotides. Enfin, parmi les tests de comportement effectués, l’indice de débit sanguin est négativement corrélé avec le temps d’apprentissage de la piscine de Morris. Dans ce modèle animal, l’athérosclérose et la santé cérébrovasculaire sont donc des déterminants importants du débit sanguin cérébral, dont la baisse est associée à un déclin cognitif.

L'autorégulation cérébrale est le mécanisme par lequel le système vasculaire cérébral maintient le flux sanguin malgré les variations de la pression artérielle. La pulsatilité cérébrale, quant à elle, fait référence aux pulsations du flux sanguin artériel et de la pression qui atteignent le système vasculaire cérébral. La relation entre l'autorégulation cérébrale et la pulsatilité cérébrale est complexe. Cette conférence discutera des mécanismes de l'autorégulation cérébrale et de la pulsatilité cérébrale, de la relation entre les deux et des implications d'une autorégulation altérée et d'une pulsatilité accrue. Nous discuterons également des techniques actuelles permettant de surveiller la pulsatilité cérébrale et l'autorégulation cérébrale, notamment l'échographie Doppler transcrânienne, la spectroscopie dans le proche infrarouge et la mesure continue de la pression artérielle. Enfin, nous soulignons les domaines de recherche future, l'étude d'interventions potentielles pour améliorer l'autorégulation cérébrale et pour réduire la pulsatilité chez les personnes âgées.