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Physiopathologie
La physiopathologie du glaucome n’est pas encore totalement élucidée.
Cependant deux grandes théories sont toujours mises en avant pour expliquer l’apoptose des cellules ganglionnaires de la rétine (CGR)[4].
Théorie mécanique
La première théorie est une théorie mécanique[5] : elle explique l’apoptose par une rupture du transport axonal des CGR au niveau de la lame criblée secondaire à une pression intra oculaire (PIO) trop élevée. Pour aller dans le sens de cette théorie beaucoup d’études ont démontré que la PIO est un facteur de risque de développer un glaucome et d’évolution de ce dernier[6–13], mais cette théorie ne suffit pas à elle seule à expliquer la physiopathologie de cette maladie. En effet, on sait qu’un certain nombre de patients glaucomateux ont une PIO normale et continuent même à évoluer avec une PIO normale, et a contrario une PIO élevée ne suffit pas à poser le diagnostic de glaucome[14].
A. Le disque optique est composé d’une partie nerveuse, d’une partie vasculaire et de tissu de soutien. La convergence des axones des cellules ganglionnaires aboutit à la formation de l’anneau neuro-rétinien qui entoure la partie appelée « Cup » (dépression centrale au milieu du disque). Ces axones traversent la lame criblée formant le nerf optique jusqu’au noyau géniculé latéral.
B. Chez les patients glaucomateux, il existe des lésions et un remaniement des tissus du disque optique et de la lame criblée qui aboutit à l’atteinte visuelle. Avec l’augmentation de la PIO, la lame criblée devient plus fine et est déplacée en postérieur augmentant ainsi le « Cup » au dépend de l’anneau neuro-rétinien, entraînant ainsi à l’augmentation du rapport Cup/Disc. Le remaniement de la lame criblée peut conduire à un blocage du transfert de facteurs neurotrophiques ce qui aboutit à une apoptose des cellules ganglionnaires[15].
Théorie vasculaire
La deuxième théorie est la théorie vasculaire[16–20]. Cette théorie explique l’apoptose des CGR par une diminution du débit local vasculaire secondaire à des effets mécaniques comme la PIO ou des effets plus généraux et systémiques comme les facteurs de risque cardiovasculaires.
Cette diminution du flux sanguin présente dans les différents lits vasculaires oculaires se caractérise par une diminution du flux sanguin basal associée à un dysfonctionnement de la vasorégulation.
Cette hypoperfusion et cette perte de l’autorégulation vasculaire aboutit à une ischémie et à une cascade de stress oxydant[21].
La pression de perfusion oculaire peut être définie à un instant t par la différence entre la pression artérielle (PA) et la pression veineuse (PV) : PP = PA – PV. Dans l’œil la pression veineuse est égale à la pression intra-oculaire. La pression artérielle intra-oculaire étant inaccessible, on se base sur la pression artérielle moyenne (PAM) brachiale : PAM=PAD+1/3 (PAS−PAD) avec PAS = pression artérielle systolique et PAD = pression artérielle diastolique. La PPm (pression artérielle oculaire moyenne) peut se mesurer en définitif par la différence entre la pression artérielle moyenne et la pression intra-oculaire. On peut calculer deux PPm, une assise et une debout : PPm assise=(95/140×PAM)−PIO ; PPm allongée=(115/130×PAM)−PIO. On peut donc déduire que la PPm a une variation nycthémérale, la PPm physiologique est plus élevée la nuit en position allongée. Deux remarques sont à faire concernant toutes ces approximations, on sait que chez le sujet glaucomateux la différence entre PV et PIO est augmentée contrairement au sujet sain, on sait aussi que la PA brachiale n’est pas forcément le reflet de l’artère ophtalmique.
La résistance vasculaire est un facteur de risque influençant le flux sanguin. La formule mathématique décrivant cette résistance est R=(8×n×l)/(π×r4) avec n = viscosité sanguine, l = longueur vasculaire et r = rayon vasculaire. La longueur vasculaire est constante chez l’être humain adulte, le diamètre (rayon*2) reste le facteur principal de contrôle du débit sanguin, en augmentant la résistance on réduit le flux sanguin. Ce diamètre est contrôlé par des vasorégulateurs constricteurs ou dilatateurs. La perte de ce mécanisme de régulation peut aboutir à une ischémie du tissu perfusé. Pour donner un exemple, une diminution de 50 % du diamètre vasculaire réduit le flux de 94%[20].
Le principal vasodilatateur au niveau de l’endothélium des vaisseaux est le monoxyde d’azote[22], il est synthétisé par la NO synthétase à partir de L-arginine et stimule la guanylate cyclase qui augmente le taux de GMPc, diminue le taux de calcium (Ca2+) intra cellulaire et diminue la phosphorylation des chaînes de myosine qui se relâchent. Le monoxyde d’azote a une demi-vie courte et une diffusion dans l’espace très réduite (1mm). Les deux mécanismes les plus efficaces pour créer une vasodilation sont l’hypoxie et l’hypercapnie. La vasodilatation liée à l’hypercapnie est observée dans la choroïde, la rétine et le nerf optique, elle est médiée par le monoxyde de carbone et les prostaglandines. La vasodilatation liée à l’hypoxie est surtout observée au niveau de la rétine, elle impliquerait le lactate, le monoxyde de carbone, l’adénosine et les prostaglandines. Les autres substances comme la substance P, l’insuline, la bradykinine[22] et l’acétylcholine[23] agissent sur le flux sanguin par la médiation du NO. La concentration de monoxyde d’azote est augmentée dans l’humeur aqueuse chez les patients glaucomateux[24]. Cela peut s’expliquer par un excès de production de monoxyde d’azote par les NO synthétases inductibles au niveau du nerf optique[25].
Le principal vasoconstricteur est l’endothéline 1[26]. L’endothéline 1 est le principal médiateur des deux plus puissantes causes de vasoconstriction : l’hyperoxie et l’hypocapnie. L’endothéline est secrétée par l’endothélium, sa production stimulée par la thrombine, le TGF-bêta, l’interleukine 1, l’angiotensine 2, l’arginine vasopressine et l’épinéphrine. L’endothéline n’est pas impliquée dans le maintien du flux sanguin basal oculaire dans les études in vivo chez l’être humain (comparaison in vitro et mesure avec échodoppler)[27].
L’hypertension artérielle (HTA), définie comme une PAS >140 mmHg et/ou une PAD >90 mmHg, a une corrélation[28–30] avec l’augmentation de la PIO surtout chez les patients de plus de 40 ans. Une augmentation de la PAM de 10 mmHg est associée à une augmentation de la PIO de 0.2-0.4 mmHg[31]. La variation nycthémérale de ces deux variables physiologiques est aussi corrélée[32].
L’hypotension artérielle est définie comme une PAS <90 mmHg. Il existe une association entre l’hypotension artérielle et le glaucome primitif à angle ouvert soulignée à plusieurs reprises par différentes études[33–36]. Le risque d’un GPAO est multipliée par un facteur 6 si la PAS diminue en dessous de 30 mmHg [34]. La PIO chez les patients glaucomateux est aussi associée à l’hypotension artérielle orthostatique[36,37].
Le vasospasme est défini comme une vasoconstriction réversible et transitoire responsable d’une oligohémie et d’une ischémie focale du tissu vascularisé[38]. La présence d’un syndrome vasospastique serait un facteur aggravant de glaucome. Ainsi le champ visuel d’un patient avec un glaucome à pression normale (GPN) serait plus sévère s’il était associé à une migraine avec un RR de 2.6[39]. On observe également une survenue plus fréquente du syndrome de Raynaud dans le GPN que dans le GPAO[40].
La mesure du flux sanguin est un axe de recherche privilégié dans le cadre du glaucome. Cette mesure au niveau du nerf optique peut se faire par Laser Doppler Flowmetry[41] (LDF). C’est une méthode non invasive pour mesurer de manière continue le flux sanguin dans la micro-vascularisation. On illumine avec un laser (une seule longueur d’onde) et on mesure ensuite la réflexion et on peut calculer le débit sanguin par effet Doppler (les cellules sanguines bougent donc il y a une variation de la fréquence par rapport au tissu inerte qui les entoure qui garde une fréquence stable). Avec cette méthode on a pu montrer une diminution de 30 % du flux sanguin chez les patients glaucomateux[42]. La LDF détecterait les anomalies du flux vasculaire avant l’atteinte du champ visuel[43].
Plusieurs études ont pu montrer que la prévalence du GPAO augmentait quand la pression de perfusion diastolique était inférieure à 50-45 mm Hg avec un RR entre 3 et 6 [18,34,44–46].
En échographie doppler on peut observer qu’au niveau de l’artère ophtalmique chez les sujets avec GPAO on a une diminution du flux sanguin (vélocité) et une augmentation des résistances (index de résistance de l’artère ophtalmique)[47,48]. Cette augmentation des index de résistance et cette diminution de la vélocité serait même prédictive de la conversion vers un glaucome primitif à angle ouvert[49]
Sur ce schéma sont illustrés les différents facteurs vasculaires qui jouent un rôle dans la physiopathologie du glaucome : PPm : pression de perfusion oculaire moyenne, PAM : pression artérielle moyenne (pression artérielle diastolique + 1/3 de la différence entre pression artérielle systolique et diastolique), rayon (rayon vasculaire), longueur (longueur vasculaire) ganglionnaires rétiniennes[21]
Ce schéma montre comment la diminution de la pression de perfusion oculaire moyenne conduit à une atteinte des mitochondries dans le cadre des GPAO ce qui aboutit à un sous-régime energétique qui finit par l’apoptose des cellules ganglionnaires.
On observe une perte de l’autorégulation des territoires vasculaires oculaires, la diminution de la PPm (pression de perfusion oculaire moyenne) et du flux sanguin.
AII : angiotensine II ; ECE ; Endothelin-converting enzym ; ET-1 : endothéline 1 ;
TXA2 : thromboxane A2 ; NO : monoxyde d’azote ; NOS : NO synthase ; PGH 2 : prostaglandine H2 ; PGI 2 : prostacycline ; FS : flux sanguin ; TNO : tête du nerf optique ; AO : artère ophtalmique ; CV : champ visuel ; GPAO : glaucome primitif à angle ouvert ; GPN : glaucome à pression normale
Classifications des glaucomes
Il y a plusieurs systèmes de classifications.
Le premier type de glaucome en prévalence reste le glaucome primitif à angle ouvert (GPAO). Il est défini par l’European Glaucoma Society (EGS)[14] comme une neuropathie optique progressive chronique présentant des changements morphologiques caractéristiques de la tête du nerf optique et de la couche des fibres nerveuses rétiniennes en l’absence de toute autre maladie oculaire ou anomalies congénitales. La mort progressive des cellules ganglionnaires rétiniennes et l’altération du champ visuel sont associées à ces changements.
Il existe plusieurs manières de classer les glaucomes :
– L’âge : congénitaux, infantiles (<15 ans), juvéniles, adultes
– L’angle irido-cornéen : ouvert, fermé, mixte
– Présentation des signes : aigus, subaigus, chroniques
– Etiologie : glaucomes primitifs, glaucomes secondaires
– Le mécanisme : obstacle pré-trabéculaire, trabéculaire, post-trabéculaire
– Le mécanisme initial : bloc pupillaire, anomalie du développement, pathologies oculaires, pathologies générales ou médicamenteuses, traumatique, postopératoire.
A. Classification de l’EGS
L’EGS classe les différents types de glaucome comme ceci[14] :
• Les glaucomes de l’enfance :
o Glaucome congénital primitif : nouveau-né (0-1 mois), infantile (1- 24 mois)
o Glaucome juvénile précoce : 2 ans jusqu’à la puberté
o Glaucomes infantiles secondaires : anomalies oculaires non acquises : aniridie, anomalie d’Axenfeld-Rieger, anomalie de Peters.
o Syndromes ou maladies systémiques : Trisomie 21, syndrome de Marfan, syndrome de Stickler, syndrome de Sturge-Weber.
o Anomalies acquises : uvéites, traumatiques, tumeurs.
• Les glaucomes primitifs à angle ouvert :
o GPAO
o Glaucome à pression normale
o Glaucome primitif juvénile : fin de la puberté, adulte jeune
• Le glaucome primitif par fermeture de l’angle :
o La fermeture primitive de l’angle est définie par la présence d’un contact irido-trabéculaire en l’absence de pathologie oculaire.
o Bloc pupillaire : segment antérieur étroit
o Iris-plateau
• Glaucomes secondaires : Les glaucomes secondaires constituent un groupe dans lequel la pression intra-oculaire élevée est la conséquence d’une pathologie oculaire ou systémique.
• Angle ouvert et pathologie oculaire :
o Glaucome exfoliatif
o Glaucome pigmentaire
o Glaucome d’origine cristallinienne : phacolytique, phacoanaphylactique
o Glaucome associé à une hémorragie intra-oculaire
o Glaucome uvéitique
o Glaucome secondaire à une tumeur intra-oculaire
o Glaucome secondaire à un décollement de la rétine
o Glaucome traumatique
• Angle ouvert et iatrogénie :
o Glaucome cortisonique
o Glaucome secondaire à une chirurgie ou un laser
• Angle ouvert et maladie extra-oculaire :
o Glaucome associé à une élévation de la pression veineuse épisclérale
• Angle fermé avec blocage pupillaire :
o Gonflement cristallinien : cataracte (traumatique ou non)
o Dislocation antérieure du cristallin : traumatique, syndrome de Marfan
o Bloc pupillaire induit par un traitement myotique
• Angle fermé par « traction » antérieure sans bloc pupillaire :
o Glaucome néovasculaire
o Syndrome irido-cornéo-endothélial
• Dystrophie polymorphe postérieure
• Invasion épithéliale et fibreuse après chirurgie du segment antérieur ou traumatisme perforant
• Synéchies postérieures périphériques après TRLA (trabéculoplastie au laser argon)
• Angle fermé par « poussée » postérieure sans bloc pupillaire :
o Glaucome malin
o Kyste de l’iris et du corps ciliaire, tumeur intraoculaire
o Huile de silicone ou gaz dans la cavité vitréenne
• Effusion uvéale
Classification HODAPP
La classification de l’atteinte du glaucome la plus pertinente est celle de Hodapp-Parrish-Andersen qui se base sur l’atteinte fonctionnelle observée sur les champs visuels.
Classification HODAPP
– DÉFICIT GLAUCOMATEUX PRÉCOCE
a) MD < -6 dB
b) Moins de 18 points avec p<5% et moins de 10 points testés avec p<1%
c) Pas de sensibilité inférieure à 15 dB dans les 5 degrés centraux
– DÉFICIT GLAUCOMATEUX MODÉRÉ
a) MD < -12 dB
b) Moins de 37 points déficitaires avec p<5% et moins de 20 points testés avec p<1%
c) Pas de déficit absolu (0 dB) dans les 5 degrés centraux
d) Un seul hémichamp avec une sensibilité < 15 dB dans les 5 degrés centraux
– DÉFICIT GLAUCOMATEUX AVANCÉ
a) MD > -12 dB
b) Plus de 37 points déficitaires avec p<5% ou plus de 20 points avec p<1%
c) Présence de déficit absolu (0 dB) dans les 5 degrés centraux d) Sensibilité < 15 dB dans les 5 degrés centraux des deux hémichamps
Anatomie
Anatomie et physiologie vasculaire de l’œil
La rétine est vascularisée par deux systèmes vasculaires différents sans connexions anatomiques en conditions physiologiques[51–53] : le réseau capillaire rétinien, qui assure la vascularisation directe des couches rétiniennes internes, et le réseau choroïdien, qui assure, quant à lui, la vascularisation de la rétine de façon indirecte, puisqu’il n’y a pas de capillaires dans la rétine externe.
La vascularisation rétinienne se fait grâce à l’artère centrale de la rétine qui a pour origine l’artère ophtalmique dans 50 % des cas, l’artère ciliaire longue médiale dans 38% des cas et plus rarement d’une autre artère orbitaire, musculaire inférieure ou ciliaire longue latérale. Dans tous les cas cette artère centrale de la rétine retrouve son origine au niveau de la carotide interne.
La partie externe de la rétine n’a pas de vascularisation propre, elle reçoit les nutriments par la vascularisation choroïdienne. La vascularisation choroïdienne provient de branches de l’artère ophtalmique, elle-même branche de l’artère carotide interne.
La circulation rétinienne est une circulation à bas débit avec une grande concentration d’oxygène et sans innervation d’un système autonome. Le débit choroïdien quant à lui est l’un des plus importants de l’organisme puisqu’il est supérieur à celui mesuré dans la substance cérébrale grise, le cœur ou le rein. Il est estimé à 800 ml/min, ce qui représente environ 85 % du débit oculaire.
Le débit rétinien s’auto régule malgré les changements de débit sanguin systémique et de changement de la PIO. La pression choroïdienne est régulée par un système nerveux autonome qui gère les jonctions fenêtrées de l’endothélium des vaisseaux. La vascularisation choroïdienne est un système contrôlé et très peu régulé.
La vascularisation superficielle de la tête du nerf optique provient de petites branches de l’artère centrale de la rétine. La région prélaminaire quant à elle est supplée par des branches de l’artère récurrente choroïdienne et par les artères ciliaires courtes postérieures.
Mesure du flux vasculaire dans l’œil
Actuellement la mesure du flux sanguin rétinien et plus particulièrement péri-papillaire se fait grâce à l’angiographie à la fluorescéine[54,55]. Il s’agite d’une méthode invasive où l’on injecte un traceur, ici la fluorescéine qu’on peut observer à l’angiographie. Plusieurs études ont pu montrer que chez les patients atteints de glaucome il existe un retard artérioveineux du temps de passage de la fluorescéine ainsi que des défects péripapillaires[56,57]. Malheureusement outre le fait que cet examen soit invasif et qu’il existe un risque (minime certes) de réaction allergique, il n’existe pas de méthode pour quantifier les atteintes observées.
Il existe deux autres manières de mesurer le flux vasculaire grâce à un laser, ces deux méthodes sont le LASER DOPPLER FLOWMETRY (LDF)[41] et le LASER SPECKLEFLOWGRAPHY (LSFG). Ces deux méthodes sont non invasives et permettent de mesurer le flux vasculaire de la tête du nerf optique. Des études ont pu mettre en évidence une diminution de la vascularisation de l’anneau neurorétinien et de la vascularisation péripapillaire chez les patients atteints de glaucome par rapport à des sujets sains. Ces deux méthodes ne sont pas utilisées dans la routine pour le diagnostic et le suivi de glaucome et sont restées dans le domaine de la recherche théorique car le coefficient de variation intra-individuel reste significatif de l’ordre de 6.6 à 21.2 % et le coefficient de variation inter-individuel de l’ordre de 25.2 à 30.1 % pour le LDF. Pour le LSFG le CV intra-individuel est entre 1.9 et 11.9 % et le CV inter-individuel de l’ordre de 12.8 %.
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Table des matières
Etat des connaissances
1. Introduction
2. Physiopathologie
B. Théorie mécanique
C. Théorie vasculaire
3. Classifications des glaucomes
A. Classification de l’EGS
B. Classification HODAPP[50] :
4. Anatomie
A. Anatomie et physiologie vasculaire de l’œil
C. Mesure du flux vasculaire dans l’œil
5. Explorations et examens complémentaires
A. OCT angiographie
B. Différents algorithmes
a) OMAG
b) SSADA
c) Décorrélation mouchetée
D. Périmétrie automatisée standard
E. Algorithmes de test du champ visuel et programmes
F. Couches des fibres nerveuses et rétiniennes
G. Complexe des cellules ganglionnaires
Etude
1. Objectif de l’étude
2. Matériel et méthode
A. Critères de sélection
B. Méthode
a) Recueil de données
b) Critère de jugement principal
C. Analyses statistiques
3. Résultats
A. Population
B. Résultats obtenus
4. Discussion
A. Forces de l’étude
B. Limites de l’étude
5. Conclusion et perspectives
BIBLIOGRAPHIE
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