Rappel anatomique

Le cerveau est vascularisé par quatre voies artérielles principales : les deux carotides internes et les deux artères vertébrales qui se rejoignent pour former le tronc basilaire (figure 25.1). Il existe de nombreuses anastomoses entre ces différentes voies afin de pallier une insuffisance d’apport par une ou plusieurs de ces voie principales d’apport. On distingue quatre niveaux d’anastomose (figure 25.2) :

Figure 25.1 Représentation schématique de la disposition des vaisseaux artériels à la base du cerveau.

Extrait de Neuroanatomie, Alan R. Crossman, David Neary, trad. fr. coordonnée par J.-F. Vibert. Paris : Elsevier SAS (coll. Campus Illustré) ; 2004. Figure 7.2.

Figure 25.2 Les quatre niveaux d’anastomose des vaisseaux cérébraux.

La figure 25.3 montre les zones irriguées par les différentes voies d’apport artériel.

Figure 25.3 Représentation schématique de l’hémisphère cérébral. Le schéma montre la distribution corticale des trois artères cérébrales et les zones qu’elles irriguent. A : aspect externe ; B : aspect interne.

Extrait de Neuroanatomie, Alan R. Crossman, David Neary, trad. fr. coordonnée par J.-F. Vibert. Paris : Elsevier SAS (coll. Campus Illustré) ; 2004. Figure 7.4.

Débit sanguin cérébral

Le grand principe du réglage de la circulation locale est qu’il est adapté aux besoins métaboliques du tissu. Ce principe est vrai pour le cerveau. Cependant, bien que la consommation d’oxygène varie avec la région du cerveau, contrairement à ce que l’on aurait pu penser, la consommation totale d’oxygène par le cerveau reste remarquablement constante. C’est ainsi qu’il n’existe aucune variation significative de la consommation d’oxygène cérébral dans le cas d’un sujet éveillé effectuant un travail intellectuel intense et dans celui du même sujet endormi. Cette situation nécessite donc seulement un système de régulation qui assure un débit cérébral constant et non pas un système adaptant la circulation à des besoins métaboliques variant dans de larges proportions. Chez l’homme, des symptômes sérieux d’ischémie cérébrale apparaissent chez le sujet allongé lorsque le débit sanguin cérébral est abaissé à 60 % de sa valeur normale.

Chez le sujet adulte éveillé en décubitus, le débit sanguin cérébral (DSC ou CBF, pour cerebral blood flow) est de 50 à 55 ml par minute pour 100 g de substance cérébrale, soit 700 à 750 ml par minute pour l’ensemble du cerveau. La quantité d’oxygène consommée est dans les mêmes conditions de 3 à 3,5 ml . min⁻¹.100 g⁻¹ de cerveau, soit 45 ml/min pour l’ensemble de l’encéphale. Ces mesures montrent que le cerveau qui représente en poids 2 % de la totalité du corps reçoit 16 % du sang éjecté par le ventricule gauche et utilise au repos 20 % de l’oxygène consommé par l’organisme entier.

Les besoins en oxygène et en glucose varient avec les régions de l’encéphale : au niveau d’une région déterminée, ils varient avec l’état d’activité nerveuse. Par exemple, la stimulation de la rétine par une série de flashs de lumière augmente le débit sanguin régional dans les aires visuelles du cortex occipital. La consommation d’oxygène par la substance grise (80 ml . min⁻¹ . 100 g⁻¹) est supérieure à celle de la substance blanche (20 ml . min⁻¹ . 100 g⁻¹).

Le DSC dépend de la consommation d’oxygène du tissu cérébral :

Où VO₂ est la consommation d’oxygène du tissu cérébral, CaO₂, le contenu en oxygène du sang artériel afférent et CvO₂ le contenu en oxygène du sang veineux efférent. Le DSC doit apporter suffisamment d’oxygène pour satisfaire VO₂. Normalement, la VO₂ est de 3,5 ml . min⁻¹ . 100 g⁻¹ et la différence artérioveineuse est de 6,3 vol/100.

Déterminants du débit sanguin cérébral

La grandeur du DSC est déterminée par :

En fait, il s’agit de garder un DSC constant de façon globale, et de redistribuer selon les besoins locaux le DSC.

La pression de perfusion ΔP est essentiellement fonction de la pression artérielle moyenne. Les sinus carotidiens placés à l’origine de la carotide interne assurent la constance de la pression systémique. Leur situation stratégique est essentiellement destinée à assurer la constance de la pression de perfusion cérébrale.

La composante principale est certes représentée par la pression artérielle, la pression veineuse étant négligeable chez le sujet couché. Lorsqu’il adopte la position debout, le débit sanguin cérébral chute de 20 %, bien que la consommation de CO₂ ne varie pas. La chute de la PA au niveau cérébral est de 20 à 30 mmHg.

Le débit sanguin cérébral ne suit cependant pas passivement les changements de la pression de perfusion. Lorsque les nombreux mécanismes qui contrôlent le tonus vasculaire périphérique ainsi que le rythme et la force des contractions cardiaques sont insuffisants pour maintenir à un niveau normal la pression artérielle, des mécanismes intrinsèques cérébraux sont mis en jeu pour modifier la résistance vasculaire cérébrale (R). Celle-ci est la résultante des facteurs qui s’opposent à l’écoulement du sang à travers les vaisseaux cérébraux. Ils comprennent :

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