Anatomopathologie et histochimie
IV. ANATOMOPATHOLOGIE ET HISTOCHIMIE
Les premières descriptions anatomopathologiques détaillées sont rapportées dans les descriptions de la « maladie de Fahr » par Delacour en 1850 et Fahr en 1930. Pendant longtemps l'examen anatomopathologique du cerveau est l'outil majeur et unique du diagnostic des calcifications des noyaux gris centraux. Dans les années trente les explorations anatomopathologiques sont poursuivies en association avec les radiographies du crâne.
1. Description anatomopathologique: (170, 3, 176, 139, 21, 70,
108, 79).
a) Aspect macroscopique:
L'aspect externe du cerveau peut être d'apparence normale. On peut parfois observer une atrophie corticale le plus souvent localisée (3, 139, 108). Sur les coupes transversales du cerveau, on met en évidence des calcifications bilatérales symétriques des noyaux gris centraux; elles se localisent préférentiellement aux noyaux caudés, aux noyaux lenticulaires (surtout le globus pallidus), au thalamus et aux noyaux dentelés du cervelet. Cependant elles ne sont pas confinées à ces structures et peuvent déborder sur la substance blanche voisine, en particulier du centre ovale et de la capsule interne.
La participation corticale cérébrale et cérébelleuse est toujours plus discrète, parfois inexistante. La corne d'Amon, les corps genouillés, la protéburance peuvent être touchés. Par contre le noyau rouge, le corps de Luys et le locus Niger sont indemnes de calcifications. Une seule observation de la littérature rapporte l'extension des calcifications aux noyaux rouges et aux deux locus Niger (168).
Les calcifications se présentent sous la forme de grains de sable tachetant les tranches de section. Leur juxtaposition aboutit à la formation de calcifications coralliformes ou à de véritables calculs intra-cérébraux. Elles sont de couleur gris-brunâtre ou brunâtre, de consistance dure, crissant sous le couteau. Les tranches de section des calcifications sont « irrégulières, rugueuses, et hérissées de fines aiguilles» (21).
Sur les coupes vertico-frontales on peut observer une dilatation modérée des ventricules latéraux.
b) Aspect microscopique:
Microscopie optique : On distingue deux types de localisation:
Les calcifications vasculaires: elles intéressent principalement les artères
de moyen et petit calibre, le réseau artériel étant plus touché que le réseau veineux. Toutefois il semble que les capillaires soient le siège d'élection pour ces dépôts. Les calcifications siègent alors dans l'adventice et/ou dans la média mais respectent l'intima. Leur juxtaposition aboutit à la réalisation de véritables manchons calcaires (139). La lumière des vaisseaux peut-être diminuée, voir exceptionnellement obstruée.
Les calcifications intra-parenchymateuses: elles se présentent sous la
forme de granulations intra-parenchymateuse (139) ou sous forme de concrétions plus importantes prenant alors la place du parenchyme nerveux. En dehors des zones intensément calcifiées, il ne semble pas exister de perte neuronale. Une gliose réactionnelle est absente dans la plupart des observations. Si elle existe, elle reste discrète (70) et ne se voit qu'au contact des grosses concrétions.
Microscopie électronique
Dans les aires jouxtant les calcifications, Adachi (1968)(3 ) et Benhamida (1972)(21) ont montré l'existence de « petits corps arrondis » de diamètre variable allant de la taille d'un noyau glial jusqu'à plusieurs fois cette valeur. Ils sont retrouvés tout particulièrement le long des capillaires et dans les espaces péricapillaires. La microscopie électronique permet une meilleure appréhension de ceux-ci.
Kobayashi et collaborateurs (1987) (108) comparent en microscopie électronique le cerveau d'un malade présentant un syndrome de Fahr à des cerveaux sains (malades décédés de cause non neurologique). Autour des petits vaisseaux, et sur toute leur longueur, il met en évidence de nombreux petits dépôts constitués de l'amas de corps sphériques ou hémisphériques. Certains de ces corps ronds peuvent être reliés aux cellules gliales adjacentes par un processus filamenteux d'origine cytoplasmique. Leur accumulation occasionne une protrusion dans le tissu nerveux adjacent. Ces petits corps ronds sont situés en dehors de la membrane basale de la couche endothéliale, plus précisément dans le cytoplasme des cellules adventielles et des cellules gliales. Les dépôts les plus importants semblent constitués de la coalescence de multiples petits corps ronds et sont organisés en feuillages concentriques. Ces dépôts sont totalement absents des autres cerveaux étudiés.
2. Histochimie:
Les premiers travaux histochimiques réalisés sur les dépôts calcifiés des noyaux gris centraux remontent à Spatz en 1922(185). Il qualifie cette substance de «pseudochaux », comme étant un substratum albuminoïde ou lipoïde ayant la propriété de s'imprégner de sels de chaux et colorable par l'hématoxyline.
Depuis, de nombreux travaux ont été réalisés. Il semble bien établi aujourd'hui, l’existence d’une composante organique et une composante inorganique à ces dépôts.
a) Partie inorganique:
La partie inorganique représente 58 % à 75 % du volume total des calcifications. Elle se compose principalement de calcium et de phosphate. L'analyse détaillée de sa composition par Smeyers-Verbeke (1975) (182) laisse penser qu'il s'agit en fait d'hydroxyapatite (tableau I).
Initialement les amas sont formés de petits corps ronds ou nucléi de 1 à 2 μ de diamètre qui, par dépôt de calcium et de phosphate, se transforment en de volumineuses ou larges concrétions. Ces dépôts s'organisent en couches concentriques. La concentration en calcium est constante d'une couche à une autre, alors que le phosphore est présent en grande concentration dans les nucléis ce qui indiquerait pour Smeyers- Verbeke que des matières contenant du phosphore organique sont présentes dans ces localisations (182).
Plusieurs auteurs dont Tafani et collaborateurs en 1981 (191) et Bouras et collaborateurs en 1996 (28) se sont intéressés au rôle physiopathologique éventuel des éléments retrouvés à l’état de trace dans la composition histochimique des calcifications. Smeyers- Verbeke et collaborateurs comparent la teneur en éléments à l'état de trace des calcifications du syndrome de Fahr à celles d'autres hydroxyapatites tels que les calculs rénaux, l'os et les dents. Les taux de magnésium, de zinc, de fer, d'aluminium, de silicone sont tout à fait comparables dans les deux groupes. Par contre les concentrations de cuivre et de manganèse sont plus élevées dans les calcifications du syndrome de Fahr, cette différence étant plus marquée pour le manganèse.
Cependant, avant de conclure à une responsabilité éventuelle du manganèse dans la génèse des calcifications cérébrales du syndrome de Fahr, il faudrait que d'autres études biochimiques détaillées soient réalisées afin d'élucider le rôle de ces éléments à l'état de trace.
b) Partie organique :
L'existence d'une composante mucopolysaccharidique est probable. En effet les analyses effectuées sur la matrice décalcifiée et sur les corps ronds non calcifiés sont compatibles avec la présence de mucopolysaccharides neutres et acides sur lesquels se fixent secondairement des sels de calcium et d'autres substances (3, 108).
L'hypothèse d'une composante organique mucopolysaccharidique est soutenue par de nombreux auteurs (50, 170, 139, 21, 14, 23, 20, 79). Par contre Smeyers-Verbeke et collaborateurs (1975) notent dans leur étude qu'il n'a pas été possible de mettre en évidence la présence de mucopolysaccharides dans les calcifications et privilégient l'hypothèse d'une composante protéique du stroma organique. Malgré les incertitudes persistantes sur la composition exacte de la partie organique des calcifications du syndrome de Fahr, ces dernières semblent présenter de façon certaine les caractéristiques suivantes:
- Siège électif au niveau des noyaux gris centraux mais pouvant s'étendre à la substance blanche voisine.
- Bilatérales et symétriques.
- Matrice constituée par l'accumulation de petits corps ronds dans le cytoplasme des cellules adventielles et parfois des cellules gliales à proximité des artérioles puis dépôt progressif de calcium, phosphore et
autres substances (Zinc, aluminium, cuivre, manganèse, fer ...) de façon concentrique.
- Composition chimique comparable à celles d'autres hydroxyapatites De ces études anatomopathologiques et histochimiques se dégagent plusieurs hypothèses physiopathologiques qui à notre connaissance n'ont pas encore été vérifiées.
Tableau I: Composition de la partie inorganique des calcifications (selon
SmeyersVerbeke, 1975).
Eléments retrouvés au sein des Taux en pourcentage calcifications Ca 35,5 P04 46,9 Co3 5,8 S04 0,2 OH ±4 Na 0, 7 Mg 0,8
Eléments présents à l'état de trace
0,6 (Mn, Al, Cu, Zn ... )
Ca = calcium; P04 = phosphates; C03 = carbonates; S04 = sulfates; OH = ion hydroxyde; Na = sodium; Mg = magnésium; Mn = manganèse; AI = aluminium; Cu = cuivre; Zn= zinc