Régulation de la perméabilité de l’endothélium cérébral :

Les caractéristiques structurales de la BHE et de la barrière sang–LCR limitent considérablement la diffusion paracellulaire de solutés circulants, parmi lesquels des xénobiotiques, mais également des cellules immunitaires. Cependant, la présence au niveau de l’endothélium cérébral d’une grande variété de récepteurs et transporteurs membranaires assure le transport spécifique et la biodisponibilité cérébrale des nutriments et des ions essentiels.

2.6.2.1. Régulation de la perméabilité aux solutés :

Alors que la diffusion d’une molécule à travers les membranes cellulaires dépend classiquement de son coefficient de solubilité lipidique (ou hydrophobicité, définie initialement comme son coefficient de partition octanol/eau), de sa masse moléculaire et de sa conformation, le passage de molécules à travers la BHE est largement dépendant de transporteurs ou de récepteurs spécifiques [16].

2.6.2.2. Régulation de la migration cellulaire transendothéliale :

Les différentes étapes du processus de migration transendothéliale des leucocytes sont bien connues et peuvent être également considérées dans le cadre de la migration à travers la BHE [17]. On distingue généralement quatre étapes successives : le roulement, l’adhérence, la migration (ou diapédèse) et la rétention tissulaire (Figure 8). Ces quatre étapes font intervenir différentes molécules d’adhérence leucocytaire et leurs contre-récepteurs endothéliaux. En situation inflammatoire, l’adhérence et la migration leucocytaires sont stimulées par une augmentation de l’expression de ces molécules d’adhérence sur les deux types cellulaires et de leur affinité d’interaction. Ainsi, seuls des leucocytes activés, en situation inflammatoire, sont capables de migrer à travers la BHE vers le parenchyme cérébral.

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Figure 8:Migration transendothéliale des leucocytes au niveau de la barrière hématoencéphalique [13]

La migration Transendothéliale des leucocytes se fait en plusieurs étapes qui sont contrôlées par différentes molécules (sélectines, LFA-1, VLA-4, CD44) et leurs contre-récepteurs (ligands des sélectines, ICAM-1, VCAM-1, CD44) exprimés par les cellules endothéliales. Après les étapes de roulement, l’adhérence puis la migration transendothéliale est médiée par la formation de protrusions membranaires à la surface des cellules endothéliales, appelées coupes de migration. Le rôle de ces différentes structures dans la migration paracellulaire et/ou transcellulaire in vivo est toujours débattu.

2.7. Liquide céphalo-rachidien : 2.7.1. Formation :

Le LCR est principalement secrété par les plexus choroïdes situés dans les ventricules cérébraux. La formation et la composition du LCR résultent simultanément de la filtration plasmatique au travers des capillaires choroïdiens et d’une sécrétion nécessitant un transport actif.

Il existe une production extra-choroïdienne qui viendrait de la diffusion du liquide interstitiel cérébral au travers de la pie-mère, des vaisseaux de l’espace sous arachnoïdien et de l’épendyme ventriculaire. L’importance de chacune des localisations dans la production du LCR est mal définie, la production extra-choroïdienne pourrait être à l’origine de 20 à 40% de la production totale de LCR.

Le LCR est constamment renouvelé. La production de LCR serait peu influencée par les variations de pression intra crânienne ; cependant une obstruction chronique provoquant une hydrocéphalie induirait une diminution de la production du LCR par atrophie des plexus choroïdes. Le rythme de production semble indépendant de la pression hydrostatique sanguine, mais serait influencé par la pression osmotique sanguine, d’où l’utilisation de solutés hypertoniques lors d’œdème cérébral [18].

2.7.2. Circulation :

Le LCR circule dans le système ventriculaire, puis entre dans l’espace sous arachnoïdien par les foramens latéraux du quatrième ventricule cérébral. Il circule ensuite entre l’arachnoïde et la pie-mère du cerveau et de la moelle épinière essentiellement dans un sens cranio-caudal. Les mécanismes de propulsion du LCR sont la formation continue du LCR, l’action des cils de l’épendyme ventriculaire, la respiration et les pulsations vasculaires et le gradient de pression traversant les

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Figure 9: Voies de sortie du liquide céphalorachidien (LCR) de l'espace sous-arachnoïdien sont présentées[18].

La première voie montre une absorption par la granulation arachnoïdienne ou villosités et une sortie ultérieure par le sinus veineux. La seconde voie montre la migration du LCR des vaisseaux lymphatiques méningés vers le ganglion cervical. Il existe d'autres voies par lesquelles le LCR atteint le ganglion lymphatique cervical à partir de la plaque criblée via la muqueuse nasale.

2.7.3. Absorption :

Le LCR est principalement résorbé par les sinus veineux et les veines cérébrales localisées au niveau des villosités arachnoïdiennes. Le LCR est également absorbé, pour une faible quantité, par les vaisseaux veineux et lymphatiques situés autour de la racine des nerfs rachidiens et des deux premiers nerfs crâniens. Le LCR peut également pénétrer le parenchyme cérébral au travers des cellules épendymaires quand la pression intra ventriculaire est augmentée, et être, de ce fait, absorbé par les vaisseaux sanguins cérébraux.

Les villosités arachnoïdiennes sont des invaginations de l’arachnoïde dans les sinus duraux. A leur niveau, l’absorption est unidirectionnelle (du LCR vers le sang) car le flux dépend de la différence de pression entre le LCS et le sang. En effet, les villosités s’ouvrent quand la pression du LCR est supérieure à celle du sang, tandis qu’elles se collabent quand les pressions sont inversées. Il existe un seuil de pression (20 à 40mm d’eau chez l’homme) à partir duquel l’absorption commence. Les particules comprises entre 0,2 et 7,5 microns (taille d’un érythrocyte) peuvent passer au travers des villosités. Lors de conditions pathologiques, l’accumulation de grandes particules (protéines, leucocytes par exemple) peut altérer l’absorption et ainsi entrainer une hydrocéphalie [20] .