Des chercheurs montréalais dévoilent les mécanismes de l’hyperhydratation conduisant à l’hyponatrémie; une condition commune chez les patients après une commotion cérébrale.
« L’hyponatrémie se produit dans des états pathologiques courants, dont les lésions cérébrales, un sepsis et l’insuffisance cardiaque, ainsi que lors de la consommation de drogues, comme la MDMA couramment appelé ecstasy », explique le professeur Charles Bourque, coauteur d’une étude publiée aujourd’hui dans Cell Reports, qui lève le voile sur le mécanisme fondamental de détection de l’hyponatrémie dans le cerveau. Son équipe au Centre de recherche en neurosciences à l’Institut de recherche du Centre universitaire de santé McGill (IR-CUSM) vient d’identifier un élément clé de l’énigme entourant la manière dont notre cerveau détecte l’hyponatrémie et régule l’hyperhydratation.
« Nos données précises auront de l’importance pour les personnes qui étudient l’homéostasie hydrominérale et électrolytique des fluides, de même que pour les cliniciens qui soignent des patients atteints d’hyponatrémie », commente le professeur Bourque, scientifique au sein du Programme de recherche sur le cerveau et en neurosciences intégratives de l’IR-CUSM, et professeur au Département de neurologie de l’Université McGill. L’hyponatrémie est une condition plus répandue chez les patients âgés; elle peut entraîner des troubles cognitifs et des crises d’épilepsie chez cette tranche de la population plus vulnérable. Bien que l’on ne sache pas encore avec certitude comment l’hyponatrémie se développe, une défaillance du mécanisme du cerveau régulant l’hydratation pourrait bien être à l’origine de cette condition.
L’équipe du professeur Bourque, dans son laboratoire à l’Hôpital général de Montréal, a par le passé réalisé plusieurs découvertes importantes sur les mécanismes liés à la déshydratation (comment le cerveau détecte et prévient la déshydratation, comment la consommation de sel fait augmenter la tension artérielle ou encore comment l’horloge biologique du cerveau stimule les signaux de soif avant la période de sommeil). Des expériences menées par la première auteure de l’étude, Sorana Ciura, étudiante au doctorat dans le laboratoire du professeur Bourque au moment des recherches, et maintenant en poste à l’Institut Imagine de l’Hôpital Necker-Enfants malades à Paris, ont révélé que les neurones détectant l’état d’hydratation n’agissent pas de la même manière pour détecter l’état d’hydratation et l’état d’hyperhydratation.
Inhiber les neurones détectant l’hydratation
Les résultats de leurs travaux démontrent que l’hyperhydratation active le Trpv4. Ce gène est un point d’entrée dans les cellules; il joue un rôle dans l’équilibre hydrique dans l’organisme. Le Trpv4 est un canal calcique présent dans les cellules gliales, dont le rôle est d’entourer les neurones détectant l’état d’hydratation.
« Notre étude démontre que ce sont en fait les cellules gliales qui sont les premières à détecter l’état d’hyperhydratation et qui envoient ensuite cette information pour stopper l’activité électrique des neurones [qui détectent l’état d’hydratation], ajoute le professeur Bourque. Les chercheurs ont également découvert que c’est la diffusion d’un acide aminé, la taurine, qui inhibe les neurones détectant l’état d’hydratation. Essentiellement, lorsque les cellules gliales détectent l’état d’hyperhydratation, le canal Trpv4 déclenche la diffusion de taurine, qui agit comme un dispositif de sécurité pour inhiber le fonctionnement des neurones détectant l’état d’hydratation. »
De l’espoir pour les patients avec une hyponatrémie
La capacité du cerveau à détecter l’état d’hyperhydratation est essentielle au maintien de l’équilibre des fluides dans l’organisme et à la prévention d’affections comme l’hyponatrémie. « Les modèles précliniques de l’hyponatrémie vont être utilisés pour déterminer si cette affection a une incidence sur le mécanisme que nous commentons aujourd’hui; l’objectif à long terme est de mettre au point de nouveaux traitements ou de nouveaux outils diagnostiques », conclut le Dr Bourque.
« L’hyponatrémie est assez répandue; en effet, pas moins du quart des patients hospitalisés pour des lésions cérébrales traumatiques développent cette affection », explique la Dre Judith Marcoux, neurochirurgienne à l’Hôpital général de Montréal du Centre universitaire de santé McGill. Elle collabore aussi avec le professeur Bourque pour définir le fondement de l’émergence de l’hyponatrémie chez les patients présentant des lésions cérébrales traumatiques (TCC).
« On ne sait pas grand-chose sur les mécanismes à l’origine de l’hyponatrémie chez les patients ayant des lésions cérébrales traumatiques, ajoute le Dr Marcoux. Cette affection peut avoir des conséquences catastrophiques; elle peut entre autres provoquer des crises d’épilepsie ou entraîner un coma, de même que faire augmenter la pression intracrânienne. Ces conséquences peuvent à leur tour entraîner d’autres lésions cérébrales, qui peuvent provoquer d’autres pertes pour les patients, sur les plans neurologique et fonctionnel. »
Ces travaux de recherches ont bénéficié de subventions provenant des Instituts de recherche en santé du Canada (IRSC) et de la Fondation des maladies du cœur et de l’AVC du Canada.
Les coauteurs de l’étude intitulée Trpv4 Mediates Hypotonic Inhibition of Central Osmosensory Neurons via Taurine Gliotransmission sont Sorana Ciura (Institut Imagine, Hôpital Necker-Enfants malades); Masha Prager‑Khoutorsky, Zahra S. Thirouin, Joshua C. Wyrosdic et Charles W. Bourque (Centre de recherche en neurosciences, Institut de recherche du Centre universitaire de santé McGill); James E. Olson (Université d’État Wright); Wolfgang Liedtke (Centre for Translational Neuroscience, Duke University Medical Centre).
DOI: 10.1016/j.celrep.2018.04.090
Source du texte et de la photo: Salle de presse, Université McGill
