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Les chercheurs découvrent pourquoi la ventilation des soins intensifs peut causer des lésions cérébrales

Les patients qui ont été ventilés mécaniquement dans les unités de soins intensifs sont connus depuis longtemps pour souffrir d’une forme de déficience mentale en conséquence. Maintenant, les chercheurs ont découvert un mécanisme moléculaire qui pourrait expliquer pourquoi cela se produit.

L’étude, publiée dans le, a été menée par des chercheurs de l’Université d’Oviedo en Espagne, l’Hôpital St. Michael’s au Canada, et la Perelman School of Medicine à l’Université de Pennsylvanie.

Les chercheurs disent qu’un minimum de 30% des patients dans les unités de soins intensifs (USI) souffrent d’une forme de dysfonctionnement mental, tels que l’anxiété, la dépression, et le plus souvent, le délire. Ils notent que l’incidence du délire chez les patients ventilés mécaniquement est d’environ 80%.

Ils ont émis l’hypothèse que cela peut être en partie le résultat de dommages dans l’hippocampe, mais comment la ventilation provoque ces dommages a été peu clair.

La dopamine est une cause d’apoptose

Ventilateur mécanique
Les chercheurs ont découvert un mécanisme moléculaire qui pourrait expliquer pourquoi certains patients ventilés mécaniquement en soins intensifs souffrent de troubles mentaux.

Pour leur étude, l’équipe de recherche a analysé les cerveaux récoltés de souris qui avaient été connectées à une ventilation basse ou haute pression pendant 90 minutes, aux côtés des cerveaux de souris témoins qui n’avaient pas été ventilés.

En comparaison avec les souris témoins, les souris sur la ventilation ont montré des signes de mort cellulaire neuronale dans l’hippocampe à la suite de l’apoptose – le processus de mort cellulaire programmée (PCD).

L’équipe de recherche a découvert que le processus d’apoptose était causé par la suppression induite par la dopamine de l’Akt – une molécule qui prévient habituellement l’apoptose neuronale.

Ils notent que chez les souris ventilées, la suppression Akt était clairement évidente dans l’hippocampe et était liée à des niveaux accrus de dopamine (hyperdopaminergique) dans cette région du cerveau. Les souris ventilées ont également montré une expression accrue des gènes de la tyrosine hydroxylase – une enzyme essentielle dans la synthèse de la dopamine.

L’augmentation de la dopamine qui en résulte, les chercheurs disent, augmente la force de l’activation du récepteur de la dopamine dans l’hippocampe.

Pour confirmer ces résultats, les chercheurs ont injecté des bloqueurs des récepteurs de la dopamine de type 2 (D2) dans les ventricules cérébraux d’un groupe de souris. Cela a significativement réduit l’apoptose induite par la ventilation dans l’hippocampe.

Dysbindin-1 ‘protège contre l’apoptose’

Les chercheurs ont ensuite cherché à analyser les conséquences de la ventilation et de la dopamine élevée dans l’hippocampe sur la dysbindine-1, une protéine qui affecte les niveaux de récepteurs D2 de la surface cellulaire, la cognition et potentiellement le risque de psychose.

Les résultats ont montré que les souris ayant subi une ventilation à haute pression présentaient une expression génétique accrue de la dysbindine-1C. Plus tard dans le processus, les souris ventilées ont également montré une expression accrue des gènes dans les niveaux de protéines de dysbindin-1C.

La dopamine seule a montré des effets similaires sur dysbindin-1C lors de l’analyse des préparations de tranches d’hippocampe, les chercheurs disent, et ces effets ont été inhibés par les récepteurs D2.

Les chercheurs disent que la dysbindine-1 étant capable de réduire les récepteurs D2 à la surface des cellules et protégeant contre l’apoptose, il est possible qu’une augmentation de l’expression de la dysbindine-1 chez des souris ventilées déclenche des réponses compensatoires à l’apoptose hippocampique induite par la ventilation.

Ils notent que cela pourrait potentiellement s’appliquer aux patients des soins intensifs, étant donné qu’une étude supplémentaire a montré que la dysbindine-1 totale était augmentée dans les neurones hippocampiques des humains ventilés qui sont décédés, mais pas chez les humains non ventilés.

Potentiel de médicaments nouveaux et améliorés

Les chercheurs affirment que ces résultats pourraient conduire à de nouvelles utilisations pour des médicaments déjà établis, ainsi que le développement potentiel de nouveaux médicaments capables de déclencher certaines voies moléculaires capables de résoudre les effets néfastes sur la fonction cérébrale résultant de la ventilation des soins intensifs.

Dr Konrad Talbot, professeur adjoint de recherche en neurobiologie au département de psychiatrie de Penn Medicine, dit:

« L’étude indique la nécessité de réévaluer l’utilisation des antagonistes des récepteurs D2 en minimisant les effets cognitifs négatifs de la ventilation mécanique chez les patients en réanimation et d’évaluer la nouvelle possibilité qu’une augmentation de l’expression dysbindin-1C peut également réduire ces effets. »

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