Introduction
L'encéphalopathie hépatique (EH) est une complication neurologique sévère des maladies du foie, touchant une proportion significative de patients cirrhotiques. Le diagnostic de l'EH, souvent sous-diagnostiquée, repose sur une évaluation clinique complexe, complétée par des examens paracliniques. Parmi ces examens, l'imagerie par résonance magnétique (IRM) cérébrale et l'analyse du lactate cérébral jouent un rôle crucial. Cet article explore l'interprétation des résultats de l'IRM cérébrale en relation avec les niveaux de lactate, et leurs implications dans le diagnostic et la gestion de l'EH.
Encéphalopathie Hépatique : Un Aperçu
L’encéphalopathie hépatique (EH) correspond à l’ensemble des troubles neurologiques ou neuropsychiatriques associés à une atteinte du foie et/ou à un shunt porto-systémique. C’est une complication fréquente et sévère des maladies du foie. La prévalence de l’EH clinique concerne 30 à 45 % des patients cirrhotiques avec une incidence de 20 % par an. La prévalence de l’EH minime est plus difficilement estimable mais elle pourrait toucher plus de 2/3 des malades. La survenue d’une EH constitue un facteur majeur de mauvais pronostic. En effet, le développement d’un premier épisode d’EH au cours de la cirrhose est un facteur de risque indépendant de mortalité avec un taux de survie cumulée à 1 an et 3 ans de respectivement 42 % et 23 %. De plus l’EH minime a un retentissement délétère sur la qualité de vie des patients et sur les risques de la vie quotidienne (chutes, accidents de la voie publique, accidents du travail pour les métiers à risque). Cependant, l’EH sur cirrhose est une complication mal connue. Le diagnostic d’EH lui-même ne fait pas l’objet d’un consensus, et l’EH est souvent sous-diagnostiquée. Les mécanismes physiopathologiques sont mal élucidés. Enfin, les indications des divers traitements disponibles ne sont pas bien codifiées.
L’accumulation cérébrale de différentes substances toxiques, et en particulier de l’ammoniaque en raison du défaut de détoxification hépatique semble être un mécanisme primordial. Par ailleurs, une altération du transport de certains acides aminés à travers la barrière hémato-encéphalique par altération de l’expression ou de la fonctionnalité de transporteurs spécifiques a été décrite. D’autres hypothèses physiopathologiques ont été proposées, comme la production anormale de substances benzodiazepine-like avec pour conséquence une augmentation du tonus GABA inhibiteur, l’accumulation de mercaptans, de manganèse, ou des anomalies de la vasorégulation.
Diagnostic de l'Encéphalopathie Hépatique
Le diagnostic d’EH est un diagnostic clinique. Cependant, plusieurs examens paracliniques peuvent aider au diagnostic, notamment en permettant d’éliminer des diagnostics différentiels. Ils ne seront pas effectués systématiquement mais en cas de doute diagnostique, ou en cas de première poussée.
Évaluation Clinique
L’EH peut se présenter sous forme clinique (signes cliniques patents) ou non clinique (absence de signe clinique évident, incluant l’EH minime et l’EH de grade 1). Il existe plusieurs classifications cliniques de l’EH : celle de West-Haven est la plus communément retenue. Elle est généralement utilisée de façon binaire : pas d’EH clinique (grades 0-1), et EH clinique (grades 2 à 4). Chez les patients ne présentant pas d’EH clinique, certains ne présentent pas d’EH du tout (grade 0), d’autres une EH minime détectable uniquement aux tests psychométriques (EH minime), et d’autres de légers signes détectables par un examen poussé (troubles de calcul, …-grade 1). Par souci d’homogénéité, ces 2 types d’EH sont regroupées sous l’appellation EH minime par les cliniciens, et c’est la terminologie que nous emploierons dans ce texte. L’altération de la conscience peut être sévère, responsable d’une stupeur ou d’un coma. Ce tableau confusionnel est souvent associé à un astérixis, ou flapping tremor, correspondant à une chute brutale et de brève durée du tonus musculaire des extenseurs de la main, qui peut aussi être observée dans d’autres causes d’encéphalopathie métabolique (hypercapnie, urémie, encéphalopathie médicamenteuse).
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L’EH minime se caractérise classiquement par un examen neurologique normal et l’existence d’anomalies détectées uniquement aux tests neuropsychologiques et neurophysiologiques. L’EH de grade 1 associe des signes que l’on peut rechercher, mais qui ne sont pas spécifiques : troubles de calcul, euphorie, anxiété, distractibilité, et toujours ralentissement psychomoteur et inversion du rythme nycthéméral. L’interrogatoire du patient et surtout de sa famille/ entourage doit permettre de caractériser les troubles éventuels. Une attention particulière devrait être portée sur les activités de la vie quotidienne et l’impossibilité récente à effectuer des tâches auparavant routinières (faire ses comptes, faire sa déclaration d’impôts, lire des livres ou le journal, regarder la télévision, …), car cela représente un indice de l’existence d’un trouble neuropsychologique.
Examens Paracliniques
Ammoniémie
Le rôle de l’ammoniaque a été bien démontré dans la physiopathologie de l’EH. Cependant, l’intérêt du dosage de l’ammoniémie en tant qu’outil diagnostic ou de suivi de l’EH est très controversé depuis des années, ce en raison des données de la littérature et du fait que ce dosage soit réputé, à tort, comme peu fiable et difficilement disponible. De nombreuses études anciennes, sur de faibles effectifs, ont montré que : (1) il semblait y avoir une corrélation entre ammoniémie et sévérité clinique de l’EH ; (2) que des patients sans EH pouvaient avoir des chiffres d’ammoniémie élevés, ce qui faisait de ce test un test très peu spécifique; (3) que cet examen présentait en revanche une bonne valeur prédictive négative. À partir du moment où un dosage d’ammoniémie est effectué, le clinicien doit savoir interpréter une valeur excessivement élevée d’ammoniémie : faux positif avec un prélèvement mal conditionné et acheminé trop tardivement, ou exceptionnellement troubles du métabolisme.
Électroencéphalogramme (EEG)
L’électroencéphalogramme (EEG) permet de diagnostiquer une EH minime ou clinique avec des performances correctes. Les anomalies typiques sont un ralentissement et des ondes triphasiques, qui sont retrouvées dans toutes les encéphalopathies métaboliques (notamment la prise de certains médicaments, l’hyponatrémie, l’insuffisance rénale, etc.), et sont donc non spécifiques. Les anomalies EEG sont également corrélées à la sévérité de l’encéphalopathie et au risque de développer un évènement clinique futur. L’EEG doit être effectué par des mains exercées et interprété par un médecin spécialiste.
Imagerie Cérébrale (IRM)
L’imagerie cérébrale est surtout nécessaire au cours du premier épisode de l’EH. Elle est indiquée systématiquement pour écarter une lésion intracrânienne si ce diagnostic est suspecté, notamment en raison du fait que la population de patients cirrhotiques ou consommateurs excessifs d’alcool sans cirrhose a un risque beaucoup plus élevé d’hémorragie intracérébrale que la population générale. Une imagerie en coupes injectée est nécessaire, que ce soit par une tomodensitométrie ou une imagerie par résonance magnétique (IRM). À l’IRM on observe classiquement des hypersignaux en T1 témoins du degré d’atteinte hépatique plus que d’une EH. Lorsqu’une IRM est effectuée, il y a un intérêt à réaliser une spectroscopie, qui peut montrer un empâtement du pic glutamine/glutamate, témoignant d’un hypermétabolisme cérébral de l’ammoniaque, en faveur d’une EH.
Rôle de l'IRM et de la Spectroscopie par Résonance Magnétique (SRM)
L'IRM cérébrale est un outil essentiel dans l'évaluation initiale de l'EH, principalement pour exclure d'autres pathologies pouvant simuler les symptômes de l'EH, telles que les lésions intracrâniennes, les accidents vasculaires cérébraux ou les tumeurs.
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La spectroscopie par résonance magnétique (SRM) est une technique complémentaire à l'IRM qui permet d'analyser le métabolisme cérébral en mesurant les concentrations de différents métabolites, notamment le lactate. La SRM offre une fenêtre unique sur les processus biochimiques se déroulant dans le cerveau, fournissant des informations précieuses pour le diagnostic et le suivi de diverses affections neurologiques, y compris l'EH.
Principes de la Spectroscopie par Résonance Magnétique (SRM)
La spectroscopie par résonance magnétique (SRM) est une technique d'analyse non invasive qui permet de déterminer la composition biochimique des tissus vivants. Elle est basée sur le principe de la résonance magnétique nucléaire (RMN), découvert pour la première fois en 1946 par Block et Purcell. La SRM est devenue un outil important en imagerie médicale au début des années 80.
Principes Physiques de la SRM
Certains noyaux atomiques, comme l'hydrogène (1H), possèdent un spin nucléaire et se comportent comme de petits aimants. Lorsqu'ils sont placés dans un champ magnétique intense (B0), ces noyaux s'alignent selon deux orientations possibles : parallèle (état de basse énergie) ou antiparallèle (état de haute énergie). Une impulsion de radiofréquence (RF) appliquée à une fréquence spécifique (fréquence de Larmor, ω0) peut exciter les noyaux, les faisant passer de l'état parallèle à l'état antiparallèle. Ce phénomène est appelé résonance.
Après l'impulsion RF, les noyaux retournent à leur état d'équilibre en libérant l'énergie absorbée sous forme d'un signal RMN. Ce signal est détecté par une antenne et analysé pour déterminer les fréquences et les intensités des différents métabolites présents dans le tissu étudié.
Déplacement Chimique
La fréquence de résonance d'un noyau dépend de son environnement chimique. Les électrons environnants créent un champ magnétique local qui modifie légèrement le champ magnétique ressenti par le noyau. Cette variation de fréquence est appelée déplacement chimique et est exprimée en parties par million (ppm). Le déplacement chimique permet d'identifier et de quantifier les différents métabolites présents dans le tissu.
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Acquisition des Spectres
Les signaux RMN sont acquis en fonction du temps et transformés en spectres à l'aide d'une transformation de Fourier. Les spectres représentent l'intensité du signal en fonction du déplacement chimique. Chaque métabolite apparaît sous forme d'un pic à une position spécifique sur le spectre. L'aire sous le pic est proportionnelle à la concentration du métabolite.
Techniques d'Acquisition
Plusieurs techniques d'acquisition sont utilisées en SRM, notamment STEAM (Stimulated Echo Acquisition Mode) et PRESS (Point RESolved Spectroscopy). Ces techniques permettent de sélectionner un volume d'intérêt (VOI) dans le tissu et d'acquérir des spectres à partir de ce volume.
Métabolites Explorés en SRM Cérébrale
En SRM cérébrale, les principales molécules que l’on peut analyser sont :
- Le N-acétyl-asparate (NAA) (molécule présente dans les neurones sains) à 2,0 ppm : marqueur d’intégrité neuronale. Dans certaines pathologies, sa concentration diminue.
- La créatine/phosphocréatine (Cr) (molécules du métabolisme énergétique) à 3,0 ppm : marqueur métabolisme énergétique, proportionnel à la densité cellulaire. La créatine est souvent utilisée comme référence en raison de sa concentration relativement constante.
- Les composés à choline (Cho) (marqueur dans la synthèse et la dégradation des membranes cellulaires) à 3,2 ppm : marqueur du métabolisme membranaire (densité membranaire) myélinisation / démyélinisation ; synthèse et dégradation des phospholipides.
- Le myo-inositol (mI) (uniquement retrouvé dans le tissu glial) à 3,5 ppm.
- Le complexe Glutamine-Glutamate-GABA (Glx) (neurotransmetteurs) entre 2,1 et 2,5 ppm.
- Le lactate (Lac) (métabolisme anaérobie) : doublet à 1,35 ppm : témoin d’un processus anaérobie : défaillance du métabolisme oxydatif, glycolyse anaérobie prend le dessus (ischémie, hypoxie, maladies métaboliques, accumulation macrophage). Marqueur de la souffrance cellulaire aiguë et des réactions macrophagiques. Le lactate se présente sous forme d'un doublet à 1,33 ppm. Il est important de noter que le pic de lactate peut être inversé en utilisant un temps d'écho (TE) de 135 ms.
- Les lipides libres (Lip) : résonance large, double à 1,3 et 0,9 ppm.
En fonction du TE de la séquence de spectroscopie, le nombre de métabolites discernables varie : plus le TE est long (135 ou 270 ms), plus on sélectionne les métabolites à T2 long. A TE court (15 à 20 ms), le spectre sera plus complexe en raison de la superposition d’un plus grand nombre de pics, ce qui pose un certain nombre de problèmes de quantification et d’interprétation.
Interprétation du Lactate en SRM Cérébrale dans l'EH
Dans le contexte de l'EH, l'élévation du lactate cérébral est un indicateur de souffrance cellulaire due à un métabolisme énergétique perturbé. L'accumulation de lactate résulte d'une augmentation de la glycolyse anaérobie, un processus qui se produit lorsque l'apport d'oxygène est insuffisant pour répondre aux besoins énergétiques du cerveau.
Mécanismes d'Élévation du Lactate dans l'EH
Plusieurs mécanismes peuvent contribuer à l'élévation du lactate cérébral dans l'EH :
- Hyperammoniémie : L'accumulation d'ammoniac dans le cerveau perturbe le métabolisme énergétique neuronal, entraînant une augmentation de la glycolyse anaérobie et une production accrue de lactate.
- Dysfonction mitochondriale : L'EH peut altérer la fonction mitochondriale, réduisant la capacité des cellules à produire de l'énergie par la phosphorylation oxydative et favorisant la glycolyse anaérobie.
- Hypoxie : Dans les cas d'EH sévère, une hypoxie cérébrale peut se développer, entraînant une augmentation de la production de lactate.
Interprétation des Niveaux de Lactate
L'interprétation des niveaux de lactate cérébral doit être effectuée en tenant compte du contexte clinique et des autres résultats de l'IRM et de la SRM. Une élévation modérée du lactate peut être observée dans les cas d'EH minime, tandis qu'une élévation plus importante peut indiquer une EH plus sévère ou la présence d'une autre pathologie. Il est important de noter que l'absence d'élévation du lactate n'exclut pas le diagnostic d'EH, car les niveaux de lactate peuvent varier en fonction du stade de la maladie et de la région du cerveau étudiée.
Autres Anomalies en IRM et SRM dans l'EH
Outre l'élévation du lactate, d'autres anomalies peuvent être observées en IRM et en SRM dans l'EH :
- Hypersignaux en T1 : Des hypersignaux en T1 peuvent être observés dans les ganglions de la base, en particulier dans le globus pallidus. Ces hypersignaux sont associés à l'accumulation de manganèse, un autre métabolite toxique qui peut s'accumuler dans le cerveau en cas d'EH.
- Diminution du NAA : Une diminution du N-acétyl-aspartate (NAA), un marqueur de l'intégrité neuronale, peut être observée en SRM dans les cas d'EH sévère, indiquant une perte ou un dysfonctionnement neuronal.
- Augmentation de la glutamine : Une augmentation de la glutamine peut être observée en SRM, reflétant une tentative du cerveau de détoxifier l'ammoniac en le convertissant en glutamine.
Diagnostics Différentiels
Toute première évaluation d'un trouble neurologique chez un patient cirrhotique doit faire pratiquer un bilan clinique et paraclinique pour éliminer un diagnostic différentiel ou associé. L’évocation d’un diagnostic différentiel (ou associé) doit être systématique devant tout élément clinique ou paraclinique pouvant être attribué à une pathologie alternative ou associée. Dans l’EH minime le trouble cognitif est isolé et n’est pas spécifique. D’autres atteintes cognitives, comme un trouble important de l’orientation spatio-temporelle (le patient se perd régulièrement près de chez lui, …), une atteinte de la mémoire épisodique antérograde, une atteinte des praxies visuo-constructives (difficultés à s’habiller, difficultés à reproduire un dessin), un trouble du langage (manque du mot évident, …), même s’ils peuvent se voir dans l’EH minime doivent faire évoquer des diagnostics alternatifs, en particulier s’ils s’accompagnent d’une évolution progressive ou de l’absence de fluctuations (maladies neuro-dégénératives, syndrome de Korsakoff, …). Une expertise neurologique est alors requise pour envisager un bilan neuropsychologique complet (exploration exhaustive de toutes les fonctions cognitives réalisé par un neuropsychologue, d’une durée d’une à deux heures) et des examens adaptés qui seront prescrits par le neurologue. Une bonne réponse clinique au traitement spécifique de l’EH (lactulose, rifaximine) peut aussi aider à résoudre la question du diagnostic étiologique en faveur du diagnostic d’EH si un doute persiste.
La constatation de signes de localisation impose de rechercher une pathologie focale du système nerveux central. Certains signes peuvent évoquer un état de mal épileptique confusionnel, nécessitant la réalisation d’un EEG : clonies des paupières, myoclonies segmentaires différentes de l’astérixis, grandes fluctuations du contact. L’EEG peut être parfois d’interprétation délicate et conclure à tort à des manifestations épileptiques pouvant conduire à la prescription indue d’anti-épileptiques comme les benzodiazépines qui sont fréquemment associées à une aggravation de l’EH. Une fièvre sans argument pour une étiologie infectieuse commune (liquide d’ascite, urinaire, …) doit faire discuter la possibilité d’une méningite à pyogène ou d’une méningo-encéphalite et faire réaliser une ponction lombaire en urgence, qui doit aussi être proposée en l’absence d’arguments de certitude en faveur de l’EH.
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