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Journal d'Echographie et de Médecine par Ultrasons
Vol 19, N° 4  - mai 1998
p. 292
Doi : JEMU-05-1998-19-4-0245-5552-101019-ART56
Le système vertébro-basilaire : rappel physiologique et physiopathologique
 

Le système vertébro-basilaire :rappel physiologique et physiopathologique

© Masson, Paris, 1998

J.E.M.U.,

1998,

19,

n° 4,292-294

JE 500

MÉMOIRE

G. SETTE, A. FALCOU, G. MANCINI, M.-E. ZANETTE

Servizio di Neurosonologia, Dipartimento di Scienze Neurologiche,Università degli Studi Di Roma « La Sapienza », V. leDell'Università, 30, I-00185, Roma, Italy.

RÉSUMÉ

Le système vertébro-basilaire se développe surtouten période embryonnaire, entre le 29

e

et le 35

e

jour (phase branchiale). Les artères vertébrales naissentde la fusion de différents segments cervicaux qui proviennent desarcs aortiques et se dirigent vers le tube neural. Entre le 29

e

et le 30

e

jour, la partie rostro-médiane des artèresneurales fusionne pour donner naissance à l'artère basilaire.Chez l'adulte sain, l'artère vertébrale naît de l'artèresous-clavière ; son trajet et celui du tronc basilaire, ses segmentset ses rameaux collatéraux sont décrits dans le texte. Laprincipale pathologie qui atteint le système vertébro-basilaireest représentée par les sténoses et occlusions thrombo-emboliques.Le plus fréquent siège d'occlusion artérielle est l'originede l'artère vertébrale. L'occlusion du tronc basilaire sembleêtre surtout due à la formation d'une thrombose sur un athéromepréexistant. Les vertiges et nystagmus sont les symptômes plusfréquemment associés à « l'insuffisance vertébro-basilaire» et sont souvent accompagnés d'une atteinte des nerfs crâniens,d'une dysarthrie et d'une dysphagie, et, parfois, d'une hémiparésieet d'une hémianesthésie. Nous décrivons les différentssyndromes alternes selon le territoire artériel. En cas de sténoseserrée ou d'occlusion d'une artère du système vertébro-basilaire(dans son trajet intra ou extracrânien), le flux sanguin peut contournerl'obstacle circulatoire par l'intermédiaire d'une circulation collatérale.Nous abordons également le problème des dissections artérielles.Enfin, nous rapportons les résultats d'une étude réaliséedans notre service, au cours de laquelle nous avons mis en évidenceun risque d'erreur diagnostique, en phase aiguë, entre infarctus enterritoire antérieur et infarctus en territoire postérieurd'à peu près 8 %.

Mots-clés :

Système vertébro-basilaire. Embryogenèse.Anatomie. Physiopathologie.

The vertebrobasilar system: physiological and pathological features.

Embryogenesis of the vertebro-basilar system occurs mainly between day29 and 35 (

i.e.

branchial phase). Each vertebral artery originatesfrom the fusion of different cervical segments which in turn originate fromaortic arches moving to the neural tube. Between day 29 and 30 the rostralportion of neural arteries melts to the medial portion thus originatingthe basilar artery. In healthy adults the vertebral artery originates fromthe first part of the subclavian artery. V1, V2 and V3 parts of such artery,as well as the route of basilar artery and its collaterals, are largelydescribed in the text. Thromboembolic stenosis and occlusion are the mainpathological causes of vertebro-basilar system disruption. The origin ofthe vertebral artery is the most frequent site of occlusion while basilarartery occlusion is likely to be due to a thrombus developping on a pre-existingatheroma [4, 5]. Vertigo and nystagmus are the commonest symptoms of vertebro-basilardamage, they are often accompanied by cranial nerve impairment, dysarthriaand dysphagia. Hemiparesis and hemisensory loss may also be present. Brainstem symptoms related to specific vascular distribution have also been described.When vertebro-basilar system arteries are occluded or there is a severestenosis (either in their extra or intra-cranial tract) the blood flow followsalternative paths which avoid the circulatory barrier through collateralcirculation. The issue of arterial dissection is also discussed in the text.Finally, we will describe data regarding a study performed in our Departmenton the possibility of clinical diagnostic errors in the identification ofanterior or posterior acute ischemic strokes. Such possibility has beenestimated to be of 8% [8].

Key-words:

Vertebro basilar system. Embryogenenesis. Anatomy.physiology.

EMBRYOGENESE ET ANATOMIE

Le système vertébro-basilaire se développe surtoutpendant la période embryonnaire, entre le 29

e

et le 35

e

jour (phase branchiale). Les artères vertébrales naissentde la fusion de différents segments cervicaux qui proviennent desarcs aortiques et se dirigent vers le tube neural. Plus tard, ces segmentsfusionnent en un tronc unique et les communications avec les arcs aortiquesse ferment (35

e

jour). Vers le 28

e

jour, les deuxartères neurales vascularisent la partie postérieure du tubeneural et communiquent avec le système aortique par l'intermédiairedes artères trigéminales (rostralement) et des premièresartères segmentaires cervicales (caudalement). Entre le 29

e

et le 30

e

jour, la partie rostro-médiane des artèresneurales fusionne pour donner naissance à l'artère basilaire; les artères trigéminales régressent progressivementjusqu'à leur fermeture aux alentours du 35

e

jour. Parfoiselles restent perméables chez l'adulte et constituent alors une anastomoseentre le système carotidien et le système vertébro-basilaire.

Chez l'adulte sain, l'artère vertébrale, après sonorigine, a un parcours extracrânien divisé en trois segments: V1, V2 et V3. Le segment V1 se situe jusqu'au foramen transverse de lasixième vertèbre cervicale (95 %), plus rarement de la cinquième(5 %). Ensuite, le segment V2 s'enfonce dans le canal osseux creusédans les apophyses transverses des vertèbres sus-jacentes jusqu'àl'axis. A sa sortie de ce foramen, l'artère contourne les masseslatérales de l'atlas. C'est de ce dernier segment (V3) que naissentles rameaux musculaires qui s'anastomosent (anastomoses occipito-vertébrales)avec les branches de l'artère occipitale (branche de la carotideexterne). A ce niveau, l'artère vertébrale perfore la membraneatlo-occipitale et pénètre dans la cavité crânienneà travers le trou occipital puis se dirige en haut et en avant autourdu bulbe dont elle rejoint la face antérieure. Au niveau du sillonbulbo-protubérantiel, les deux artères vertébralesse réunissent pour donner naissance à l'artère basilaire.Cette artère a un trajet plutôt bref en position médianeà la face antérieure de la protubérance jusqu'aux pédonculescérébraux où elle se divise en deux artèrescérébrales postérieures (ACP) qui rejoignent l'artèrecommunicante postérieure homolatérale, complétant ainsila partie postérieure du cercle de Willis.

Avant leur fusion, les artères vertébrales donnent troisbranches collatérales (les artères spinales antérieures,les artères spinales postérieures et les artères cérébelleusespostéro-inférieures) et divers rameaux perforants qui se distribuentau bulbe.

L'artère cérébelleuse postéro-inférieure(PICA) est la plus rostrale des collatérales de l'artère vertébrale.Elle vascularise la majeure partie du vermis et de l'hémisphèrecérébelleux homolatéral et le plexus choroïdiendu quatrième ventricule.

L'artère basilaire donne des rameaux pontiques et trois artères: les artères auditives internes, les artères cérébelleusesantéro-inférieures, qui vascularisent la partie inférieuredes hémisphères cérébelleux, et les artèrescérébelleuses supérieures qui vascularisent la facesupérieure de l'hémisphère cérébelleuxcorrespondant.

Les branches terminales de l'artère basilaire sont les deux artèrescérébrales postérieures qui représentent, surle plan anatomique et fonctionnel, les artères de « confins» entre le système carotidien et vertébro-basilaire.Chacune d'entre elle reçoit la communicante postérieure etse termine dans la région du cuneus sous le nom d'artère calcarine.Elles donnent des rameaux collatéraux pour les lobes temporaux etoccipitaux, les artères centrales pour les parois du troisièmeventricule, le thalamus et l'hypothalamus et des rameaux pédonculairespour le mésencéphale [1].

PHYSIOPATHOLOGIE

Il existe souvent une différence de calibre entre les deux artèresvertébrales, souvent au détriment de l'artère vertébraledroite [2]. Si cette différence de diamètre est importante,l'artère de moindre diamètre est dite

hypoplasique

bien que cette définition ne comprenne aucune mesure précise.Typiquement, au Doppler, une artère vertébrale « vraiment» hypoplasique <2 mm provoque une importante réduction del'amplitude des signals et elle alimente souvent seulement la PICA.

La principale pathologie qui atteint le système vertébro-basilaireest représentée par les

sténoses et occlusions thrombo-emboliques.

Le plus fréquent siège d'occlusion artérielle est l'originede l'artère vertébrale : sur une série de 60 patientsporteurs de signes cliniques d'insuffisance vertébro-basilaire, étudiéspar angiographie, Crawford

et al

. ont démontré la présenced'une occlusion de l'artère vertébrale chez 36 patients (60%) dont 30 (83 %) à son origine [3]. L'occlusion de l'artèrebasilaire semble être surtout due à la formation d'une thrombosesur un athérome préexistant [4, 5]. Une fois formé,le thrombus peut s'étendre en aval ou en amont, ce qui explique l'aggravationprogressive des symptômes souvent rencontrée chez ce type depatients [4]. Les vertiges et nystagmus sont les symptômes plus fréquemmentassociés à la présumée

insuffisance vertébro-basilaire

et sont souvent accompagnés d'une atteinte des nerfs crâniens,d'une dysarthrie et d'une dysphagie, associée parfois à unehémiparésie et une à hémianesthésie.En cas d'occlusion du tronc basilaire, les symptômes, comme tétraplégieflasque et paralysie bulbaire, se développent rapidement et sontsouvent fatals. En cas d'occlusion des rameaux pontiques de l'artèrebasilaire (habituellement occlusions unilatérales), le patient peutprésenter une atteinte du VI, VII ou XII nerf crânien avecune hémiparésie ou une hémianesthésie controlatérale(syndromes alternes). En cas de sténose serrée ou d'occlusiondes artères du système vertébro-basilaire (dans leurtrajet intra- ou extracrânien), le flux sanguin peut contourner l'obstaclecirculatoire par l'intermédiaire d'une circulation collatérale.L'ouverture et la direction du flux de la circulation collatéraledépendent du gradient de pression et de la modification de la résistanceartérielle, en amont et en aval de la sténose/occlusion. Lesanastomoses entre les rameaux descendants de l'artère occipitale(branche de la carotide externe) et les rameaux musculaires de l'artèrevertébrale constituent la plus importante anastomose extracrânienneentre le système carotidien et vertébro-basilaire. En casd'obstruction d'une artère vertébrale à son origine,cette anastomose permet de revasculariser le trajet distal de l'artèreoccluse comme en cas d'occlusion de la carotide commune ou de la carotideexterne à son origine. Dans ce dernier cas, le flux se dirige dusystème vertébro-basilaire vers le système carotidien.Si l'artère vertébrale est occluse, son homologue controlatéraleparticipe elle aussi à la circulation collatérale et contribuesouvent à la revascularisation du trajet distal de l'artèreoccluse. Enfin, en cas d'occlusion de l'artère sous-clavièreen amont de l'origine de l'artère vertébrale, l'artèrevertébrale homolatérale à l'occlusion sera vasculariséepar l'intermédiaire de la sous-clavière controlatéraleet vascularisera le membre supérieur. Ce phénomène,connu sous le nom de

« vol sous-clavier »,

peut dansde rares cas provoquer une « insuffisance vertébro-basilaire».

Une autre pathologie importante qui touche le système vertébro-basilaireest représentée par les

dissections artérielles

qui peuvent être distinguées en dissections vertébrales(intra- et extracrâniennes) et basilaires. La dissection vertébraledans son trajet extracrânien peut être due à un modestetraumatisme cervical, à des manipulations ou à une interventionchirurgicale avec anesthésie générale et intubation[6]. L'hypertension artérielle et la dysplasie fibromusculaire semblentêtre des facteurs prédisposants. Le cadre clinique est caractérisépar une céphalée nuquale, intense et explosive, suivie parfoisde l'installation de symptômes neurologiques. La dissection touchehabituellement le premier et le troisième segment de la vertébrale,zones où l'artère est plus mobile et donc plus sujette àdes lésions mécaniques lors de mouvements brusques ou manipulationsde la tête. Le syndrome de dissection vertébrale extracrâniennea un bon pronostic. La dissection vertébrale intracrânienneest plutôt rare et peut s'étendre à l'artèrebasilaire avec des conséquences extrêmement graves. Les manifestationscliniques sont une céphalée nuquale brutale suivie de signesneurologiques en rapport avec une ischémie partielle du tronc cérébral.La dissection basilaire est une lésion vasculaire très graveet souvent fatale [7]. Le cadre clinique est caractérisé parune céphalée brutale et grave, suivie souvent de vomissements,altération de la conscience, et coma ou signes d'ischémiedu tronc cérébral [7].

Parallèlement à la symptomatologie clinique classiquementeattribuée à une lésion de la « circulation postérieure», certains patients porteurs d'une lésion en territoire vertébro-basilaireprésentent une symptomatologie typique d'une lésion de la« circulation antérieure ». Au cours d'une étudeeffectuée dans notre service, sur 158 patients hospitalisésdans les 5 heures suivant l'apparition d'un infarctus cérébralischémique cliniquement en territoire carotidien, 12 (12 %) étaientporteurs d'un infarctus postérieur (5 pontique, 1 mésencéphalique,6 dans le territoire de la cérébrale postérieure).Donc, en phase très précoce, la discrimination entre infarctusde la circulation antérieure et infarctus de la circulation postérieureatypique peut ne pas être fiable [8]. La possibilité d'erreursdiagnostiques en phase précoce doit inciter le clinicien àêtre toujours très vigilant avant d'administrer un traitementaggressif sans avoir réalisé un examen complet de la circulationcérébrale (si possible non invasif).

Références

1. Edvinsson L, MacKenzie ET, McCulloch J. Cerebral blood flow and metabolism. Raven Press edit, New York, USA. 1993 : 3-39.
2. Von Reutern GM, Budingen HJ. Ultrasound diagnosis of cerebrovasculardisease. G Thieme Verlag Stuttgart edit, New York, USA. 1993 : 267-9.
3. Crawford ES, De Bakey ME, Fields WS. Pathogenesis and treatment ofcerebrovascular disease. Charles C Thomas edit, Springfield, Illinois,USA, 1961 : 248-75.
4. Castaigne P, Lhermitte F, Gautier J-C et al. Arterial occlusionin the vertebro-basilar system. A study of 44 patients with post mortemdata. Brain 1973 ; 96 : 133-54.
5. Hashizume Y, Kishimoto H, Iijima S. Occlusion of the basilar artery,a clinical and pathological study of thirtheen autopsied cases. ActaPathologica Japanonica 1984 ; 34 : 29-40.
6. Caplan LR, Zarins CK, Hemmati M. Spontaneous dissection of the extracranialvertebral artery. Stroke 1985 ; 16 : 1030-38.
7. Friedman AH, Drake CH. Subarachnoid hemorrhage from intracranial dissectinganeurysm. J Neurosurg 1984 ; 60 : 325-34.
8. Argentino C, De Michele M, Fiorelli M et al. Posterior circulationinfarcts simulating anterior circulation stroke. Stroke 1996 ; 27 : 1306-09.




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