Physiopathologie de l’Athérosclérose

- Publicité -

L’athérosclérose est caractérisée par des lésions affectant l’intima appelées plaques d’athéromes. Ces dernières font nettement saillie dans la lumière artérielle: le centre de la lésion athéromateuse se compose de lipides et de nombreux débris cellulaires (bouillie athéromateuse). La plaque évolue vers des complications à type de calcifications de la paroi artérielle, sténose de la lumière, ulcération dans la lumière et thrombose au contact de la plaque. Ces dernières sont à l’origine d’occlusions aiguës du tronc artériel ou d’embolies en aval, de fragilisation pariétale (anévrysmes). Les plaques obstruent la lumière des vaisseaux et fragilisent également la média sous-jacente.


La physiopathologie de l’athérosclérose dépend de 3 composantes:  1) l’environnement biologique (à savoir les facteurs de risques),
 2) les facteurs hémodynamiques (shear stress sur les parois vasculaires au niveau des zones de bifurcation), 3) les prédispositions génétiques.

I. Facteurs de Risques

Les facteurs de risque de l’athérosclérose, ou d’une maladie en général, représentent les éléments favorisant sa survenue car il est impossible de définir une cause unique responsable de l’apparition de la maladie. Des études épidémiologiques rétrospectives et prospectives menées sur un grand nombre de sujets ont permis d’associer diverses situations ou pathologies à l’apparition de l’athérosclérose.

A. Les facteurs de risque modifiables

- Publicité -

1. Le surpoids et l’obésité : Le surpoids et l’obésité sont définis comme une accumulation anormale et excessive de graisses pouvant nuire à la santé. L’obésité est très généralement liée à un déséquilibre entre les apports et les dépenses caloriques, cela sera donc lié au manque d’exercice physique et à la sédentarité.  Il est très important de comprendre que le poids est influencé par l’environnement de l’individu c’est-à-dire l’agriculture, l’urbanisation et l’éducation, cela va forcement impacter le patient en terme d’alimentation et de pratique physique.  Le surpoids ou l’obésité sont évalués par le calcul de l’indice de masse corporelle ou IMC (IMC= Masse en kg/Taille2 en m2). Selon l’Organisation Mondiale de la Santé (OMS), on considère un individu en surpoids à partir d’un IMC de 25kg/m2 et obèse à partir d’un IMC de 30. On catégorisera également le stade de l’obésité: modérée, sévère ou morbide.

2. La sédentarité: L’exercice physique est une donnée importante dans la prévention des maladies cardiovasculaires et respiratoires. En effet, cela permet d’augmenter la capacité cardiorespiratoire et en prévention secondaire on renforcera le développement de la collatéralité. Il faut aussi signaler que l’exercice physique va renforcer le métabolisme basal notamment dans le cadre du diabète où cela permet de lutter contre l’hyperglycémie et augmente la sensibilité des cellules à l’insuline.  Pour les individus les plus inactifs, on conseillera de commencer par au moins 30 minutes de marche quotidienne. Il est important de signaler que la régularité de l’effort est beaucoup plus importante que son intensité.

3. Le tabagisme –  Le tabac est athérogène par plusieurs mécanismes : l’augmentation de la perméabilité de l’endothélium vasculaire aux lipoprotéines; par le fait que la nicotine favorise la stagnation des lipoprotéines au sein de la paroi vasculaire; du fait d’un rôle thrombotique par son effet production de thromboxane A2 et une augmentation de l’agrégation des plaquettes ou encore par la diminution de l’HDL cholestérol. Le tabac affecte la fonction endothéliale et il réduit la capacité à libérer du monoxyde d’azote et par conséquent augmente l’agrégation plaquettaire et réduit la cicatrisation de l’endothélium.  Selon étude Framingham, la consommation de tabac multiplie par deux le risque d’atteinte coronaire; le sexe ou le type de tabac (cigare, pipe ou cigarette) n’influence en rien ce chiffre. L’arrêt du tabac n’entraîne pas immédiatement une réduction du risque cardiovasculaire. C’est au bout de plusieurs années que l’on observe une diminution progressive de ce risque.

- Publicité -

4. L’hypertension artérielle ou HTA : Il existe un lien fort entre l’élévation des pressions systoliques et diastoliques avec l’athérosclérose, de plus on ne retrouve pas de valeur maximale pour l’élévation du risque. Ce risque provient du fait qu’une augmentation de la pression artérielle augmente également les forces de cisaillement dans la lumière vasculaire et provoque l’apparition d’un flux sanguin turbulent favorisant la production de la matrice extracellulaire et l’adhésion des monocytes circulant à la surface de l’endothélium. Aussi, l’hypertension artérielle possède un lien direct avec la survenue d’accidents cardiovasculaires sans que le risque ne puisse disparaître. On pourra estimer le risque cardiovasculaire en fonction du stade d’hypertension et du nombre de facteurs de risque associés.

5. Le diabète : Le diabète, peu importe son type, est un facteur de risque cardiovasculaire majeur, il constitue également un danger métabolique majeur pouvant provoquer des comas voire engager le pronostic vital. Cette pathologie modifie le profil lipidique du patient en augmentant les triglycérides et en diminuant les HDL, tout en favorisant l’oxydation des LDL qui deviennent beaucoup plus athérogènes. Un bon équilibre diabétique permet également de limiter les complications microangiopathiques et macroangiopathiques, ainsi que l’effet pro-agrégant plaquettaire. Il faut noter également que la glycation des apolipoprotéines circulantes et des protéines constituant la matrice extracellulaire constitue un effet délétère par rigidification vasculaire.

6. Les dyslipidémies : Les dyslipidémies sont des pathologies des lipoprotéines plasmatiques, elles touchent particulièrement le LDL cholestérol. Dès que son taux dépasse 1.6g/L ou 4.1mmol/L on mettra en évidence une anomalie du bilan lipidique. La formule de Friedewald donne ces deux équations: LDL= CT – (TG en gramme par litre/5) ou LDL= CT – (TG en mmol par litre/2.2). Ces formules ne sont pas applicables s’il y a présence de chylomicrons dans le sérum, c’est-à-dire en période postprandiale, ou si les triglycérides sont supérieurs à 4g/L (4.6mmol/L). Une anomalie du bilan lipidique pourra signer 5 types de dyslipidémie selon la classification de Fredrickson.

- Publicité -

Les dyslipidémies et plus particulièrement les hypercholestérolémies constituent le facteur de risque le plus corrélé à l’apparition de l’athérosclérose. Il a été clairement démontré que la diminution de la cholestérolémie est un paramètre réduisant l’athérosclérose de façon significative. Les lipoprotéines athérogènes sont les LDL ainsi que la lipoprotéine A alors que les HDL constituent les lipoprotéines protectrices vis-à-vis de l’athérosclérose, il sera donc important de ne pas supprimer toutes les sources de cholestérol de l’alimentation. L’hypertriglycéridémie ne constitue pas un facteur de risque en elle-même car elle ne participe pas à la formation des lésions athéromateuses. Mais cette perturbation du bilan lipidique va contribuer à renforcer l’obésité, l’HTA et diminuer le taux de HDL, c’est-à-dire qu’elle va potentialiser les autres facteurs de risque.

B. Les facteurs de risque non modifiables

1. L’âge: Le corps humain et son métabolisme constituent une mécanique complexe finement régulée, avec l’âge qui avance l’organisme a tendance à moins bien s’autoréguler et donc à développer des pathologies. En ce qui concerne le risque cardiovasculaire, il augmente avec l’âge, il est majoré chez l’homme dès 50 ans et chez la femme à partir de 60 ans.

2. Le sexe: Avant 70 ans, plus de deux tiers des infarctus surviennent chez l’homme, cette différence diminue chez la femme après la ménopause à cause de la chute hormonale et disparaît après 75 ans. Les estrogènes naturels influent grandement sur le risque cardiovasculaire, cela explique la plus faible incidence des complications de l’athérome chez la femme avant la ménopause que chez l’homme.

3. L’hérédité: Le risque cardiovasculaire est associé à la présence de marqueurs génétiques pouvant être protecteurs ou déclencheurs vis-à-vis de la survenue d’un accident cardiovasculaire. Certaines malformations anatomiques, anomalies génétiques codant pour le système rénine-angiotensine-aldostérone ou des dyslipidémies peuvent être d’origine héréditaire et potentialiser la survenue de ces accidents cardiovasculaires. Par exemple pour un infarctus du myocarde, un Syndrome Coronarien Aigu survenant avant 55 ans chez le père ou chez un autre parent masculin du premier degré constitue un facteur de risque majeur.

II. Physiopathologie

Les processus clefs de l’athérosclérose  sont l’épaississement de l’intima et l’accumulation de lipides dans les artères de moyens et de grands calibres. Ils entraînent une dysfonction endothéliale à l’origine d’une perméabilité accrue aux LDL s’accumulant dans la paroi intimale. Ces derniers sont oxydés par les radicaux libres et capturés par les macrophages (M), les cellules endothéliales (ECs) et les cellules musculaires lisses (CML). Les LDL oxydés libres entraînent l’expression à la surface endothéliale de molécules d’adhésion telles que la «Vascular cell adhesion molecule-1» (VCAM-1) et la P-selectine sur lesquelles s’attachent les monocytes (Mo) circulants. Les Mo migrent vers l’intima par diapédèse attirés par un gradient de chimiokines telle que la «Monocyte chimoattractant protein-1» (MCP-1).

Au sein de la tunique intimale, ils se différencient en macrophages, internalisent les LDL oxydés et deviennent des cellules spumeuses. Des cytokines pro- inflammatoires telles que le « Tumor necrosis factor alpha » (TNFα) et l’IL-1 beta libérées par les macrophages augmentent l’expression endothéliale du récepteur aux LDL.  Un cercle vicieux se met en place amplifiant la boucle inflammatoire et la capture des LDL ainsi que des cellules spumeuses dans la paroi vasculaire. Les LDL oxydés sont à l’origine de la libération de facteurs de croissance (FC) incluant le «Platelet-derived growth factor» (PDGF), le «Fibroblast growth factor basic» (FGFb) et le «Transforming growth factor» (TGFβ) qui sont à l’origine de la migration des CML depuis la média vers l’intima où elles vont proliférer.

Ceci va générer une matrice extracellulaire (MEC) qui va recouvrir les stries lipidiques et former une chape fibreuse épaisse protégeant contre les lésions. Il en résulte une plaque d’athérome obstruant la lumière du vaisseau et provoquant une diminution graduelle du flux sanguin en aval.  L’adaptation physiologique à la diminution du flux sanguin et à l’ischémie est le développement d’un réseau collatéral en augmentant le diamètre et le nombre de vaisseaux (angiogenèse). Le réseau collatéral est bien souvent suffisant pour subvenir aux besoins du membre ischémié au repos ; en revanche ce réseau s’avère insuffisant en cas d’activité.

La chape fibreuse peut être fragilisée par le «shear stress» ou les forces hémodynamiques exercées. En cas de rupture d’une plaque vulnérable des composants de la MEC comme le collagène sont exposés aux éléments figurés du sang en particulier aux plaquettes et aux facteurs de la coagulation. Les plaquettes subissent donc successivement une adhésion au sous-endothélium, une activation permettant la libération de substances de ses granules (ATP, ADP, sérotonine, Ca2+, facteurs plaquettaires 3 et 4, facteurs de la coagulation, …) et une agrégation aboutissant à la formation du thrombus blanc ou clou plaquettaire.

La cascade de la coagulation s’active secondairement avec la formation d’un réseau de fibrine ou thrombus aggravant le rétrécissement de la lumière du vaisseau. Des fragments du thrombus ou embole peuvent se détacher et se localiser dans des vaisseaux distaux de plus faible calibre. Dans ce cas, une exacerbation rapide de la symptomatologie se met en place et peut être le signe indicateur d’une nouvelle occlusion artérielle dont l’origine est la rupture d’une plaque athéroscléreuse située dans les membres inférieurs ou dans l’aorte.

En résumé, notons: (a)  Accumulation de LDL dans l’intima, (b)  Oxydation de ces LDL par les radicaux libres produits par les ECs, les macrophages, et les cellules musculaires lisses (CML), (c)  Les LDL oxydées induisent une augmentation de l’expression des molécules d’adhésion à la surface des ECs (P-sélectine, VCAM-1), (d)  VCAM-1 facilite la margination des monocytes circulants à l’endothélium vasculaire, (e)  Les monocytes migrent vers l’intima via MCP-1, (f)  Différenciation des monocytes en macrophages qui phagocytent les LDL oxydées et deviennent des cellules spumeuses, (g)  Migration des CML à partir de la média vers l’intima sous l’influence de FC (PDGF, FGFb, TGF-ß), et (h)  Prolifération des CML et formation de matrice extracellulaire autour des cellules spumeuses formant ainsi une plaque d’athérome contre la paroi vasculaire interne.

Références

  1. Chen C, Li Q, Nie X, “Association of lead exposure with cardiovascular risk factors and diseases in Chinese adults” Environ Sci Pollut Res Int. 2017 Aug 10. doi: 10.1007/s11356-017-9884-6
  2. Nolan PB, Carrick-Ranson G, Stinear JW,”Prevalence of metabolic syndrome and metabolic syndrome components in young adults: A pooled analysis”, Prev Med Rep. 2017 Jul 19;7:211-215. doi: 10.1016/j.pmedr.2017.07.004
  3. Leigh JA, Kaplan RC, Swett K ,”Smoking intensity and duration is associated with cardiac structure and function: the ECHOcardiographic Study of Hispanics/Latinos” Open Heart. 2017 Jun 14;4(2):e000614. doi: 10.1136/openhrt-2017-000614
  4. Bodegard J, Sundström J, Svennblad B, “Changes in body mass index following newly diagnosed type 2 diabetes and risk of cardiovascular mortality: a cohort study of 8486 primary-care patients”, Diabetes Metab. 2013 Sep;39(4):306-13. doi: 10.1016/j.diabet.2013.05.004
  5. DAWBER TR, MOORE FE, MANN GV, “Coronary heart disease in the Framingham study”, Am J Public Health Nations Health. 1957 Apr;47(4 Pt 2):4-24
  6. Sinning D, Landmesser U, “Dyslipidemias : Diagnostics and management” Herz. 2017 Aug 8. doi: 10.1007/s00059-017-4601-2
  7. Criqui MH, Langer RD, Fronek A, Feigelson HS, Klauber MR, McCann TJ, Browner D: Mortality over a period of 10 years in patients with peripheral arterial disease. N Engl J Med 1992, 326(6):381-386.
  8. Farzaneh-Far A, Rudd J, Weissberg PL: Inflammatory mechanisms. Br Med Bull 2001, 59:55-68.
  9. Murrant CL: Structural and functional limitations of the collateral circulation in peripheral artery disease. J Physiol 2008, 586(24):5845.
  10. Mascarenhas JV, Albayati MA, Shearman CP, Jude EB: Peripheral arterial disease. Endocrinol Metab Clin North Am 2014, 43(1):149-166.
  11. Libby, P., Buring, J.E., Badimon, L. et al. Atherosclerosis. Nat Rev Dis Primers 5, 56 (2019). DOI : 10.1038/s41572-019-0106-z

Sur les mêmes sujets

-- Annonce --
Total
0
Share