Cliniques méditerranéennes
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I.S.B.N.2-7492-0154-3
288 pages

p. 67 à 74
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Neurologie, neuropsychologie et neurosciences

no 67 2003/1

2003 Cliniques méditerranéennes Neurologie, neuropsychologie et neurosciences

Vieillissement cérébral normal, troubles de la mémorisation et maladie d’Alzheimer : des lésions neuropathologiques à l’altération de la cognition

P. Giannakopoulos  [*] P.R. Hof J.-P. Michel C. Bouras
Afin d’examiner la distribution des lésions de type Alzheimer au cours du vieillissement cérébral, nous avons réalisé une large étude clinicopathologique portant sur 147 cas. La série inclut des sujets sans problèmes cognitifs, des patients avec troubles de la mémoire isolés (en anglais age-associated memory impairment/aami) et des patients avec maladie d’Alzheimer (ma). La couche II du cortex entorhinal présente des lésions neurofibrillaires (lnf) dans tous les cas, tandis que le CA1 et le subiculum sont moins fréquemment atteints. Parmi les régions néocorticales, le cortex temporal inférieur (aire 20) montre une prédisposition au développement des lnf. Quantitativement, l’aami est corrélé avec la densité des lnf dans la couche II du cortex entorhinal, et la ma avec la densité des lnf dans l’aire 20. Ces observations démontrent la vulnérabilité des parties médiane et inférieure du lobe temporal au cours du vieillissement cérébral et suggèrent que la formation des lnf dans l’aire 20 peut précéder l’apparition des déficits neuropsychologiques dans la ma.Mots-clés : neuroanatomie, neurodégénérescence, vieillissement cérébral, Alzheimer. In order to examine the patterns of lesion distribution in cerebral aging, we performed a clinicopathological analysis of 147 autopsy cases including cognitively intact cases, cases with age-associated memory impairment (aami) and cases with Alzheimer’s disease (ad). Regardless of cognitive status, layer II of the entorhinal cortex is involved with neurofibrillary tangle (nft) formation in all of the cases, while the CA1 field of the hippocampus and the subiculum are less consistently affected. The inferior temporal cortex (area 20) is particularly prone to develop nft in intellectually preserved elders. Considerable SP formation is seen in the neocortex of cognitively intact cases. Quantitatively, aami correlates with nft densities in layer II of the entorhinal cortex, and clinically overt ad with nft densities in area 20. These observations demonstrate that mesial and inferior temporal lobe structures are affected frequently in normal brain aging, and that nft formation in area 20 may precede the emergence of the neuropsychological deficits in ad.Keywords : Alzheimer, brain aging, neuroanatomy, neurodegeneration.
 
Introduction
 
 
Parmi les problèmes de clinique neurologique et psychiatrique liés au vieillissement cérébral, la maladie d’Alzheimer occupe une position centrale. Depuis sa description histopathologique par Alzheimer en 1907, cette maladie dégénérative du système nerveux central fait l’objet d’un intérêt toujours accru de la part de la communauté scientifique. La raison en est que la maladie d’Alzheimer est devenue dans les pays industrialisés plus qu’une curiosité pathologique ou qu’une entité nosologique ; elle s’est transformée en l’espace de quelques décennies en un phénomène socio-économique majeur. L’étude des maladies neurodégénératives a montré que la maladie d’Alzheimer est la forme la plus commune de démence sénile et qu’environ 11 % de la population âgée de plus de 65 ans et jusqu’à 50 % des individus âgés de plus de 85 ans répondaient aux critères diagnostiques cliniques validant une « maladie d’Alzheimer probable » en fonction d’échelles d’évaluation neuropsychologique. Les patients souffrant de maladie d’Alzheimer subissent un déclin progressif et inexorable de leurs capacités cognitives, leur espérance de vie est réduite, leur indépendance sociale perdue, et l’impact de leur condition sur leurs proches est dévastateur.
 
Aspects cliniques de la maladie d’Alzheimer
 
 
Ce sont les troubles de mémoire qui sont le plus souvent révélateurs de la maladie d’Alzheimer. Il s’agit au début d’oublis d’apparence banale, portant sur les menus faits de la vie quotidienne et facilement mis sur le compte d’une fatigue, d’une dépression ou de l’âge. Ces troubles peuvent être méconnus ou sous-estimés par l’entourage en raison parfois d’une compensation des déficits par le patient encore capable de mettre en place des stratégies pour pallier à ses difficultés. La maladie débute ainsi par une atteinte de la mémoire épisodique, résultant d’une incapacité à enregistrer, à fixer des informations nouvelles de nature autobiographique. Les oublis deviennent de plus en plus fréquents. Par la suite apparaissent une désorientation temporelle et spatiale, un manque du mot, des troubles de l’attention et des difficultés à gérer ou à planifier les tâches complexes de la vie quotidienne. Les capacités conceptuelles ou de jugement sont progressivement altérées. Le patient devient souvent moins conscient de ses troubles et perd sa capacité à les compenser. Il devient plus dépendant de son entourage, qui prend conscience de ses difficultés. Le tableau clinique s’aggrave progressivement. Le discours devient de moins en moins informatif et souvent incohérent, la compréhension s’altère, le patient a de plus en plus de difficultés à réaliser les gestes de la vie courante. Parallèlement l’entourage observe une modification de la personnalité ou des troubles du caractère avec perte des initiatives, repli social, irritabilité. Des troubles du comportement avec agitation, agressivité, préoccupations délirantes ou hallucinations peuvent venir compliquer le tableau. Le déficit de la mémoire épisodique peut être précocement mis en évidence par des épreuves permettant d’évaluer les capacités de récupération de l’information dans des conditions différentes, avec ou sans facilitation du rappel. L’atteinte de la mémoire épisodique est caractérisée dans la maladie d’Alzheimer par des capacités d’évocation effondrées en rappel libre, et une baisse rapide de la facilitation du rappel par l’indiçage témoignant non seulement d’une difficulté à accéder à l’information mais également à stocker cette information. À la différence des épreuves de mémoire dite explicite, faisant appel à un processus conscient de récupération d’information concernant des épreuves antérieures, les épreuves de mémoire dite implicite montrent des capacités d’apprentissage préservées dans la maladie d’Alzheimer. Ces épreuves de mémoire implicite permettent de mesurer les capacités d’apprentissage à la suite d’expérience nouvelle, sans pour autant que le souvenir de cette expérience soit requis. Le déficit de la mémoire sémantique est généralement plus tardif que les troubles de la mémoire épisodique. Les épreuves de fluidité verbale sont précocement perturbées. Les épreuves de dénomination d’objets ou d’images mettent en évidence des erreurs, ou des paraphasies sémantiques. Les troubles des fonctions exécutives (difficultés d’abstraction, de planification, de raisonnement, de flexibilité mentale) sont souvent précoces. Les épreuves neuropsychologiques permettent également de mettre en évidence des troubles praxiques ou gnosiques, plus tardifs, témoignant de l’extension progressive de l’atteinte à l’ensemble des fonctions cognitives.
 
La neuropathologie du vieillissement cérébral
 
 
La présence de lésions neurofibrillaires (lnf) et de plaques séniles (ps), les deux marqueurs neuropathologiques de la maladie d’Alzheimer (ma), dans le cortex cérébral d’individus âgés non-déments est connue de longue date (Montjoy et al., 1983 ; Ulrich, 1985). Plus récemment, il a été démontré que ces lésions ne sont pas seulement un phénomène commun de l’âge avancé, mais qu’elles sont présentes dans certaines régions du cortex cérébral à des densités comparables à celles observées chez les patients souffrant d’une ma (Arriagada et al., 1992 ; Hof et al., 1992). Au cours du vieillissement cérébral normal, les lnf sont distribuées préférentiellement dans le cortex entorhinal, et à un moindre degré dans le CA1 et le néocortex temporal, de nombreuses ps étant souvent observées dans diverses aires néocorticales. Des études récentes ont, par ailleurs, mis en évidence une forte densité de lnf dans la formation hippocampique et dans le cortex temporal inférieur au début de la détérioration cognitive (Bouras et al., 1993 ; Price et al., 1991). De plus, Braak et Braak ont rapporté que la zone de transition entre l’allo- et le néo-cortex est impliquée très tôt dans le processus dégénératif, et ont proposé une série de stades neuropathologiques de la démence en fonction de l’envahissement progressive de la formation hippocampique par les lnf (Braak H. et E., 1991). L’ensemble de ces études ont été réalisés sur des collectifs limités de patients. Étant donné la variabilité marquée du processus de vieillissement cérébral et afin d’établir des corrélations clinicopathologiques fiables il est nécessaire d’examiner des larges séries autopsiques. Dans cette optique, nous avons étudié avec des méthodes immunocytochimiques 147 cas autopsiés dans les hôpitaux universitaires de Genève (Site de Belle-Idée). Cent deux patients présentaient des fonctions cognitives totalement préservées, trente-quatre des troubles de la mémoire isolés (aami pour « age-associated memory impairment »), et onze une ma confirmée neuropathologiquement. La quantification des lésions a été effectuée sur des coupes traitées avec des anticorps spécifiques contre les protéines tau et Aß (Bouras et al., 1993 et 1994).
 
Vulnérabilité différentielle des aires corticales au cours du vieillissement cérébral : corrélations clinicopathologiques
 
 
Dans les cas de patients sans problèmes cognitifs et dans les cas avec aami, les lnf se développent d’abord dans la couche II du cortex entorhinal. Le CA1 de l’hippocampe et l’aire 20 (cortex temporal inférieur) sont fréquemment affectés par la formation de lnf (Bouras et al., 1994). De nombreux cas ont une densité modérée à élevée de lnf dans la couche III de l’aire 20, tandis que les aires 9 (cortex frontal supérieur) et 17-18 (cortex occipital) sont préservés, montrant une très faible densité de lnf dans un nombre de cas limité. Cette distribution ne varie guère dans la ma. Toutefois, la quantité des lnf augmente dramatiquement dans l’ensemble des régions étudiées. Quantitativement, le début des troubles mnésiques est corrélé à la densité de lnf dans le cortex entorhinal et le début de la ma l’est avec la densité de lnf dans l’aire 20 (Bouras et al., 1994). Ainsi, l’implication massive de l’aire 20 paraît être un facteur crucial pour l’expression clinique de la démence. Ceci renforce l’hypothèse que cette région pourrait représenter une aire de transition entre la formation hippocampique, qui peut être sévèrement affectée par des lnf mais avec de très faibles répercussions sur les activités quotidiennes de l’individu, et les autres aires néocorticales, moins impliquées tout au moins dans les stades précoces de la ma. Ces observations montrent clairement que les densités de lnf dans le néocortex, et non dans l’hippocampe, sont un indice neuropathologique fiable de la démence (Bouras et al., 1994 ; Bierer et al., 1995).
Dans cette perspective, les nombreux patients sans problèmes cognitifs ou avec aami présentant des densités de lnf relativement élevées dans l’aire 20 pourraient représenter le stade préclinique de la ma (Bouras et al., 1993 ; Hubbard et al., 1990.). Cependant, l’atteinte de cette aire s’avère d’habitude insuffisante pour développer une symptomatologie évidente de ma incluant des troubles du langage, et des fonctions exécutives et visuoconstructives (Giannakopoulos et al., 1994). Ainsi le lien exact entre la progression du processus dégénératif et les manifestations cliniques de la ma demeure peu clair. Bien qu’il ait été proposé que l’implication du néocortex soit la condition sine qua non pour le développement de cette affection, les cortex frontal et occipital sont impliqués seulement occasionnellement et à un degré modéré chez les patients déments. En l’absence d’investigations quantitatives de l’ensemble du cortex cérébral, il est donc possible que d’autres aires corticales jouent un rôle majeur dans la détérioration cognitive massive caractéristique de la ma.
À la différence des lnf, les ps montrent une uniformité étonnante quant à leur densité et leur distribution dans les différentes régions néocorticales chez les individus non déments. Dans notre série, la grande majorité des cas sans problèmes cognitifs ont des ps, à des densités variées, dans au moins une des régions néocorticales. Les aires 17 et 18 sont les plus fréquemment atteintes, le pourcentage de ps étant aux alentours de 40 % dans les aires 20 et 9 et moins de 30 % dans la formation hippocampique (Bouras et al., 1994)). De plus, il y a quelques cas avec des lnf limitées au cortex entorhinal et des ps abondantes dans le néocortex sans signes cliniques évidents de démence. Chez les patients atteints d’aami ou de ma, les ps sont présentes à de fortes densités dans toutes les aires néocorticales. Quantitativement, les aires néocorticales ont des densités de ps significativement supérieures à celles observées dans la formation hippocampique, et ceci indépendamment du diagnostic clinique. Les patients sans problèmes cognitifs montrent significativement moins de ps que les cas avec aami ou ma. Cependant, dans ces deux derniers groupes de patients aucune différence n’a été observée par rapport aux densités des ps (Bouras et al., 1994). Ces résultats confirment ceux de plusieurs études antérieures, montrant que le développement des ps est précoce et généralisé au cours du vieillissement cérébral normal, et qu’une forte densité de ps peut être présente dans le néocortex sans détérioration cognitive (Arriagada et al., 1992, Hof et al., 1992, Price et al., 1991, Bierer et al., 1995). Plus récemment, des analyses clinicopathologiques ont mis en évidence une corrélation claire entre la densité des lnf dans le néocortex et la sévérité ainsi que la durée de la symptomatologie démentielle alors que la densité néocorticale des ps n’avait pas de lien avec ces paramètres (Berg et al., 1933 ; Bierer et al., 1995). Toutes ces études démontrent donc une absence de corrélation entre les dépôts d’amyloide et la détérioration des capacités cognitives et suggèrent que les dépôts d’amyloide sont un épiphénomène lié à l’âge plutôt qu’un marqueur spécifique de la ma.
Il est intéressant de noter qu’un modèle comparable de dégénérescence corticale a été observé chez les individus de plus de 40 ans souffrant d’un syndrome de Down. Du fait de ses ressemblances neuropathologiques avec la ma, le syndrome de Down a longtemps été considéré comme un modèle pour l’étude du développement et de l’étiologie de la ma. Au cours de cette maladie, les dépôts d’amyloide précèdent généralement les lnf et les changements neuritiques. La formation des ps dans ces cas pourrait être liée, au moins en partie, à la surexpression de la protéine amyloide et de son précurseur dûe à la triplication du chromosome 21. Comme dans les stades précoces de la ma, les lnf sont d’abord observées dans les couches II du cortex entorhinal et dans le CA1 de l’hippocampe, le néocortex étant atteint uniquement chez les patients âgés atteints d’un syndrome de Down. Ceux-ci présentent une distribution régionale de lnf et de ps comparable à celle observée dans les cas de ma, à savoir une importante implication des parties médiane et inférieure du lobe temporal (Hof et al., 1995).
 
Conclusions
 
 
Nos études soulignent la nécessité d’un examen neuropsychologique détaillé de certaines fonctions cognitives localisées dans la formation hippocampique et le cortex temporal inférieur dans la population âgée. D’une part, l’évaluation de la mémoire dont le fonctionnement dépend de l’intégrité des circuits hippocampiques pourrait permettre d’identifier des groupes à risque pour le développement d’une ma, comme les patients souffrant d’aami. D’autre part, l’examen des fonctions visuelles telles que la reconnaissance d’objets et l’identification de stimuli visuels élémentaires dont la dépendance de l’aire 20 a été prouvée par l’expérimentation animale, pourrait contribuer à détecter des formes précliniques de la ma. Du point de vue fonctionnel, la caractérisation neuropsychologique devrait être associée aux études du phénotype moléculaire des régions corticales atteintes, dans l’espoir de définir les facteurs qui conditionnent la vulnérabilité neuronale au cours du vieillissement cérébral.
 
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NOTES
 
[*]Prof. P. Giannakopoulos, Clinique de psychiatrie gériatrique, HUG, Belle-Idée, 2, chemin du Petit Bel-Air, 1225 Chêne-Bourg, Genève.
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