Apport artériel

L'artère principale transportant le sang récemment oxygéné loin du cœur est l'aorte. Les toutes premières branches de l'aorte alimentent le cœur en nutriments et en oxygène. Les branches suivantes donnent naissance aux artères carotides communes, qui se ramifient ensuite en artères carotides internes. Les artères carotides externes irriguent les tissus à la surface du crâne. Les bases des carotides communes contiennent des barorécepteurs qui réagissent immédiatement à la chute de la pression artérielle lors du passage à la position debout. Le réflexe orthostatique est une réaction à ce changement de position du corps, de sorte que la pression artérielle est maintenue contre l'effet croissant de la gravité (orthostatique signifie « debout »). La fréquence cardiaque augmente — un réflexe de la division sympathique du système nerveux autonome — et cela élève la pression artérielle.

L'artère carotide interne pénètre dans le crâne par le canal carotidien de l'os temporal. Un deuxième ensemble de vaisseaux qui alimentent le SNC sont les artères vertébrales, qui sont protégées lorsqu'elles traversent la région du cou par les foramens transversaires des vertèbres cervicales. Les artères vertébrales pénètrent dans le crâne par le foramen magnum de l'os occipital. Les branches des artères vertébrales gauche et droite fusionnent pour former l'artère spinale antérieure, qui irrigue la face antérieure de la moelle épinière, le long du sillon médian antérieur. Les deux artères vertébrales fusionnent ensuite pour former l'artère basilaire, qui donne naissance à des branches vers le tronc cérébral et le cervelet. Les artères carotides internes gauche et droite et les branches de l'artère basilaire forment toutes le polygone de Willis, une confluence d'artères qui peut maintenir la perfusion du cerveau même si un rétrécissement ou un blocage limite le flux dans une partie (Figure 13.15).

Figure 13.15 Polygone de Willis L'apport sanguin au cerveau se fait par les artères carotides internes et les artères vertébrales, donnant finalement naissance au polygone de Willis.

Retour veineux

Après avoir traversé le SNC, le sang retourne à la circulation par une série de sinus duraux et de veines (Figure 13.16). Le sinus sagittal supérieur s'étend dans le sillon de la fissure longitudinale, où il absorbe le LCS des méninges. Le sinus sagittal supérieur se draine dans le confluent des sinus, avec les sinus occipitaux et le sinus droit, pour ensuite se drainer dans les sinus transverses. Les sinus transverses se connectent aux sinus sigmoïdes, qui se connectent ensuite aux veines jugulaires. De là, le sang continue vers le cœur pour être pompé vers les poumons pour sa réoxygénation.

Figure 13.16 Sinus duraux et veines Le sang s'écoule du cerveau par une série de sinus qui se connectent aux veines jugulaires.

Dure-mère

Comme une épaisse coiffe recouvrant le cerveau, la dure-mère est une enveloppe externe résistante. Son nom vient du latin « dure mère » pour représenter son rôle de protection physique. Elle enveloppe l'ensemble du SNC et les principaux vaisseaux sanguins qui pénètrent dans le crâne et la cavité vertébrale. Elle est directement attachée à la surface interne des os du crâne et à l'extrémité de la cavité vertébrale.

Il existe des replis de la dure-mère qui s'insèrent dans de grandes crevasses du cerveau. Deux replis traversent les séparations médianes du cerveau et du cervelet ; l'un forme un repli en forme d'étagère entre les lobes occipitaux du cerveau et le cervelet, et l'autre entoure l'hypophyse. La dure-mère entoure et soutient également les sinus veineux.

Arachnoïde

La couche moyenne des méninges est l'arachnoïde, nommée ainsi en raison des trabécules en forme de toile d'araignée entre elle et la pie-mère. L'arachnoïde délimite une enceinte en forme de sac autour du SNC. Les trabécules se trouvent dans l'espace sous-arachnoïdien, qui est rempli de LCS circulant. L'arachnoïde émerge dans les sinus duraux sous forme de granulations arachnoïdiennes, où le LCS est filtré à nouveau dans le sang pour être drainé du système nerveux.

L'espace sous-arachnoïdien est rempli de LCS circulant, qui fournit également un coussin liquide au cerveau et à la moelle épinière. Similaire aux analyses sanguines cliniques, un échantillon de LCS peut être prélevé pour rechercher des preuves chimiques de neuropathologie ou des traces métaboliques des fonctions biochimiques du tissu nerveux.

Pie-mère

La surface externe du SNC est recouverte de la fine membrane fibreuse de la pie-mère. On pense qu'elle possède une couche continue de cellules formant une membrane imperméable aux fluides. Le nom pie-mère vient du latin « tendre mère », suggérant que la fine membrane est une couverture douce pour le cerveau. La pie-mère s'étend dans chaque convolution du SNC, tapissant l'intérieur des sulci dans les cortex cérébral et cérébelleux. À l'extrémité de la moelle épinière, un fin filament s'étend de l'extrémité inférieure du SNC, au niveau de la région lombaire supérieure de la colonne vertébrale, jusqu'à l'extrémité sacrée de la colonne vertébrale. Comme la moelle épinière ne s'étend pas à travers la région lombaire inférieure de la colonne vertébrale, une aiguille peut être insérée à travers les couches de la dure-mère et de l'arachnoïde dans l'espace sous-arachnoïdien pour prélever du LCS. Cette procédure est appelée ponction lombaire et évite le risque d'endommager le tissu central de la moelle épinière. Les vaisseaux sanguins qui nourrissent le tissu nerveux central se trouvent entre la pie-mère et le tissu nerveux.

Les ventricules

Il y a quatre ventricules dans le cerveau, tous développés à partir de l'espace creux original à l'intérieur du tube neural, le canal central. Les deux premiers sont appelés ventricules latéraux et sont situés profondément dans le cerveau. Ces ventricules sont connectés au troisième ventricule par deux ouvertures appelées foramens interventriculaires. Le troisième ventricule est l'espace entre les côtés gauche et droit du diencéphale, qui s'ouvre dans l'aqueduc du cerveau qui traverse le mésencéphale. L'aqueduc s'ouvre dans le quatrième ventricule, qui est l'espace entre le cervelet et le pont et la partie supérieure de le bulbe rachidien (Figure 13.18).

Figure 13.18 Circulation du liquide cérébrospinal Le plexus choroïde des quatre ventricules produit le LCS, qui circule à travers le système ventriculaire et pénètre ensuite dans l'espace sous-arachnoïdien par les ouvertures médiane et latérales. Le LCS est ensuite réabsorbé dans le sang au niveau des granulations arachnoïdiennes, où la membrane arachnoïdienne émerge dans les sinus duraux.

Lorsque le télencéphale s'agrandit et se développe dans la cavité crânienne, il est limité par l'espace à l'intérieur du crâne. Le télencéphale est la région la plus antérieure de ce qui était le tube neural, mais il ne peut pas dépasser la limite de l'os frontal du crâne. Parce que le cerveau s'insère dans cet espace, il prend une forme en C, à travers les régions frontale, pariétale, occipitale et enfin temporale. L'espace à l'intérieur du télencéphale est étiré dans cette même forme en C. Les deux ventricules sont situés sur les côtés gauche et droit, et étaient autrefois appelés les premier et deuxième ventricules. Les foramens interventriculaires connectent la région frontale des ventricules latéraux avec le troisième ventricule.

Le troisième ventricule est l'espace délimité par les parois médiales de l'hypothalamus et du thalamus. Les deux thalamus se touchent au centre dans la plupart des cerveaux sous la forme de la massa intermedia, qui est entourée par le troisième ventricule. L'aqueduc du cerveau s'ouvre juste en dessous de l'épithalamus et traverse le mésencéphale. Le tectum et le tegmentum du mésencéphale sont respectivement le toit et le plancher de l'aqueduc du cerveau. L'aqueduc s'ouvre dans le quatrième ventricule. Le plancher du quatrième ventricule est la surface dorsale du pont et de la partie supérieure de le bulbe rachidien (cette substance grise formant une continuation du tegmentum du mésencéphale). Le quatrième ventricule se rétrécit ensuite dans le canal central de la moelle épinière.

Le système ventriculaire s'ouvre sur l'espace sous-arachnoïdien depuis le quatrième ventricule. L'ouverture médiane unique et la paire d'ouvertures latérales se connectent à l'espace sous-arachnoïdien afin que le LCS puisse circuler à travers les ventricules et autour de l'extérieur du SNC. Le liquide cérébrospinal est produit à l'intérieur des ventricules par un type de membrane spécialisée appelée plexus choroïde. Les cellules épendymaires (l'un des types de cellules gliales décrits dans l'introduction au système nerveux) entourent les capillaires sanguins et filtrent le sang pour produire le LCS. Le liquide est une solution claire avec une quantité limitée des constituants du sang. Il s'agit essentiellement d'eau, de petites molécules et d'électrolytes. L'oxygène et le dioxyde de carbone sont dissous dans le LCS, comme ils le sont dans le sang, et peuvent diffuser entre le liquide et le tissu nerveux.

Circulation du liquide cérébrospinal

Les plexus choroïdes se trouvent dans les quatre ventricules. Observés en dissection, ils apparaissent comme des structures molles et duveteuses qui peuvent encore être roses, selon la qualité du nettoyage du système circulatoire lors de la préparation du tissu. Le LCS est produit à partir de composants extraits du sang, de sorte que son écoulement hors des ventricules est lié au pouls de la circulation cardiovasculaire.

Des ventricules latéraux, le LCS s'écoule dans le troisième ventricule, où plus de LCS est produit, et puis par l'aqueduc du cerveau dans le quatrième ventricule où encore plus de LCS est produit. Une très petite quantité de LCS est filtrée à chacun des plexus, pour un total d'environ 500 millilitres par jour, mais il est continuellement fabriqué et pulse à travers le système ventriculaire, maintenant le fluide en mouvement. Du quatrième ventricule, le LCS peut continuer le long du canal central de la moelle épinière, mais c'est essentiellement un cul-de-sac, de sorte qu'une plus grande partie du fluide quitte le système ventriculaire et se déplace dans l'espace sous-arachnoïdien par les ouvertures médiane et latérales.

Dans l'espace sous-arachnoïdien, le LCS circule autour de tout le SNC, remplissant deux fonctions importantes. Comme ailleurs dans sa circulation, le LCS capte les déchets métaboliques du tissu nerveux et les éloigne du SNC. Il agit également comme un coussin liquide pour le cerveau et la moelle épinière. En entourant l'ensemble du système dans l'espace sous-arachnoïdien, il fournit un tampon mince autour des organes à l'intérieur de la dure-mère solide et protectrice. Les granulations arachnoïdiennes sont des évaginations de la membrane arachnoïdienne dans les sinus duraux afin que le LCS puisse être réabsorbé dans le sang, avec les déchets métaboliques. Des sinus duraux, le sang s'écoule de la tête et du cou par les veines jugulaires, avec le reste de la circulation sanguine, pour être réoxygéné par les poumons et les déchets filtrés par les reins (Tableau 13.2).