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Nous sommes tous assez familiers avec les conséquences de la déshydratation, mais nous entendons rarement parler des effets néfastes de l’hyperhydratation. En effet l’accumulation excessive de fluide peut entraîner une diminution des taux de sodium dans le sang – qui peuvent baisser à des niveaux dangereusement faibles - ou peut provoquer une ³ó²â±è´Ç²Ô²¹³Ù°ùé³¾¾±±ð, maladie potentiellement mortelle pouvant entraîner de l’œdème cérébral. De manière similaire, on connaît davantage les mécanismes de l’organisme qui détectent et provoquent la soif, alors que l’on sait très peu de choses sur la manière dont le cerveau détecte un étatÌýd’hyperhydratation.

«ÌýL’³ó²â±è´Ç²Ô²¹³Ù°ùé³¾¾±±ð se produit dans des états pathologiques courants, dont les lésions cérébrales, un sepsis et l’insuffisance cardiaque, ainsi que lors de la consommation de drogues, comme laÌýMDMA couramment appelé ecstasyÌý», explique leÌýprofesseur CharlesÌýBourque, coauteur d’une étude publiée aujourd’hui dans °ä±ð±ô±ôÌý¸é±ð±è´Ç°ù³Ù²õ, qui lève le voile sur le mécanisme fondamental de détection de l’³ó²â±è´Ç²Ô²¹³Ù°ùé³¾¾±±ð dans leÌýcerveau. Son équipe au Centre de recherche en neurosciences à l’Institut de recherche du Centre universitaire de santéÌýMcGillÌý(IR-CUSM) vient d’identifier un élément clé de l’énigme entourant la manière dont notre cerveau détecte l’³ó²â±è´Ç²Ô²¹³Ù°ùé³¾¾±±ð et régule l’hyperhydratation.

«ÌýNos données précises auront de l’importance pour les personnes qui étudient l’homéostasie hydrominérale et électrolytique des fluides, de même que pour les cliniciens qui soignent des patients atteints d’³ó²â±è´Ç²Ô²¹³Ù°ùé³¾¾±±ðÌý», commente leÌýprofesseur Bourque, scientifique au sein du Programme de recherche sur le cerveau et en neurosciences intégratives de l’IR-CUSM, et professeur au Département de neurologie de l’UniversitéÌýMcGill. L’³ó²â±è´Ç²Ô²¹³Ù°ùé³¾¾±±ð est une condition plus répandue chez les patients âgés; elle peut entraîner des troubles cognitifs et des crises d’épilepsie chez cette tranche de la population plus vulnérable. Bien que l’on ne sache pas encore avec certitude comment l’³ó²â±è´Ç²Ô²¹³Ù°ùé³¾¾±±ð se développe, une défaillance du mécanisme du cerveau régulant l’hydratation pourrait bien être à l’origine de cetteÌýcondition.

L’équipe du professeur Bourque, dans son laboratoire à l’Hôpital général de Montréal, a par le passé réalisé plusieurs découvertes importantes sur les mécanismes liés à la déshydratation (comment le cerveau détecte et prévient la déshydratation, comment la consommation de sel fait augmenter la tension artérielle ou encore comment l’horloge biologique du cerveau stimule les signaux de soif avant la période de sommeil). Des expériences menées par la première auteure de l’étude, Sorana Ciura, étudiante au doctorat dans le laboratoire du professeur Bourque au moment des recherches, et maintenant en poste à l’Institut Imagine de l’Hôpital Necker-Enfants malades à Paris, ont révélé que les neurones détectant l’état d’hydratation n’agissent pas de la même manière pour détecter l’état d’hydratation et l’état d’hyperhydratation.

Inhiber les neurones détectant l’hydratation

Les résultats de leurs travaux démontrent que l’hyperhydratation active leÌýTrpv4. Ce gène est un point d’entrée dans les cellules; il joue un rôle dans l’équilibre hydrique dans l’organisme. LeÌýTrpv4 est un canal calcique présent dans les cellules gliales, dont le rôle est d’entourer les neurones détectant l’étatÌýd’hydratation.

«ÌýNotre étude démontre que ce sont en fait les cellules gliales qui sont les premières à détecter l’état d’hyperhydratation et qui envoient ensuite cette information pour stopper l’activité électrique des neurones [qui détectent l’état d’hydratation], ajoute leÌýprofesseurÌýµþ´Ç³Ü°ù±ç³Ü±ð. Les chercheurs ont également découvert que c’est la diffusion d’un acide aminé, la taurine, qui inhibe les neurones détectant l’état d’hydratation. Essentiellement, lorsque les cellules gliales détectent l’état d’hyperhydratation, le canalÌýTrpv4 déclenche la diffusion de taurine, qui agit comme un dispositif de sécurité pour inhiber le fonctionnement des neurones détectant l’état d’hydratation.Ìý»

De l’espoir pour les patients avec une ³ó²â±è´Ç²Ô²¹³Ù°ùé³¾¾±±ð

La capacité du cerveau à détecter l’état d’hyperhydratation est essentielle au maintien de l’équilibre des fluides dans l’organisme et à la prévention d’affections comme l’³ó²â±è´Ç²Ô²¹³Ù°ùé³¾¾±±ð. «ÌýLes modèles précliniques de l’³ó²â±è´Ç²Ô²¹³Ù°ùé³¾¾±±ð vont être utilisés pour déterminer si cette affection a une incidence sur le mécanisme que nous commentons aujourd’hui; l’objectif à long terme est de mettre au point de nouveaux traitements ou de nouveaux outils diagnostiquesÌý», conclut leÌýD^rÌýµþ´Ç³Ü°ù±ç³Ü±ð.

« L’³ó²â±è´Ç²Ô²¹³Ù°ùé³¾¾±±ð est assez répandue; en effet, pas moins du quart des patients hospitalisés pour des lésions cérébrales traumatiques développent cette affection », explique la Dre Judith Marcoux, neurochirurgienne à l’Hôpital général de Montréal du Centre universitaire de santé McGill. Elle collabore aussi avec le professeur Bourque pour définir le fondement de l’émergence de l’³ó²â±è´Ç²Ô²¹³Ù°ùé³¾¾±±ð chez les patients présentant des lésions cérébrales traumatiques (TCC).

« On ne sait pas grand-chose sur les mécanismes à l’origine de l’³ó²â±è´Ç²Ô²¹³Ù°ùé³¾¾±±ð chez les patients ayant des lésions cérébrales traumatiques, ajoute le Dr Marcoux. Cette affection peut avoir des conséquences catastrophiques; elle peut entre autres provoquer des crises d’épilepsie ou entraîner un coma, de même que faire augmenter la pression intracrânienne. Ces conséquences peuvent à leur tour entraîner d’autres lésions cérébrales, qui peuvent provoquer d’autres pertes pour les patients, sur les plans neurologique et fonctionnel. »

Ces travaux de recherches ont bénéficié de subventions provenant des Instituts de recherche en santé duÌýCanadaÌý(IRSC) et de la Fondation des maladies du cÅ“ur et deÌýl’AVC duÌýCanada.

Les coauteurs de l’étude intitulée sont SoranaÌýCiura (Institut Imagine, Hôpital Necker-Enfants malades); MashaÌýPrager‑Khoutorsky, ZahraÌýS.ÌýThirouin, JoshuaÌýC.ÌýWyrosdic et CharlesÌýW.ÌýBourque (Centre de recherche en neurosciences, Institut de recherche du Centre universitaire de santéÌýMcGill); JamesÌýE.ÌýOlson (Université d’ÉtatÌýWright); WolfgangÌýLiedtke (Centre for Translational Neuroscience, Duke University Medical Centre).
DOI: 10.1016/j.celrep.2018.04.090

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À propos de l’Institut de recherche du CUSM

L’Institut de recherche du Centre universitaire de santé McGill (IR CUSM) est un centre de recherche de réputation mondiale dans le domaine des sciences biomédicales et de la santé. Établi à Montréal, au Canada, l’Institut, qui est affilié à la faculté de médecine de l’Université McGill, est l’organe de recherche du Centre universitaire de santé McGill (CUSM) – dont le mandat consiste à se concentrer sur les soins complexes au sein de sa communauté. L’IR-CUSM compte plus de 420 chercheurs et près de 1 200 étudiants et stagiaires qui se consacrent à divers secteurs de la recherche fondamentale, de la recherche clinique et de la recherche en santé évaluative aux sites Glen et à l’Hôpital général de Montréal du CUSM. Ses installations de recherche offrent un environnement multidisciplinaire dynamique qui favorise la collaboration entre chercheurs et tire profit des découvertes destinées à améliorer la santé des patients tout au long de leur vie. L’IR-CUSM est soutenu en partie par le Fonds de recherche du Québec – Santé (FRQS).