Pourquoi les cellules sont-elles endommagées quand tu manques d'oxygène ?
Le manque d'oxygène endommage les cellules par une succession de mécanismes : déficit énergétique, surexcitation des neurones et agression par les radicaux libres, en partie lors même du rétablissement de la circulation. La gravité des dommages dépend de la durée et de l'intensité du manque.
L'ATP est le carburant de presque tout ce que fait une cellule. Sans oxygène, les mitochondries, qui sont les centrales énergétiques de la cellule, ne peuvent plus fabriquer d'ATP par la voie habituelle. Ce déficit énergétique est le point de départ de la plupart des dommages qui s'ensuivent.
Dès que les réserves d'énergie s'épuisent, les cellules ne peuvent plus faire fonctionner leurs pompes à ions. Dans les cellules du cerveau, cela entraîne une accumulation de glutamate, un messager chimique qui, dans ces conditions, surexcite les neurones. En parallèle, trop de calcium pénètre dans la cellule. Ce calcium active à son tour toute une série de processus de dégradation, et les dommages s'emballent rapidement.
Une partie des dégâts ne survient qu'au moment où l'apport en oxygène est rétabli. Quand le sang revient, les mitochondries produisent une quantité explosive de molécules d'oxygène agressives, appelées radicaux libres. L'une d'elles est particulièrement destructrice : le peroxynitrite, qui s'attaque aux protéines, aux graisses et à l'ADN de la cellule. C'est pourquoi les dommages cellulaires après une crise cardiaque ou un accident vasculaire cérébral ne s'arrêtent pas dès que la circulation reprend.
Les dégâts ne se limitent pas à un seul type de mort cellulaire. Selon la gravité et la durée du manque d'oxygène, les cellules peuvent succomber de plusieurs façons : mort cellulaire non contrôlée, mort cellulaire programmée, ou formes plus récemment décrites impliquant le fer ou des signaux inflammatoires. Laquelle domine dépend de la situation.
Chez les nouveau-nés privés d'oxygène, la gaine isolante qui entoure les fibres nerveuses est particulièrement vulnérable. Les cellules qui fabriquent cette gaine sont plus fragiles que les autres cellules cérébrales, et des lésions à ce niveau peuvent entraîner des séquelles durables sur le plan moteur et cognitif. Parmi les nouveau-nés qui survivent à un manque d'oxygène sévère, un sur quatre garde des séquelles neuropsychologiques permanentes.
La gravité des conséquences dépend de trois facteurs : l'intensité du manque, sa durée, et l'organe ou la région du cerveau touché. C'est ce qui explique les écarts importants entre des personnes ayant vécu un épisode comparable.
Toutes les affirmations reposent sur des articles de synthèse, pas sur des essais cliniques randomisés. Les mécanismes décrits, à savoir l'épuisement de l'ATP, la surexcitation des neurones, les radicaux libres et les dommages liés à la reperfusion, sont documentés depuis des décennies et largement acceptés dans la littérature scientifique. Les aspects plus récents, comme le rôle d'une protéine qui régule la forme des mitochondries et la contribution des nouvelles formes de mort cellulaire, sont moins bien établis. Les données sur les parois des vaisseaux sanguins en situation de manque d'oxygène restent pour l'instant limitées à des modèles cellulaires et animaux.