physiopathologie de la commotion cérébrale du sportif ... · orthopédique paul santy,24, avenue...

ARTICLE IN PRESSModele +SCISPO-3296; No. of Pages 14

Science & Sports (2019) xxx, xxx—xxx

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ScienceDirectwww.sciencedirect.com

MISE AU POINT

Physiopathologie de la commotioncérébrale du sportif : mise au pointPhysiopathology of concussion of the athletes: Development

J.P. Hagera,∗, F. Girardb

a Centre orthopédique Paul Santy, 24, avenue Paul Santy, 69008 Lyon, Franceb Fédération francaise de rugby Domaine de Bellejame, 3—5, rue Jean-de-Montaigu, 91463Marcoussis cedex, France

Recu le 12 aout 2018 ; accepté le 23 decembre 2018

MOTS CLÉSCommotioncérébrale ;Biomécanique ;Physiopathologie ;Biomarqueurs ;Syndrome du secondimpact ;Conséquences à longterme

Résumé La commotion cérébrale est un sujet de préoccupation majeure dans le monde spor-tif. Le dernier consensus de Berlin en 2016 précise les recommandations pratiques de priseen charge sur le terrain avec l’utilisation de la fiche SCAT5, et la reprise progressive du jeupar paliers. La physiopathologie complexe de ce phénomène tient compte d’éléments bio-mécaniques d’impact de l’extrémité céphalique mais aussi des paramètres d’accélération,déclenchant une cascade neurométabolique aiguë mettant en faillite énergétique l’activitécérébrale. Les lésions cellulaires et moléculaires provoquées peuvent être dépistées par desdosages sanguins de biomarqueurs spécifiques. L’arrêt immédiat et la sortie définitive detoute activité physique permettent à l’athlète d’éviter le syndrome du second impact, ayantbien souvent des conséquences immédiates dramatiques. Bien que discutable à plus longterme, la répétition des commotions provoquerait davantage de maladies neurodégénératives.L’obtention de la disparition de toute symptomatologie grâce à un repos complet (physique etcognitif) est primordiale avant d’envisager un retour progressif aux activités.© 2019 Publie par Elsevier Masson SAS.

Pour citer cet article : Hager JP, Girard F. Physiopathologie de la commotion cérébrale du sportif : mise au point. Scisports (2019), http://dx.doi.org/10.1016/j.scispo.2019.01.002

KEYWORDSConcussion;Biomechanics;

Summary Concussion is a topic of much concern within sports. The 2016 Berlin Consensus out-lines practical recommendations for on-field care using the SCAT5, and a stepwise approach tothe graduated return to play. The complex physiopathology of this phenomenon takes account of

∗ Auteur correspondant.Adresses e-mail : [email protected] (J.P. Hager), [email protected] (F. Girard).

http://dx.doi.org/10.1016/j.scispo.2019.01.0020765-1597/© 2019 Publie par Elsevier Masson SAS.

dx.doi.org/10.1016/j.scispo.2019.01.002


http://www.sciencedirect.com/science/journal/07651597

mailto:[email protected]

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2 J.P. Hager, F. Girard

Pathophysiology;Biomarkers;Second impactsyndrome;Long termconsequences

head impact biomechanics as well as acceleration parameters, triggering an acute neurometa-bolic cascade resulting in neurologic dysfuntion. The cellular and molecular lesions caused canbe detected by a blood test using specific biomarkers. Stopping all physical activity immedia-tely enables the athlete to avoid second impact syndrome which can very often have immediatedramatic consequences. Although debatable, there is concern that repetitive concussions maycause more neurodegenerative disorders. The disappearance of symptomatology through resting(physical and cognitive) is vital before envisaging a gradual return to play.© 2019 Published by Elsevier Masson SAS.

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1CudtdmmtSresden ligne avec le centre de gravité, le mouvement de la têtesera largement la translation dans la direction de l’impact.Si la direction de l’impact n’est en ligne avec le centre

. Introduction

a connaissance et la prise en charge de la commotion céré-rale du sportif ont considérablement évolué durant cetteernière décennie. Depuis 2001, 5 conférences internatio-ales de consensus ont permis une amélioration de la prisen charge en fonction de l’évolutivité des critères retenusans la définition [1—5]. Le Concussion in Sport group (CISG)

su faire évolué ses recommandations de la phase trauma-ique sur le terrain jusqu’au retour en jeu après une périodee repos. Cet article a pour but de faire une mise à jourur les connaissances actuelles de la physiopathologie de laommotion cérébrale en pratique sportive.

.1. Définition

nitialement, la commotion cérébrale a été considéréeomme un traumatisme crânien léger [6]. En pratique spor-ive, la commotion cérébrale est un traumatisme cérébralnduit par des forces biomécaniques provoquant des chan-ements neuro-pathologiques [5].

Ce processus physiopathologique complexe touchant leerveau [7] a été revu par la dernière conférence interna-ionale de consensus sur les commotions dans le sport en016. Il est admis que plusieurs caractéristiques communesuissent être prises en compte dans la commotion cérébrale.

Tout d’abord, l’application d’un choc direct ou indirect àa tête (choc au niveau du cou, de la face ou même du resteu corps) transmet une force d’impulsion à l’encéphale. Bru-alement et transitoirement, le cerveau se met en mode

off ». Cette dysfonction cérébrale soudaine se résout spon-anément dans la plupart des cas. Mais elle peut aussi seanifester à distance du choc (de quelques minutes à plu-

ieurs heures post-traumatisme).D’autre part, les symptômes aigus correspondent à des

ésordres neuropathologiques d’ordre fonctionnels plutôtue structurels. En effet, les séquences d’imageries conven-ionnelles sont normales dans la grande majorité des sériestudiées.

La commotion cérébrale est responsable de symptômes

Pour citer cet article : Hager JP, Girard F. Physiopathologie dsports (2019), http://dx.doi.org/10.1016/j.scispo.2019.01.002

t signes cliniques d’une grande variabilité, avec ou non uneerte de connaissance.

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.2. Eléments de biomécanique [8]

a biomécanique est l’étude de la réponse des tissus bio-ogiques aux évènements traumatiques. Des expériences enaboratoire ont établi depuis longtemps que les fracturesu crâne et les lésions cérébrales résultent d’apports phy-iques à la tête. Ces études ont conclu que le crâne subitne fracture avec des déplacements compressifs locaux de’os en raison d’un choc violent ou d’un écrasement à laête. Dans certaines situations, le crâne peut être impactéu accéléré, ou transmettre une surpression de souffle, sansubir de fracture. Dans ce cas, le cerveau risque de subirne blessure traumatique. La physique de ce que le crâneprouve lors d’évènements de lésions cérébrales trauma-iques est plus facile à établir que la mécanique de ce quee contenu interne du crâne éprouve lorsque le cerveau estlessé. Comprendre la biomécanique de la commotion céré-rale ou des évènements commotionnels a également étén défi en raison de l’absence de possibilité d’établir quelsissus particuliers ont été affectés par un tel évènement.u point de vue biomécanique, il est beaucoup plus facile’établir quand un vaisseau n’est plus intact que d’établiruand une commotion s’est produite.

.2.1. Biomécanique de baseommencons par une définition simple du mouvement :n corps rigide peut répondre à une force externe en laéplacant par translation ou la faisant tourner. Dans l’espaceridimensionnel, la cinématique d’un corps est souventésignée par 6 degrés de liberté : 3 dimensions du mouve-ent linéaire et 3 dimensions du mouvement angulaire. Deanière simpliste, il est convenu de caractériser la cinéma-

ique d’un corps en sachant où se situe son centre de gravité.i l’on devait considérer la tête humaine comme un corpsigide, son centre de gravité serait d’environ 2 cm antérieurt de 2 cm supérieur au méat auditif externe dans le planagittal médian. Imaginons ensuite une direction du vecteure force d’impact à la tête. Si la direction de l’impact est

e la commotion cérébrale du sportif : mise au point. Sci

e gravité, la tête réagira avec un certain mouvement de



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Figure 1. Les deux grands mécanismes lésionnels du cerveau : lecérébral et les accélérations angulaires associées à des phénomène

rotation et probablement une certaine translation. Le rap-port de la translation à la rotation dépend de la distance duvecteur de force par rapport au centre de gravité. Un vec-teur plus en ligne avec le centre de gravité conduira à unmouvement essentiellement linéaire, tandis qu’un vecteurplus éloigné du centre de gravité induit un pourcentage ouune rotation plus élevé. Ainsi, la plupart des impacts de têteentraîneront des mouvements de translation et de rotation.Une fois impacté, le moment d’inertie de rotation définit larésistance de la tête au changement de la vitesse de rota-tion et dépend de la distribution de la masse dans toute sagéométrie. Si la masse d’un objet est concentrée près deson centre de gravité, elle tournera plus facilement que sila masse est distribuée loin du centre de gravité. La têtehumaine a une masse légèrement répartie et présente doncune inertie rotationnelle modérée.

1.2.2. Biomécanique des lésions cérébralestraumatiquesLa commotion cérébrale résulte d’une variété de méca-nismes incluant l’impact, l’inertie, la pénétration et lasurpression de souffle (Fig. 1). Dans les environnementscivils de sports et de collisions de véhicules à moteur, lesblessures résultent souvent d’un impact sur la tête entraî-nant un taux élevé d’accélération ou de décélération de latête. Les lésions se développent dans les tissus du cerveaulorsque les souches sont transférées des régions externesvers les régions internes, ce qui entraîne des pathologiesdistribuées plus diffusément que pour d’autres mécanismestels que l’impact émoussé ou la pénétration. L’importancede l’accélération de la tête dans le mécanisme de la lésioncérébrale concomitante a été comprise depuis des décen-nies par Denny-Brown et al. Il est généralement admisque les mesures mécaniques modulent la gravité des bles-sures avec des conditions de charge plus élevées conduisant


à des blessures plus graves (Gurdjian et al.), diagnosti-quées cliniquement comme une commotion cérébrale ou deslésions axonales diffuses. L’effet de l’accélération linéairea été étudié au cours des années 1960, les accélérations

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élérations linéaires générant des déformations volumiques du tissucisaillement [9].

inéaires résultant des impacts de la tête sont corréléesux changements de pression intracrânienne (Lissner et al.).’autres études menées par le même groupe ont déterminé

es niveaux d’accélération de la tête nécessaires pour uneommotion cérébrale. Ces données ont ensuite été regrou-ées pour développer la courbe de tolérance de Waynetate, qui a été utilisée comme base pour le Head Injury Cri-erion (HIC). Ces relations corrélaient le risque de blessurevec l’amplitude de l’accélération linéaire sur une duréepécifique.

Les études expérimentales de Gennarelli et al., Hirsht al., et Ommaya et al., ont toutefois montré que’accélération angulaire est plus dommageable pour leerveau que l’accélération linéaire. Dans le cas de bles-ures induites par rotation, des cinématiques telles que’accélération angulaire, la vitesse de rotation et la duréee l’accélération ont été identifiées comme les principauxéterminants de la gravité des lésions cérébrales diffuses.n 2003, Gennarelli et al. ont rapporté une relation théo-ique entre l’augmentation de l’accélération rotationnellet la sévérité de la blessure d’une légère commotion céré-rale par une lésion axonale diffuse sévère.

.2.3. Tolérance de l’accélération de rotationt de la durée en fonction des blessuresa série d’études la plus complète sur l’accélération rota-ionnelle en tant que mécanisme de commotion cérébrale até menée par Ommaya et al. dans les années 1960 en uti-isant un modèle de blessure des primates. Ces études onteconnu que l’accélération de rotation maximale de la têtetait significativement corrélée avec la production de com-otions cérébrales et ont également souligné l’importancees accélérations rotationnelles sur une fenêtre de duréepécifique. Cela a finalement conduit à la formation deourbes de tolérance aux blessures concomitantes qui


ncluaient l’accélération et la durée de rotation de la tête.Cependant, comme indiqué ci-dessus, la détermination

es blessures dans ces études comprenait des résul-ats qui sont susceptibles d’être plus sévères que ce


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ui est considéré comme une commotion cérébrale dans’environnement contemporain.

Ces résultats comprennent la perte de réponse à unorceau de pomme, perte de réponse au pincement de

’oreille, apnée supérieure à 3 s suivie de respirationsentes irrégulières et bradycardie. Certains de ces symp-ômes (par exemple l’apnée et la bradycardie) sont plusommunément associés à de graves blessures à la tête poures diagnostics contemporains. Les résultats pathologiquesacroscopiques de ces échantillons comprenaient des frac-

ures du crâne, des hématomes épiduraux et sous-durauxassifs, une hémorragie sous-arachnoïdienne, une hémorra-

ie intraventriculaire et de multiples contusions cérébrales.’autres études portant sur la tolérance aux traumatismesrâniens dus à l’accélération rotationnelle ont égalementorté sur des sévérités plus élevées, y compris la lésionxonale diffuse.

Toutefois, la tolérance aux blessures à la tête due à’accélération rotationnelle mérite d’être examinée de nou-eau, en raison de préoccupations croissantes au sujet deserturbations comportementales et émotionnelles résultant’une exposition unique ou répétée à des événements com-otionnels. Ceci est particulièrement pertinent dans le

adre des sports de contact et de collision, où les parti-ipants peuvent être exposés à des centaines d’expositionsu cours d’une saison. Une autre étude récente a révélé quea majorité des commotions cérébrales (> 90 %) résultante la participation au football américain ont été classéesomme relativement mineures selon plusieurs évaluationsliniques. Des rapports récents ont indiqué que des déficitsognitifs chroniques peuvent survenir même en l’absence’un dysfonctionnement neurologique franche. Ces rap-orts sont particulièrement préoccupants compte tenu desmplications à long terme des expositions répétées auxraumatismes concomitants, y compris un risque accru deroubles neuropsychiatriques, de dysfonctionnement cogni-if et de maladie neurodégénérative.

Comprendre la tolérance biomécanique de la commotionérébrale en termes de cinématique de la tête mesurablest d’une importance cruciale maintenant en raison de laeconnaissance clinique accrue des incapacités cognitives etmotionnelles chroniques provenant d’événements conco-itants ou sous-concomitants uniques ou répétés.

.3. Eléments de physiopathologie [10]

’une des caractéristiques de la commotion cérébrale estue les signes et les symptômes neurologiques sont trans-is au cerveau après la force biomécanique en l’absencee lésions neuronales macroscopiques. En général, cela

été interprété comme une lésion principalement fonc-ionnelle ou microstructurale du tissu neural. Une lésiononctionnelle peut se référer à des perturbations de laonction cellulaire ou physiologique, y compris, mais sans’y limiter, des changements ioniques, des changementsétaboliques ou une neurotransmission altérée. Une lésionicrostructurale se réfère à des changements physiques qui

e sont pratiquement pas visibles sur la tomodensitométrie,


ais qui peuvent maintenant être détectables par desechniques d’imagerie avancée (comme l’imagerie par réso-ance magnétique de diffusion — pour délimiter les signes deésion axonale). Une autre caractéristique importante de la

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igure 2. Cascade neurométabolique suivant une commotionérébrale.

ommotion cérébrale liée au sport est le potentiel de trau-atismes cérébraux légers répétés au cours d’un événement

portif, une saison ou même une vie. La neurobiologie dease de la commotion ou traumatisme crânien léger a étélucidée sur des modèles animaux. Elle est cependant delus en plus corroborée dans les études humaines et a étéécrite comme une cascade neurométabolique impliquantes défis bioénergétiques, des altérations cytosquelettiquest axonales, des altérations de la neurotransmission et uneulnérabilité à la mort cellulaire retardée, ainsi qu’un dys-onctionnement chronique.

Le flux ionique initial et la libération de glutamatentraînent des demandes énergétiques importantes et uneériode de crise métabolique pour le cerveau blessé. Ceserturbations physiologiques peuvent maintenant être liéesux caractéristiques cliniques de la commotion cérébrale,

compris les symptômes migraineux, la vulnérabilité auxlessures répétées et les troubles cognitifs.

.4. Physiopathologie aiguë

.4.1. Flux ionique et libération de glutamateiguëes premières études ont démontré que les lésions bio-écaniques entraînent un flux ionique et une libération

ndiscriminée de glutamate en phase hyper aiguë. L’effluxe potassium, et l’afflux de sodium et de calcium, se pro-uisent en raison de la mécanoporation des membranesipidiques (création de défauts membranaires sublétaux par’intermédiaire d’une agression traumatique) au niveau cel-ulaire. Le flux ionique initial et la dépolarisation peuventlors déclencher des canaux ioniques voltage-dépendantsu ligand-dépendants, créant un état diffus de type

dépression-étalement » qui peut être le substrat biolo-ique pour des déficiences post-commotionnelles très aiguësFig. 2 et 3).

.4.2. Crise de l’énergie


ans un effort pour restaurer l’homéostasie ionique etellulaire, les pompes ioniques membranaires nécessitant’ATP se transforment en surmultiplication, entraînant



Physiopathologie de la commotion cérébrale du sportif : mise au point 5

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nLàdcqiddla génération du mPTP, avec un influx consécutif de solutéet un dysfonctionnement mitochondrial/mort. Des espècesréactives de l’oxygène sont générées et entraînent des

Figure 3. Diagramme des processus biologiques cellulaires aigus

une hyperglycoloyse, une diminution relative des réservesd’énergie intracellulaires et une augmentation de l’ADP.Dans les phases très précoces, cette demande accrued’énergie survient dans un contexte de débit sanguincérébral normal ou réduit, entraînant un désaccouplementou un déséquilibre entre l’offre et la demande d’énergie.

Le flux de calcium intracellulaire, qui se produit tôt etpeut persister plus longtemps que d’autres perturbationsioniques, est absorbé par la séquestration du calcium dansles mitochondries. Cependant, cette solution à court termepeut entraîner une dysfonction mitochondriale, exacerberles problèmes de métabolisme oxydatif et aggraver la criseénergétique cellulaire.

En plus des perturbations de l’énergie aiguë, l’étatréducteur-oxydant intracellulaire est modifié. Cela met unstress supplémentaire sur le système par des radicaux libresnéfastes générateurs et des voies métaboliques changeantesqui peuvent entraîner des déficiences plus durables et ouvrirla voie à la vulnérabilité à des blessures répétées, ce quiest particulièrement pertinent pour le contexte clinique descommotions cérébrales.

Après une période initiale d’hyperglycolyse et de décou-plage métabolique, les taux métaboliques du glucosepassent dans un état de métabolisme altéré pouvant durerjusqu’à 7—10 jours chez les animaux adultes et sont asso-ciés à des troubles du comportement dans l’apprentissagespatial. La durée de cette période hypométabolique semblevarier avec l’âge, les animaux plus jeunes présentant despériodes plus courtes (3 jours) d’altération. Les change-ments post-traumatiques du métabolisme peuvent êtremédiés par une altération de l’expression génique et une


régulation enzyme/transporteur.d

nant après une commotion cérébrale.

.4.3. Dommages cytosquelettiqueses forces biomécaniques transmises aux neurones et à lalie peuvent endommager les composants microstructurauxélicats et complexes, y compris les arbres dendritiques,es axones et les processus astrocytaires. Après le fluxalcique intra-axonal, les bras latéraux du neurofilamenteuvent être phosphorylés et s’effondrer, entraînant uneerte d’intégrité structurale dans les axones. La rupturees microtubules due à l’étirement axonal peut interférervec le transport axonal bidirectionnel, isoler potentielle-ent la synapse, diminuer la neurotransmission normale etans les cas graves, entraîner une déconnexion axonale. Destudes plus récentes ont montré que les points d’ancrage duytosquelette dans la membrane cellulaire, véhiculés pares protéines telles que les intégrines, peuvent représenterne cible moléculaire primaire de lésion traumatique à laois dans les neurones et les cellules vasculaires.

Une étude de 2016 [11] a fait le point sur les méca-ismes des lésions axonales lors de traumatisme (Fig. 4).’étirement mécanique conduit à l’ondulation de l’axone et

l’activation de diverses voies de blessure. La mécanisationirecte des membranes et l’ouverture des canaux d’échangeonduisent à l’afflux de calcium. Cela active les calpaïnes,ui dégradent les protéines structurelles. Les cytokines pro-nflammatoires ont de larges effets, y compris l’initiatione la protéolyse médiée par la caspase et le recrutemente la microglie. L’influx de calcium déclenche également


ommages oxydatifs. Les neurofilaments compactes et les




Figure 4. Résumé des mécanismes moléculaires et des cibles thérapeutiques dans les lésions axonales traumatiques (TAI) [11]. Notez quebien que les canaux NMDA soient montrés sur l’axone pour la simplicité, la plupart sont localisés sur les dendrites et les épines dendritiqueset les canaux axonaux sont en minorité. TDP43 : protéine de liaison à l’ADN de réponse transactive 43 kDa (une protéine de transportdes pores nucléaires, dont la méslocalisation et l’agrégation cytoplasmiques sont associées à l’encéphalopathie traumatique chronique, ladémence frontotemporale et la sclérose latérale amyotrophique). Le récepteur NMDA, un récepteur de glutamate/canal ionique qui est unc tochot ent m

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anal pour le flux d’ions calcium. mPTP : pore de perméabilité miissulaire, cela permet un afflux de soluté, conduisant à un gonflem

rotéines aberrantes, y compris TDP43 et les fibrilles amy-oïdes s’accumulent. Les microtubules sont fracturés ; cecionduit à une altération du transport axonal avec un défaute délivrance de nicotinamide mononucléotide adénylyl-ransférase 2 (NMNAT2) et une dégénérescence consécutivee Waller. Les signaux Eat-Me incluant la phosphatidylsé-ine sont externalisés et peuvent initier la phagoptose deseurones stressés par la microglie.

.4.4. Neurotransmission altéréees changements dans la neurotransmission excitatrice et

nhibitrice ligand-dépendante ont été rapportés après lésionraumatique cérébrale expérimental in vivo. Des altérations


e la composition et de la fonction des sous-unités dulutamate (N-méthyl-D-aspartate NMDA) récepteur ont étéapportées à la suite d’une lésion traumatique cérébraleans le cerveau immature et le cerveau mature. Les

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ndriale (lorsqu’il est induit dans les mitochondries par une lésionitochondrial et à la mort).

onséquences fonctionnelles de la modification de la sous-nité NMDAR chez les ratons en développement ont étéécrites comme interférant avec la plasticité développe-entale normale, l’électrophysiologie et la mémoire. Chez

es rats adultes, des modifications du NMDAR ont égalementté associées à des altérations fonctionnelles, y comprises profils différentiels de flux de calcium, une activationrécoce du gène et une phosphorylation/activation desolécules de transduction du signal en aval telles que CaM-II (protéine kinase II calcium/calmoduline dépendante),RK (kinase liée au signal extracellulaire), CREB (protéinee liaison de l’élément de réponse cAMP) et BDNF (facteureurotrophique dérivé du cerveau).

L’équilibre excitateur-inhibiteur après lésion peut égale-ent être perturbé par des modifications de la neurotrans-


ission inhibitrice impliquant le GABA et ses récepteurs.es études ont montré de facon constante l’abandon des

nterneurones GABAergiques hilaires suite à une lésion par


IN PRESSModele +

e au point 7

Tableau 1 Perturbations physiologiques après unecommotion cérébrale et corrélations cliniques proposées.

Physiopathologiepost-commotioncérébrale

Symptôme aigu/cliniquecorrespondante

Flux ionique Migraine, phonophobie,photophobie

Crise énergétique Vulnérabilité au secondimpact

Lésion axonale Altération cognitive,ralentissement, altération dutemps de réaction

Neurotransmissionaltérée

Altération cognitive,ralentissement, altération dutemps de réaction

Activationprotéase,dommages cytos-quelettiques,

Atrophie chronique,développement dedéficiences persistantes

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ARTICLESCISPO-3296; No. of Pages 14

Physiopathologie de la commotion cérébrale du sportif : mis

percussion latérale (FPI) chez des rats adultes. Dans uneétude récente axée sur l’augmentation de l’apprentissagebasé sur la peur, un modèle putatif de vulnérabilité post-lésion traumatique cérébrale pour développer des troublesanxieux et/ou de stress post-traumatique (PTSD), desniveaux réduits de GAD67, l’enzyme biosynthétique duGABA, ont été rapportés dans l’amygdale. L’amygdale estune structure critique impliquée dans le développement del’apprentissage aberrant basé sur la peur dans des modèlesanimaux mais aussi dans certaines études humaines.

1.4.5. InflammationUn peu négligé dans les études aiguës de traumatismecrânien léger, les changements dans les marqueurs inflam-matoires ont été bien rapportés dans un traumatismecrânien plus grave. Après un traumatisme crânien, il y a uneactivation et une infiltration de microglies, en particulierdans les modèles corticaux d’impact.

Des études plus récentes suggèrent que les changementsinflammatoires sont également déclenchés par un trauma-tisme crânien léger. Chez les adultes et les rats immatures,les études sur les puces à ADN font état d’une forte régula-tion à la hausse de la cytokine et des gènes inflammatoiresaprès traumatisme crânien. L’activation microgliale aprèslésion par percussion latérale chez l’adulte, avec ou sansexposition au paraquat pesticide, a été associée à deslésions de la substance noire et impliquées dans le risqueaccru de parkinsonisme après traumatisme crânien. Desmodifications neuroinflammatoires similaires ont égalementété rapportées en phase subaiguë en l’absence de déficitscomportementaux dans une étude différente. Une théoriereliant la libération du glutamate et l’activation des récep-teurs immunitaires au stress oxydatif et potentiellement àune lésion cellulaire ultérieure a été proposée et appelée« immunoexcitotoxicité ».

1.4.6. Mort cellulaireLes modèles de traumatisme crânien léger ont généralementmontré peu de mort cellulaire, même dans les milieux oùdes troubles cognitifs mesurables sont décrits. Cependant,les conséquences des traumatismes crâniens bénins répé-tés sont moins bien décrites — les altérations fonctionnellessemblent être plus grandes que les traumatismes crânienssimples dans la plupart des modèles, ce qui soulève la pos-sibilité de changements structurels à plus long terme, bienque des études examinant les lésions axonales chroniqueset/ou l’atrophie fassent défaut.

On ne sait pas si les changements structurels chroniquespeuvent évoluer sur des périodes plus longues après mêmeune blessure légère. Cependant, après un seul traumatismecrânien modéré/sévère chez le rat adulte, une atrophiecérébrale et hippocampique continue a été décrite, demême que des pertes chroniques de neurones dopaminer-giques dans la substance noire. L’évolution chronique dela lésion a également été décrite après une seule lésiond’impact cortical contrôlé (CCI) chez les animaux adultes.Des souris immatures (P7) montrent une apparition tardive


de déficits cognitifs et une perte de tissu après une seuleCCI, mais d’autres études utilisant un seul FPI chez des ratsen développement (P19) n’ont montré aucune perte neuro-nale significative de l’hippocampe ou corticale.

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mort cellulaire

Les perturbations physiologiques dans les suites d’uneommotion cérébrale peuvent être corrélées aux signes cli-iques selon le Tableau 1.

.5. Physiopathologie chronique

es preuves des séquelles chroniques des commotions céré-rales répétées ont longtemps été associées aux étudesathologiques des boxeurs (Fig. 5). Plus récemment, destudes de cas d’athlètes de sport de contact ont montré àa fois une pathologie macroscopique et microscopique qui

été attribuée à une exposition répétée à des chocs conco-itants. Dans ces cas plus récents, le dépôt de la protéine

au agrégée a été rapporté comme la caractéristique patho-ogique de la maladie appelée maintenant encéphalopathieraumatique chronique (ETC).

.5.1. Crise énergétique, activation desrotéases et mort cellulairees altérations aiguës du métabolisme cellulaire ont décrites problèmes dans les voies glycolytiques et oxydatives.’excès de flux de calcium est séquestré dans les mitochon-ries, mais entraîne alors une diminution de la capacitéxydative qui peut déborder dans la période subaiguëjours—semaines). Les sports de contact ou de collisionont distincts de la plupart des traumatismes liés au trau-atisme crânien léger accidentels en raison de l’objectif

nhérent de retourner à l’activité à risque de contact.a survenue d’un traumatisme cérébral répété avant leétablissement complet d’un premier traumatisme cérébraléger peut mettre en jeu des perturbations métaboliqueslus durables pouvant déclencher l’activation des protéasesntracellulaires et la cascade qui entraîne la mort cellulairepoptotique.


Il est bien connu que la pathologie macroscopique obser-ée dans le cerveau des boxeurs et autres sujets exposés

des commotions répétées comprend l’atrophie corticalet hippocampique, la ventriculomégalie, le cavum septum




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igure 5. Liens entre la physiopathologie post-commotion cérébre neurodégénérescence.

ellucidum et d’autres résultats fortement évocateurs deort cellulaire chronique.

.5.2. Altération de la dégradation desrotéines et accumulation de toxinesn plus des effets de l’altération de l’énergie chroniqueomme déclencheur de l’activation de la protéase ete la mort cellulaire apoptotique, il est bien connu que’homéostasie normale des protéines cellulaires dépend’un système fonctionnel de dégradation des protéines.e système nécessite de l’énergie, de l’ubiquitine et unomplexe protéique appelé protéasome. Il existe de nom-reux exemples de maladies neurodégénératives du stressxydatif cellulaire conduisant à des protéines oxydéesui peuvent affecter les enzymes métaboliques et/ou leystème ubiquitine-protéasome. Cela pourrait entraîner’accumulation de protéines anormales/toxiques. Cesécanismes ont été impliqués dans la maladie d’Alzheimer,

es tauopathies, les synucléinopathies (maladie de Parkin-on) et la SLA, pour n’en nommer que quelques-uns. Cesiens ne sont pas surprenants en commotion cérébrale. Unectivation protéasomale précoce et prolongée a été propo-ée sur la base des résultats immunohistochimiques aprèsésion traumatique cérébrale humaine sévère par l’équipee Sakai et al. en 2014. Certaines études expérimentalesnt identifié des changements moléculaires et fonctionnelsans les protéasomes corticaux et hippocampiques aprèsésion traumatique cérébrale. Cela suggère que le dysfonc-ionnement du protéasome est un mécanisme viable comme


récurseur de la neurodégénérescence post-traumatique,ien que ces études ne mesurent pas spécifiquement’accumulation de protéines toxiques ou anormales. Unetude plus récente de Wan et al. a établi un lien entre les

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iguë et les mécanismes de déficience chronique et éventuellement

nomalies des molécules protéasomales et une apoptoseccrue après lésion traumatique cérébrale.

L’accumulation de protéines anormales a également étéapportée dans des modèles animaux de lésion traumatiqueérébrale dans de multiples circonstances.

L’agrégation et la progression des molécules toxiques ontécemment gagné en attractivité dans une série d’articlesuggérant que les oligomères tau endommagés, et nones enchevêtrements neurofibrillaires sont les moléculeséclenchantes de la propagation de la pathologie tauans la maladie d’Alzheimer. Des taux élevés de protéineau extracellulaire ont été signalés après un trauma-isme crânien humain sévère et peuvent hypothétiquementéclencher le processus de tauopathie progressive.

Sur la base de ces données, le mécanisme d’altératione l’homéostasie protéique et de dégradation après lésionraumatique cérébrale est plausible. Un tel mécanisme peutrobablement entraîner des dommages oxydatifs aux molé-ules métaboliques ou protéasomes. Il existe des preuvesue des protéines telles que l’amyloïde et la protéineau, qui s’accumulent dans les troubles neurodégénéra-ifs connus, présentent également des perturbations aprèses lésions traumatiques cérébrales cliniques et expérimen-ales.

.5.3. Dysfonction axonale chroniquen dysfonctionnement axonal peut entraîner une altéra-ion du fonctionnement cognitif et des temps de réactionalentis, soit par conduction ralentie, soit par dommages


ux réseaux cérébraux ou par déficits dans la neurotrans-ission. Ces mécanismes peuvent être détectés tôt après

a lésion cérébrale traumatique en utilisant des séquencesarticulières d’IRM fonctionnelles et de diffusion.


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Les séquences de diffusion ont également été utiliséespour détecter les anomalies de la substance blanche sub-aiguë et chronique après traumatisme cérébral léger. Lasignification clinique des changements de signal de diffu-sion dans un cadre subaiguë/chronique commence à êtrecomprise. Les altérations de la substance blanche ont étéassociées au trouble de stress post-traumatique et à ladépression dans différentes cohortes.

Alors que la déconnexion axonale après lésion trauma-tique cérébrale sévère peut certainement entraîner unedéficience cognitive, on ne connaît pas si la pathologie dela substance blanche post-commotion est due à la décon-nexion ou aux altérations de la physiologie axonale. Desdonnées récentes ont mis l’accent sur la possibilité d’unedégénérescence axonale persistante à la suite d’un trauma-tisme crânien. La myélinisation semble également protégerles axones d’un traumatisme. Avec des axones amyéliniquesplus vulnérables, ces mécanismes de lésion axonale chro-nique peuvent alors être particulièrement problématiquesdans les contextes de récidive de commotions cérébralessans délai suffisant pour la récupération entre ces blessures.

1.5.4. Syndrome du deuxième impact[12—16]Décrit pour la première fois en 1973 par Schneider chez deuxjeunes athlètes ayant souffert de syndrome commotionnelet étant décédés par la suite après avoir recus une deuxièmeblessure relativement bénigne à la tête, Sanders et Haraughont inventé le terme « syndrome du deuxième impact » dansleur description d’un joueur de football américain de 19 ansayant subi une blessure à la tête avec une brève perte deconscience, étant retourné au jeu, et ayant rapporté descéphalées incoercibles avant de décéder. L’examen post-mortem n’a révélé qu’aucun espace n’était libre, occupépar la présence d’un hématome et d’un œdème cérébralétendu . . . Le syndrome du deuxième impact est une blessuredévastatrice qui affecte principalement les enfants spor-tifs et les jeunes adultes. Il se produit lorsqu’une deuxièmecommotion survient avant que les symptômes de la premièrecommotion n’aient été résolus. Un œdème cérébral diffusprovoque des résultats catastrophiques. Les rapports sur lesyndrome du second impact sont peu nombreux. Certainsaffirment que le syndrome du second impact est simplementun gonflement cérébral diffus sans lien avec la premièrecommotion cérébrale.

Plusieurs mécanismes du syndrome du second impact ontété proposés.

Bey et al. ont proposé que l’œdème diffus après ledeuxième coup mène à la compression du parenchyme etdu système vasculaire, provoquant une lésion cérébrale glo-bale.

Un mécanisme plus largement accepté est que le systèmevasculaire du cerveau perd sa capacité d’autorégulationaprès la première lésion cérébrale traumatique. Cettedésautorégulation conduit à un œdème cérébral et à unengorgement du système vasculaire après le second choc,car le cerveau ne peut pas compenser l’œdème en diminuant


le flux sanguin.Un autre mécanisme suggéré est que les forces de

cisaillement de la commotion cérébrale conduisent àune lésion axonale, et l’effet est encore amplifié par de

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PRESS point 9

ultiples coups portés à la tête. Les commotions multipleseuvent causer des perturbations métaboliques dans leerveau qui le rendent vulnérable à d’autres blessures. Ceserturbations comprennent un métabolisme accru condui-ant à la formation de radicaux libres et à des dommages desellules neuronales. Un marqueur du métabolisme élevé, le-acétylaspartate, semble être un marqueur possible pourvaluer la résolution de la commotion cérébrale.

Des anomalies métaboliques à la suite d’une commo-ion cérébrale peuvent laisser le cerveau plus vulnérable à’autres blessures.

.5.5. Conséquences à court et long termees commotions cérébrales [17—20]

court terme, comme nous l’avons vu ci-dessus la prin-ipale complication est le risque du syndrome du secondmpact. D’autres complications sont à envisager comme deslessures, du fait d’un état de conscience non optimale, ouien une nouvelle commotion cérébrale provoquant un syn-rome post commotionnel prolongé, voir une sensibilité à laécidive commotionnelle.

À plus long terme, des troubles neuro psychiatriques sont craindre. La démence pugilitisque, inventée en 1937 parillspaugh, regroupe des troubles cognitifs associés à unetaxie et à un syndrome parkinsonien. Cette entité a étéécrite en 3 stades suite aux conséquences de la boxe dont’étude initiale a rapporté le « punch drunk » en 1928 parartland. Le premier stade comprend des troubles affectifst psychiatriques, le deuxième une sociopathie, des troublesomportementaux et un syndrome parkinsonien débutant,nfin le troisième stade est définit par une atteinte cog-itive qui mène à la démence comprenant un syndromearkinsonien sévère avec des troubles de l’équilibre. L’étudeacroscopique et microscopique de cerveaux de boxeur

etraités décédés a constaté notamment des augmenta-ions de taille des ventricules, des atrophies corticalest cérébelleuses, une pâleur de la substance noire, deségénérescences neurofibrillaires autour des vaisseaux duortex et des plaques amyloïdes mais presque sans lésion de’hippocampe et du cortex enthorhinal contrairement à laaladie d’Alzheimer.Le concept de CTE ou chronic traumatic encephalopa-

hy sera adopté dans le cadre de démence ou d’atteintesognitives légères, de troubles comportementaux et deépression chronique dans les suites de traumatismes crâ-iens répétés au cours de la pratique sportive.

Sur le plan rugbystique, Decq et al. ont démontré chezes rugbymen de haut niveau à la retraite que la dépressiont les céphalées chroniques étaient corrélées au nombree commotions rapportées par le joueur. Bien que le tauxe déficit cognitif léger soit observé chez ces rugbymen,eur nombre n’était pas corrélé au nombre de commotionsapportées par le joueur.

Au football américain, Guskiewicz et al. ont relevé unerévalence de maladie d’alzheimer nettement supérieure

la population américaine avec un âge de développementlus précoce. Le taux de décès de cause neurologique chez


es anciens joueurs professionnels de football américain est fois plus important que celui retrouvé dans la populationénérale. Alzheimer et maladie de Charcot sont multipliésar 4.




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igure 6. Image du neurone et des emplacements neuro-anatom

.5.6. Biomarqueurs de la commotionérébrale [21—26]epuis 2000, plusieurs études se sont attachées aux biomar-ueurs potentiels de la commotion cérébrale afin d’essayer’établir une aide diagnostique, pronostique et de suivi dans’évolution post-commotion. Une gestion précoce et adap-ée des athlètes suite à une commotion cérébrale avec desiomarqueurs pourrait leur fournir la meilleure opportunité’éviter d’autres blessures.

Papa et al. ont réalisé une revue de la littérature éva-uant 11 biomarqueurs différents (protéine S100�, protéinecide fibrillaire gliale, énolase spécifique des neurones,rotéine tau, protéine légère de neurofilament, protéineêta-amyloïde, facteur neurotrophique dérivé du cerveau,réatine kinase et la protéine de liaison aux acides grase type cardiaque (h-FABP), la prolactine, le cortisol et’albumine) dans 7 sports (boxe, football, cours à pied,ockey, basketball, cyclisme et natation). Dix études éva-uaient les biomarqueurs dans le sérum, 3 dans le liquideéphalo-rachidien (LCR) et une dans les LCR et le sérum.

Les biomarqueurs les plus étudiés sont le S100�, le plusréquemment évalué, suivi par la protéine acide fibrillaireliale (GFAP), l’énolase neuronale spécifique (NSE), la pro-éine Tau, la protéine légère de neurofilament (NFL) et larotéine amyloïde.

Les biomarqueurs du traumatisme crânien peuvent êtrelassés en fonction de leur présence et de leur abondanceans des structures neuroanatomiques spécifiques du sys-ème nerveux central telles que l’astroglie, le corps deseurones, l’axone et les terminaisons pré/post-synaptiquesFig. 6). Les biomarqueurs de la lésion peuvent égalementnclure des marqueurs inflammatoires, coagulopathiques ou


asculaires. Ce paragraphe portera sur les marqueurs biochi-iques du cerveau connus pour être libérés spécifiquement

près une blessure.

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des biomarqueurs potentiels de lésion cérébrale traumatique.

.5.7. Biomarqueurs de lésion astrogliale

.5.7.1. Le S100� (bêta)e S100� est l’un des biomarqueurs les mieux étudiés desésions cérébrales et des commotions cérébrales chez lesdultes et les enfants. Il s’agit d’une protéine liant lealcium des astrocytes qui aide à réguler les niveaux intra-ellulaires de calcium. Il est considéré comme un marqueure lésion astrocytaire. Bien qu’il ait démontré sa capacité

détecter les lésions cérébrales, il n’est pas spécifique auerveau et peut être trouvé dans des cellules non neuraleselles que les adipocytes, les chondrocytes et les mélano-ytes. La valeur clinique de S100� dans les traumatismesrâniens légers et les commotions cérébrales est controver-ée. Un certain nombre d’études ont trouvé des corrélationsntre des taux sériques élevés d’anomalies de S100� et desnormalités scanographiques chez les adultes et les enfants.alheureusement, son utilité dans le contexte de trauma-

ismes multiples reste controversée car elle est égalementlevée chez les patients traumatisés sans traumatisme péri-hérique. Plusieurs études ont révélé une augmentation desaux sériques de S100� en l’absence de traumatisme crânienhez les joueurs de football et les coureurs de marathon,t chez les individus participant à des exercices vigoureux.es taux sériques de S100� élevés ont été associés à une

ncidence accrue du syndrome post-commotionnel et à uneltération cognitive après traumatisme crânien léger. Paronséquent, des taux sériques de S100� sont associés à desnomalies IRM et à des troubles neuropsychologiques. Mais ilxiste également un certain nombre d’études qui nient cesésultats . . . L’association entre les entêtes chez les joueurse football et S100� a été évaluée dans un certain nombre’études. Dans l’article de Otto et al. douze joueurs de


ootball ont effectué vingt têtes contrôlés et n’ont mon-ré aucune augmentation des niveaux de protéines S100�.e même, les têtes contrôlés dans les études de Mussack


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et Zetterberg ont produit des élévations insignifiantes dansS100�. Cependant, ces têtes ont été effectuées dans uncadre contrôlé où la balle tombait d’une hauteur spécifiéeet touchait toujours le front. Ceci est en contraste avec unmatch de compétition dans lequel la balle peut voyager plusvite et avec plus de force, et peut frapper la tête ailleurs quesur le front. En conséquence, Stalnacke et al. ont mesuré leS100� pendant les matchs de football réels et ont constatéque les niveaux de S100� augmentaient significativementaprès un match et étaient également corrélés au nombre detêtes réalisés. La signification clinique de cette élévation nesemble pas affecter les résultats des tests d’évaluation descommotions.

Le timing de mesure de S100� est également impor-tant. Une étude récente de Shahim et al. évalué S100�chez les joueurs professionnels de hockey sur glace avantet après la commotion cérébrale à 1, 12, 36 et 144 heures.S100� a atteint un sommet au cours de la première heure,mais est seulement significativement plus élevé 1 heureaprès la commotion que la pré-saison. Les boxeurs ama-teurs ont des niveaux légèrement plus élevés de S100�dans les échantillons de LCR obtenus par ponction lom-baire après un combat mais pas à long terme. La techniqued’analyse de S100� est un autre facteur important de dis-cordances dans les résultats de différentes études. Lorsqueles niveaux sériques de S100� du Liaison Sangtec 100 TM

(dosage immuno-enzymatique) ont été comparés à Elec-sys S100 TM (Roche Diagnostics, Mannheim, Allemagne), lesconcentrations de S100� étaient différentes entre les deuximmunodosages.

1.5.7.2. Glial fibrillary acid protein (GFAP)GFAP est un biomarqueur prometteur dérivé du gliome spé-cifique au cerveau pour les lésions traumatiques cérébraleslégères chez les adultes et les enfants. GFAP est libérédans le sérum après une lésion traumatique cérébrale dansl’heure suivant la blessure et reste élevé pendant plu-sieurs jours après le traumatisme. Contrairement à S100�, laGFAP est élevée chez les patients commotionnés avec unelésion axonale comme en témoigne l’IRM 3 mois après lalésion. Chez les adultes et les enfants, les taux sériques deGFAP distinguent les patients commotionnés des patientstraumatisés sans lésion traumatique cérébrale et permetde détecter les lésions intracrâniennes sur scanner avecune sensibilité de 94—100 %. En outre, GFAP surpasseS100� dans la détection des lésions scannographiques dansle cadre de traumatismes multiples lorsque des fracturesextracrâniennes sont présentes. GFAP prédit égalementla nécessité d’une intervention neurochirurgicale chez lespatients atteints de lésions cérébrales traumatiques légères.Bien que le GFAP ait été étudié sur les lésions cérébralesdepuis les années 1990, ce n’est que récemment qu’il aété évalué dans le sérum après un traumatisme, plus spé-cifiquement chez les enfants, et dans les sports. À ce jour,la performance de GFAP a été bien meilleure (plus précisedans la détection des blessures) chez les patients traumati-sés présentant une lésion cérébrale traumatique légère auservice d’urgence par rapport aux études réalisées chez les


athlètes. Cette divergence peut provenir du moment du pré-lèvement sanguin par rapport au moment de la lésion ou dutype de test utilisé. Dans les études avec des patients trau-matisés, des échantillons ont été prélevés en 4—6 heures et

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PRESS point 11

lus. Cependant, chez les athlètes, les échantillons ont ten-ance à être prélevés plus tard, de quelques jours à quelquesois. Le LCR de 30 boxeurs olympiques et de 25 témoins ont

té mesurés dans les 6 jours suivant un combat, puis à nou-eau après une période de repos d’au moins 14 jours. Lesoncentrations de GFAP et de S100� étaient significative-ent augmentées après la boxe par rapport aux témoins.ependant, les concentrations de GFAP (mais pas de S100�)ont restées élevées après la période de repos. Cela sou-igne l’importance de comprendre le profil temporel desiomarqueurs utilisés dans les études.

.5.8. Biomarqueurs de lésions neuronales

.5.8.1. Enolase spécifique de neurone (NSE)e NSE est l’un des cinq isozymes de l’enzyme énolaseycolytique trouvée dans les corps cellulaires neuronauxentraux et périphériques. Il a été montré être élevé aprèsne lésion cellulaire. Il est également présent dans lesrythrocytes et les cellules endocrines et a une demi-vie bio-ogique de 48 heures. Cette protéine est libérée passivementans l’espace extracellulaire seulement dans des conditionsathologiques pendant la destruction cellulaire. Plusieursapports sur les mesures sériques du NSE après lésion céré-rale traumatique légère ont été publiés. Un grand nombree ces études contenaient des groupes de témoin inadéquatsu ont conclu que le NSE sérique avait une utilité limitéeomme marqueur des lésions neuronales. Les niveaux pré-oces des concentrations de NSE et de la protéine de base dea myéline (MBP) ont été corrélés avec les résultats chez lesnfants, en particulier chez les enfants de moins de 4 ans.ne des limites du NSE est l’apparition de résultats fausse-ent positifs dans l’hémolyse. Zetterberg et al. ont mesuré

100� et NSE après 2 mois de non-participation à la boxe etnt constaté que le NSE a montré une désintégration prolon-ée chez les boxeurs qui ont été exposés à des traumatismesrâniens répétitifs et très fréquents durant la majeure partiee l’année. Dans deux études menées par Stalnacke et al.,es échantillons de sang ont été prélevés avant et après lesatchs de compétition et ont révélé que les deux S100B etSE étaient augmentés après le match. Le NSE n’était pas

iée au nombre de têtes réalisés et d’autres événementsraumatiques, alors que le S100� l’était. En revanche, dans’étude de Shahim sur les joueurs de hockey avant la saisont jusqu’à 144 heures après les commotions cérébrales, leSE est resté aux niveaux d’avant la saison et n’a été signi-cativement élevée à aucun moment après une commotionérébrale.

.5.8.2. Hydrolase C-terminale de l’ubiquitineUCH-L1)’UCH-L1 est un biomarqueur, actuellement en cours’investigation, prometteur pour les lésions cérébrales trau-atiques. UCH-L1 a déjà été utilisé comme marqueur

istologique pour les neurones en raison de sa grandebondance et expression spécifique. Cette protéine jouen rôle important dans l’élimination des protéines exces-ives, oxydées ou mal repliées dans les conditions normalest pathologiques des neurones. Des études chez l’homme


vec lésion cérébrale traumatique sévère ont confirmé, entilisant l’analyse Elisa, que la protéine UCH-L1 est signifi-ativement élevée dans le LCR humain et est détectable trèsôt après la lésion. Les études chez les patients avec lésions


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érébrales traumatiques sévères ont montré une très bonneorrélation entre le LCR et les taux sériques. Des augmenta-ions du sérum UCH-L1 ont également été observées chezes enfants présentant une lésion cérébrale traumatiqueodérée et sévère. Notamment, des niveaux élevés de UCH-

1 sont détectables dans le sérum des patients ayant uneésion cérébrale traumatique légère dans l’heure suivant lalessure et semblent discriminer les patients commotion-és de patients traumatisés non blessés et non blessés àa tête (blessures orthopédiques ou traumatisme automo-ile sans traumatisme crânien). Une poignée d’études ontontré que les taux sériques d’UCH-L1 étaient significati-

ement plus élevés chez les patients présentant des lésionsntracrâniennes au scanner que chez ceux sans lésion, eteaucoup plus élevés chez ceux nécessitant une interventioneurochirurgicale.

.5.9. Biomarqueurs de lésion axonale

.5.9.1. Alpha-II Spectrin’alpha-II-spectrine (280 kDa) est le principal composanttructurel du cytosquelette de la membrane corticale et estarticulièrement abondant dans les axones et les terminai-ons présynaptiques. Il est également un substrat majeurour les deux protéases de cystéine et de calpaïne. Unearactéristique de l’apoptose et de la nécrose est le clivagerécoce de plusieurs protéines cellulaires par les caspasesctivées et les calpaïnes. Une signature de l’activation dea caspase-3 et de la calpaïne-2 est le clivage de plusieursrotéines communes telles que l’�II-spectrine cytosquelet-ique. Des niveaux de produits de dégradation spectrineSBDP) ont été rapportés chez des adultes atteints de lésionérébrale traumatique sévère. L’évolution dans le temps deBDP150 et de SBDP145 (marqueurs de nécrose) à média-ion par la calpaïne diffère de celle de SBDP120 médiée para caspase-3 (marqueur de l’apoptose). Il a été démontréue les valeurs moyennes de SBDP mesurées dans le liquideéphalo-rachidien au début de la lésion étaient corréléesvec la gravité de la lésion, les résultats du scanner et lesésultats à 6 mois après le traumatisme. SBDP145 sérique agalement été mesurée chez les enfants atteints de lésionérébrale traumatique. Les taux étaient significativementlus élevés chez les sujets présentant un traumatisme crâ-ien modéré et sévère que chez les témoins (mais pasn lésion cérébrale traumatique légère). Cependant, plusécemment, les taux sériques de SBDP150 ont été examinéshez des patients atteints de lésion cérébrale traumatiqueégère et ont montré une association significative avec desesures aiguës de la gravité des blessures, telles que le

core de Glasgow (GCS), les lésions intracrâniennes sur scan-er et l’intervention neurochirurgicale.

Dans cette étude, les taux sériques SBDP150 étaienteaucoup plus élevés chez les patients souffrant d’un trau-atisme cérébral léger ou d’une commotion cérébrale que

hez les autres patients traumatisés qui n’avaient pas subie traumatisme crânien. Le fragment N-terminal de la Spec-rine Alpha-II (SNTF) est un fragment NH2-terminal (NTF)’environ 150 kDa d’a-spectrine qui est clivé par la calpaïne


ar protéolyse.Dans une petite étude pilote, les taux plasmatiques de

NTF étaient détectables chez les patients ayant une lésionérébrale traumatique légère dans les 24 heures suivant la

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PRESSJ.P. Hager, F. Girard

ésion et correspondaient à des différences significatives’anisotropie fractionnelle et au coefficient de diffusionpparent dans le corps calleux et le fasciculus uncinateesurés par IRM de diffusion.Des niveaux élevés de SNTF ont également été associés

u développement de symptômes post-commotionnel chezes joueurs de hockey professionnels par rapport aux joueursui n’ont pas été commotionnés, ou dont les symptômes deommotion cérébrale se résolvaient rapidement. Il y avaitne augmentation des concentrations de SNTF de 1 heure

144 heures après la commotion cérébrale chez les joueursui présentaient des symptômes persistants.

.5.10. La protéine Tauprès une commotion cérébrale, les axones semblent être

es plus susceptibles d’être endommagés. La protéine Taust une protéine intracellulaire, associée aux microtu-ules, hautement enrichie en axones et impliquée dans’assemblage de faisceaux de microtubules axonaux. Taust un biomarqueur intéressant car les dommages céré-raux cumulatifs causés par des commotions simples,pisodiques ou répétitives peuvent provoquer le développe-ent d’une tauopathie (accumulation marquée d’astrocytes

au-immunoréactifs) et d’encéphalopathie traumatiquehronique (CTE). Les dépôts de Tau sont également retrou-és dans le cerveau de personnes atteintes d’Alzheimer, bienue la distribution soit différente.

La déficience neurologique permanente est une pré-ccupation sérieuse pour les athlètes qui souffrent deraumatismes crâniens répétitifs puisque les coups concomi-ants et sous-commotionnels peuvent être significativementommageables. Une revue systématique récente a montréue les biomarqueurs (tels que Tau, GFAP et NSE) peuventester même après que les athlètes ne participent plus àeur sport pendant plus de 2 mois. On peut observer cetteaisse prolongée chez les boxeurs, même sans symptômesnamnestiques ou cliniques d’une commotion cérébrale ou’une lésion cérébrale traumatique.

Les lésions Tau sont liées à une perturbation axonale etau est étudiée en tant que biomarqueur potentiel d’uneésion du système nerveux central (SNC). Dans la littératureur les traumatismes, il y a, cependant, des incohérencesans les performances de Tau sous la forme de Tau clivéeC-Tau), de Tau total (T-Tau) et de Tau phosphorylée (P-Tau).es études initiales évaluant Tau dans le LCR en lésion céré-rale traumatique sévère étaient corrélées avec le résultatlinique, mais ces résultats ne se sont pas vérifiés dans leang périphérique ou dans une lésion cérébrale traumatiqueégère, où Tau était un mauvais prédicteur des lésions sca-ographiques et du syndrome post-commotionnel. En 2013,eselius et al. ont mesuré Tau dans le plasma et ont constatées niveaux significativement augmentés après un combate boxe olympique par rapport aux niveaux de contrôle quint diminué au fil du temps. Ces élévations étaient chez lesoxeurs qui ne présentaient aucun symptôme de commotionérébrale. De plus, en 2012, lorsque les concentrations deau dans le LCR ont été examinées dans ce même groupe de


oxeurs, il y a eu des augmentations significatives de Tau,ais il n’y avait pas de corrélation entre plasma et LCR-Tau.Zetterberg et al. ont trouvé que les niveaux de T-Tau dans

e LCR dans les 10 jours d’un combat étaient élevés chez


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les boxeurs amateurs qui avaient recu beaucoup de coups(> 15) ou de coups très forts à la tête ainsi que chez lesboxeurs qui rapportaient peu de coups. Plus récemment,une étude des joueurs de hockey professionnels a montréque le sérum T-Tau était plus performant que le S-100B et leNSE dans la détection d’une commotion cérébrale une heureaprès la blessure et significativement plus élevé dans leséchantillons post-commotionnels. T-Tau à 1 heure après unecommotion cérébrale était également en corrélation avec lenombre de jours nécessaires pour résoudre les symptômesde commotion cérébrale. En conséquence, le T-Tau est restésignificativement élevé à 144 heures chez les joueurs présen-tant des symptômes post-commotionnels (PCS) durant plusde 6 jours par rapport aux joueurs avec PCS pendant moinsde 6 jours.

Les incohérences dans toutes ces études sont multifacto-rielles et incluent la variabilité dans les essais de Tau utilisés(sensibilités et spécificités différentes), la variabilité dans letype et la mesure des résultats, et le moment de la collectede l’échantillon.

1.5.10.1. NeurofilamentsLes neurofilaments sont des composants hétéropolymé-miques du cytosquelette neuronal constitués d’un squelettede sous-unités de neurofilaments légers (NFL-L) de 68 kDaavec des bras latéraux de 160 kDa (NFL-M) ou de 200 kDa(NFL-H).

Après la lésion cérébrale traumatique, l’afflux de cal-cium dans la cellule contribue à une cascade d’événementsqui active la calcineurine, une phosphatase dépendante ducalcium qui déphosphoryle les bras latéraux des neurofila-ments, contribuant probablement à une lésion axonale. Laprotéine du polypeptide du milieu neurofilament (NFL-M) aété évaluée dans le LCR et le sérum d’individus en bonnesanté et de patients victimes d’un AVC et d’un traumatismecrânien léger à sévère. La NFL-M était augmenté chez lespatients victimes d’un AVC et d’un traumatisme crânien.44 % des patients atteints de lésions cérébrales traumatiqueslégères présentaient une concentration de NFL-M significa-tivement plus élevée chez les patients polytraumatisés.

La NFL-H phosphorylée s’est révélée élevée dans leliquide céphalorachidien des patients adultes atteints detraumatisme crânien sévère par rapport aux témoins. Demême, la NFL-H hyperphosphorylée a également été corré-lée avec la gravité des lésions cérébrales chez les enfants.Dans une étude de Zurek et al., les niveaux de NFL-H prisdu 2e au 4e jour sont restés significativement plus élevéschez les patients ayant un mauvais pronostic par rapportaux patients ayant un bon pronostic. De plus, la NFL-H étaitsignificativement plus élevée chez les enfants présentantune lésion axonale diffuse lors du scanner initial. En consé-quence, Vajtr et al. ont comparé 10 patients avec lésionsaxonales diffuses traumatiques (DAI/TAI) à 28 patients avecdes lésions focales et ont trouvé que la NFL-H sérique étaitbeaucoup plus élevée chez les patients avec DAI/TAI plusde 10 jours après l’admission. Les taux sériques de NFL-Hétaient les plus élevés du quatrième au dixième jour dans lesdeux groupes. Dans une petite étude pilote sur les patients


ayant une lésion cérébrale traumatique légère, les taux deNFL-H phosphorylée (pNFL-H) étaient plus élevés chez lespatients ayant une lésion cérébrale traumatique légère quechez les témoins sains et étaient élevés chez les sujets avec

PRESS point 13

es scanners positifs mesurés à j+1 après la blessure maisas à j+3. La NFL-L s’est également révélée élevée dans leCR chez les boxeurs amateurs ayant subi une lésion céré-rale traumatique légère à la suite d’un combat mesuréprès une ponction lombaire. Les niveaux étaient associésu nombre de coups recus à la tête, ainsi qu’à des estima-ions subjectives et objectives. En outre, la NFL est restéelevée après une période de repos d’au moins 14 jours dansn sous-groupe de boxeurs.

Les études examinées évaluant les biomarqueurs poten-iels des lésions traumatiques cérébrales, et plus particu-ièrement les commotions cérébrales, sont prometteuses etourraient fournir aux cliniciens et aux professionnels de laédecine du sport des renseignements sur le diagnostic, leronostic et la surveillance du rétablissement.

. Conclusion

a commotion cérébrale est donc une pathologie de physio-athologie complexe et probablement encore partiellementéconnue. Le diagnostic clinique immédiat est souvent dif-cile notamment au bord du terrain. L’utilisation de la vidéost une aide diagnostique qui devient indispensable danse nombreux sports de contact. L’éducation des sportifs etes entraineurs est primordiale afin de reconnaître préco-ement les symptômes, imposer un retrait du jeu immédiatt une consultation médicale dans les meilleurs délais, eturtout éviter un syndrome du deuxième impact dont lesonséquences peuvent être dramatiques.

L’utilisation systématisée du dosage des biomarqueurs dea commotion cérébrale devrait aider rapidement les prati-iens dans leur démarche diagnostique et thérapeutique.

éclaration de liens d’intérêts

es auteurs déclarent ne pas avoir de liens d’intérêts.

éférences

[1] Aubry M, Cantu R, Dvorak J, Graf-Baumann T, Johnston K, KellyJ, et al. Summary and agreement statement of the first Inter-national Conference on Concussion in Sport, Vienna 2001. Br JSports Med 2002;36(1):6—7.

[2] McCrory P. Summary and agreement statement of the 2nd Inter-national Conference on Concussion in Sport, Prague 2004. Br JSports Med 2005;39(Supplement 1):i78—86.

[3] McCrory P, Meeuwisse W, Johnston K, Dvorak J, Aubry M, MolloyM, et al. Consensus Statement on Concussion in Sport: the 3rdInternational Conference on Concussion in Sport held in Zurich,November 2008. Br J Sports Med 2009;43(Suppl 1):i76—84.

[4] McCrory P, Meeuwisse W, Aubry M, Cantu B, Dvorak J, Echemen-dia R, et al. Consensus statement on Concussion in Sport—–The4th International Conference on Concussion in Sport held inZurich, November 2012. J Sci Med Sport 2013;16(3):178—89.

[5] McCrory P, Meeuwisse W, Dvorak J, Aubry M, Bailes J, BroglioS, et al. Consensus statement on concussion in sport—–the 5th


international conference on concussion in sport held in Berlin,October 2016. Br J Sports Med 2017 [bjsports — 2017].

[6] McCrory PR, Berkovic SF. Concussion. Neurology2001;57(12):2283.


http://refhub.elsevier.com/S0765-1597(19)30024-3/sbref0135













































































































































































































INModele +S

1

[

[

[

[

[

[

[

[

[

[

[[

[

[

[

[

[26] Papa L, Ramia MM, Edwards D, Johnson BD, Slobounov SM.Systematic review of clinical studies examining biomarkers ofbrain injury in athletes after sports-related concussion. J Neu-rotrauma 2015;32(10):661—73.


4

[7] McCrory P, Meeuwisse WH, Aubry M, Cantu RC, Dvorák J,Echemendia RJ, et al. Consensus Statement on Concussion inSport—–The 4th International Conference on Concussion in SportHeld in Zurich, November 2012. PM&R 2013;5(4):255—79.

[8] Stemper BD, Pintar FA. Biomechanics of Concussion.In: Niranjan A, Lunsford LD, editors. Progress in Neu-rological Surgery [Internet]. Basel: S. KARGER AG.2014 [cité 11 avr 2018] ; p. 14—27. Disponible sur :https://www.karger.com/Article/FullText/358748.

[9] Biomécanique lésionnelle du cerveau [Internet]. Lamédecine du sport. [cité 4 juin 2018]. Disponiblesur : https://www.lamedecinedusport.com/dossiers/biomecanique-lesionnelle-du-cerveau/.

10] Giza CC, Hovda DA. The new neurometabolic cascade ofconcussion. Neurosurgery 2014;75:S24—33.

11] Hill CS, Coleman MP, Menon DK. Traumatic axonal injury:mechanisms and translational opportunities. Trends Neurosci2016;39(5):311—24.

12] Cantu RC. Second-impact syndrome. Clin Sports Med1998;17(1):37—44.

13] Wetjen NM, Pichelmann MA, Atkinson JLD. Second impact syn-drome: concussion and second injury brain complications. J AmColl Surg 2010;211(4):553—7.

14] McLendon LA, Kralik SF, Grayson PA, Golomb MR. The contro-versial second impact syndrome: a review of the literature.Pediatr Neurol 2016;62:9—17.

15] Cantu RC, Gean AD. Second-impact syndrome and a smallsubdural hematoma: an uncommon catastrophic result of repe-titive head injury with a characteristic imaging appearance. JNeurotrauma 2010;27(9):1557—64.

16] Bey T, Ostick B. Second impact syndrome. West J Emerg Med


2009;10(1):6—10.17] Chermann J-F. Commotions cérébrales et sport : complications

à long terme. J Readapt Medicale Prat Form En Medecine PhysReadapt 2014;34(3):118—25.

PRESSJ.P. Hager, F. Girard

18] Decq P, Gault N, Blandeau M, Kerdraon T, Berkal M, ElHelou A,et al. Long-term consequences of recurrent sports concussion.Acta Neurochir (Wien) 2016;158(2):289—300.

19] Alosco ML, Kasimis AB, Stamm JM, Chua AS, Baugh CM, Dane-shvar DH, et al. Age of first exposure to American footballand long-term neuropsychiatric and cognitive outcomes. TranslPsychiatry 2017;7(9):e1236.

20] Mullally WJ. Concussion. Am J Med 2017;130(8):885—92.21] Papa L. Potential blood-based biomarkers for concussion.

Sports Med Arthrosc Rev 2016;24(3):108—15.22] Lewis LM, Schloemann DT, Papa L, Fucetola RP, Bazarian J, Lind-

burg M, et al. Utility of serum biomarkers in the diagnosis andstratification of mild traumatic brain injury. Olson JE, éditeur.Acad Emerg Med 2017;24(6):710—20.

23] Kiefer AW, Barber Foss K, Reches A, Gadd B, Gordon M, RushfordK, et al. Brain network activation as a novel biomarker for thereturn-to-play pathway following sport-related brain injury.Front Neurol [Internet] 2015:6 [cité 11 avr 2018] ; disponiblesur : http://journal.frontiersin.org/Article/10.3389/fneur.2015.00243/abstract].

24] Di Battista AP, Churchill N, Schweizer TA, Rhind SG, RichardsD, Baker AJ, et al. Blood biomarkers are associated with brainfunction and blood flow following sport concussion. J Neuroim-munol 2018;319:1—8.

25] Gruson D. Football, concussions and biomarkers: ready formore touchdowns? Clin Biochem 2014;47(13—14):1345—6.











































https://www.karger.com/Article/FullText/358748

https://www.lamedecinedusport.com/dossiers/biomecanique-lesionnelle-du-cerveau/

https://www.lamedecinedusport.com/dossiers/biomecanique-lesionnelle-du-cerveau/















































































































































































































































































































http://journal.frontiersin.org/Article/10.3389/fneur.2015.00243/abstract

http://journal.frontiersin.org/Article/10.3389/fneur.2015.00243/abstract






















































































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