C’est un scénario tout droit sorti de « Grey’s Anatomy » – un ambulancier ou un médecin pose un masque sur le visage d’une personne qui a du mal à respirer et commence à distribuer de l’oxygène pur.
Pourtant, des recherches croissantes suggèrent que l’inhalation d’oxygène pur peut en fait nuire au cerveau. Pour la première fois, une nouvelle étude d’imagerie cérébrale de l’UCLA révèle pourquoi. Publiées dans l’édition du 22 mai de la revue Public Library of Science (PLoS) Medicine, les conclusions vont à l’encontre des directives nationales en matière de pratique médicale et recommandent une nouvelle approche qui ajoute du dioxyde de carbone au mélange pour préserver la fonction cérébrale des patients.
« Pendant des décennies, la communauté médicale a défendu l’oxygène à 100 % comme la norme d’or pour la réanimation. Mais personne n’a rapporté ce qui se passe à l’intérieur de notre cerveau lorsque nous inhalons de l’oxygène pur », a déclaré Ronald Harper, professeur distingué de neurobiologie à la David Geffen School of Medicine de l’UCLA. « Ce que nous avons découvert s’ajoute à un ensemble de preuves convaincantes pour modifier une norme de soins largement pratiquée aux États-Unis. »
L’équipe de Harper a utilisé l’imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf) pour capturer des images détaillées de ce qui se passe à l’intérieur du cerveau humain pendant deux scénarios de respiration différents. La technique détecte les augmentations subtiles du flux sanguin déclenchées par l’activation de différentes parties du cerveau, ce qui fait que ces régions brillent ou s’illuminent sur le scan couleur.
Les chercheurs ont scanné le cerveau de 14 enfants en bonne santé, âgés de 8 à 15 ans, et ont surveillé leur respiration et leur rythme cardiaque pendant qu’ils inhalaient 100 % d’oxygène à travers un embout buccal pendant deux minutes. Après avoir attendu huit minutes que la respiration des jeunes revienne à la normale, l’équipe a ajouté 5 pour cent de dioxyde de carbone au mélange gazeux et a répété le scanner.
Une comparaison des deux scans a révélé des différences spectaculaires.
« Lorsque les enfants ont inhalé de l’oxygène pur, leur respiration s’est accélérée, ce qui a entraîné une expiration rapide du dioxyde de carbone de leur corps », a déclaré le coauteur de l’étude, Paul Macey, chercheur associé en neurobiologie à l’UCLA. « La chute du dioxyde de carbone a rétréci leurs vaisseaux sanguins, empêchant l’oxygène d’atteindre les tissus du cerveau et du cœur. »
C’est alors que quelque chose de surprenant s’est produit sur l’IRM. Trois structures cérébrales se sont soudainement allumées : l’hippocampe, qui aide à contrôler la pression artérielle, le cortex cingulaire, qui régule la perception de la douleur et la pression artérielle, et l’insula, qui surveille le stress physique et émotionnel.
Toute cette activité a réveillé l’hypothalamus, qui régule le rythme cardiaque et la sortie des hormones. L’activation de l’hypothalamus a déclenché une cascade de réactions nocives et libéré des substances chimiques qui peuvent blesser le cerveau et le cœur au fil du temps.
« Plusieurs zones du cerveau ont réagi à 100 % d’oxygène en donnant un coup de pied à l’hypothalamus », a expliqué Harper. « L’hypothalamus a réagi de manière excessive en déversant un flot massif d’hormones et de neurotransmetteurs dans la circulation sanguine. Ces produits chimiques interfèrent avec la capacité du cœur à pomper le sang et à fournir de l’oxygène – l’effet inverse que vous souhaitez lorsque vous essayez de réanimer quelqu’un. »
Lorsque les enfants ont inhalé le mélange dioxyde de carbone-oxygène, l’hyperactivité de l’hypothalamus a disparu de l’IRM.
« L’ajout de dioxyde de carbone à l’oxygène a détendu les vaisseaux sanguins, a permis à l’oxygène d’atteindre le cœur et le cerveau, a calmé l’hypothalamus et a ralenti la libération de produits chimiques dangereux », a déclaré Macey.
« L’oxygène pur allume l’allumette qui alimente un feu de forêt de dommages pour le corps », a déclaré Harper. « Mais une petite bouffée de dioxyde de carbone fait disparaître tout cela ».
Sur la base de leurs résultats, les chercheurs encouragent vivement les prestataires de soins de santé à ajouter du dioxyde de carbone à la distribution d’oxygène, en particulier lors de la réanimation de nourrissons ou de l’administration d’oxygène pendant plus de quelques minutes. Cette nouvelle orientation pourrait avoir des implications particulières pour les patients victimes d’un accident vasculaire cérébral, d’une crise cardiaque, d’un empoisonnement au monoxyde de carbone et de toute oxygénothérapie à long terme.
« En cas de doute sur un cas, l’approche médicale actuelle consiste à augmenter les niveaux d’oxygène et à attendre de voir si le patient s’améliore », a expliqué Harper. « Mais personne n’a jamais scanné le cerveau des patients pour examiner comment ils réagissent à l’oxygénothérapie. »
Des données antérieures sur les effets nocifs de l’oxygène élevé ont déjà entraîné des changements de politique à l’étranger. Au lieu d’utiliser de l’oxygène pur, de nombreux hôpitaux européens réaniment désormais les patients avec de l’air ambiant, qui contient un mélange d’azote, d’oxygène et de dioxyde de carbone, ou avec un mélange d’oxygène et de dioxyde de carbone.
Mary Woo, professeur à l’école d’infirmières de l’UCLA, était l’un des coauteurs de l’étude, qui a été soutenue par l’Institut national de la santé et du développement de l’enfant.
Il s’agit d’une étude sur les effets de l’oxygène sur la santé.
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