Observations chez les animaux
des lésions cérébrales hypoglycémiques ont été signalées chez de nombreuses espèces différentes, notamment des rats, des lapins, des chats, des chiens et des singes. Dans une étude sur des rats non comateux, un seul épisode (75 minutes) d’hypoglycémie modérée (glucose plasmatique ~ 1,7–1,9 mM, soit 30,9–34,6 mg/dL) a été trouvé pour causer la mort cellulaire dans les subdivisions du cortex préfrontal médial (y compris les régions préliminaires, infralimbiques et cingulaires), du cortex orbital et du cortex piriforme (Tkacs et al., 2005)., Toujours chez ces animaux, une hypoglycémie répétée (1 heure, 1 à 3 fois, glucose plasmatique de 1,6 à 2,8 mM, soit 2,91 à 60 mg/dL) a entraîné une augmentation du nombre de cellules mourantes, en particulier dans le noyau hypothalamique arqué (Tkacs et al., 2005). De plus, il a été démontré qu’un épisode hypoglycémique associé à un EEG isoélectrique entraîne des dommages au SNC plus importants qu’un épisode qui n’est pas assez grave pour effectuer un traçage isoélectrique (Auer et al., 1984a, 1985; Haces et coll., 2010)., La mort neuronale induite par 30 minutes de coma hypoglycémique peut être observée au microscope dès 3 heures après le retour à la normoglycémie (Ferrand-Drake et al., 1999). En outre, des recherches sur des animaux adultes ont démontré que la gravité des lésions cérébrales est positivement liée à la quantité d’insuline injectée (Weil et al., 1938; Jones et Smith, 1971), et la raison en est peut-être qu’une disponibilité accrue de l’insuline entraîne une hypoglycémie plus prolongée et plus sévère.
Les lésions cérébrales neuronales observées chez les rats hypoglycémiques (Weil et al.,, 1938; Winkelman et Moore, 1940; Myers et Khan, 1971; Kalimo et coll., 1980; Agardh et coll., 1981; Auer et coll., 1984a, 1984b, 1989; Kalimo et coll., 1985; revue par Auer, 1986; Auer et Anderson 1996; Ferrand-Drake et al., 1999; Mohseni, 2001) est plus évidente et plus grave dans les couches externes du cortex (Grayzel, 1934; Brierley et al., 1971; Ferrand-Drake et coll., 1999; Suh et coll., 2007b)., En ce qui concerne la gravité, Morita et ses collègues (2004) ont étudié des chiens atteints d’insulinomes et observé une nécrose neuronale principalement dans les couches superficielles à moyennes du cortex cérébral, mais aussi dans les couches profondes dans les cas graves. Il est possible que les dommages aux neurones soient plus irréversibles dans les couches 2 et 3 et réversibles dans les couches 4-6 (Auer et al., 1984a). La distribution de la perte neuronale varie non seulement dans différentes parties du cerveau, mais aussi dans la même région (Auer et al., 1984b, 1989; Yamada et coll., 2004; Tkacs et coll., 2005)., Dans le cortex cérébral, par exemple, Agardh et ses collègues (1981) ont constaté que, après un EEG isoélectrique de 30 minutes, les petits neurones de la couche 3, mais les gros neurones des couches 4 et 5 étaient les plus impliqués. La distribution des cellules endommagées peut être la même après un seul épisode hypoglycémique que celle qui se produit après des épisodes répétés (Tkacs et al., 2005).
comme mentionné ci-dessus, des neurones mourants ont été observés dans le cerveau de rats hypoglycémiques dans de nombreuses études, mais pas toutes (Tkacs et al., 2000, 2005; Yamada et coll., 2004; Bree et coll., 2009)., Il est possible que le résultat d’un épisode hypoglycémique en termes de mort cellulaire varie en raison de différences dans le plan expérimental. Comme déjà souligné, le degré et la durée de l’hypoglycémie jouent un rôle dans le sort des neurones. Un facteur supplémentaire dans ce contexte peut être le contexte des animaux, c’est-à-dire s’ils sont diabétiques ou en bonne santé avant d’être exposés à l’hypoglycémie. Bree et coll., (2009) ont observé que, par rapport aux rats non diabétiques, leurs homologues diabétiques présentaient un taux de mort cellulaire plus de deux fois plus élevé dans le cortex, 2 semaines après une période d’hypoglycémie de 60 minutes, malgré des concentrations de glucose sanguin similaires (0,5–0,8 mM, soit 9,1–14,6 mg/dL) entre les deux groupes., En comparaison, Jiang et ses collègues (2009) ont noté que, malgré des niveaux de glucose plasmatique similaires, les concentrations de glucose dans le cerveau étaient 34% plus élevées chez les rats exposés à des épisodes hypoglycémiques récurrents que chez ceux qui connaissent un seul épisode de ce type, suggérant que le fond métabolique des animaux peut influencer la concentration centrale de glucose et
comme chez les humains, le cervelet et le tronc cérébral chez les animaux de laboratoire sont préservés ou seulement légèrement endommagés par l’hypoglycémie (Finley et Brenner, 1941; Jones et Smith, 1971; Agardh et al.,, 1982; Haces et coll., 2010). Dans la moelle épinière du rat, des lésions hypoglycémiques des neurones de la corne ventrale ont été observées par certains chercheurs (Winkelman et Moore, 1940; Jones et Smith 1971; Auer et al., 1989; la Lmsi et coll., 1989), mais pas par d’autres (Mohseni, 2000). Cependant, chez les singes rhésus, il a été constaté que la moelle épinière peut sembler normale malgré une maladresse motrice et une incapacité à s’asseoir et à marcher (Myers et Khan, 1971), suggérant des déficits fonctionnels ou submicroscopiques. Morita et al., (2004) ont décrit deux chiens atteints d’un insulinome qui souffraient d’ataxie soudaine, de faiblesse musculaire et un animal présentait également une cécité. Le cervelet semblait normal chez l’un des chiens, mais présentait une nécrose aiguë avec perte de Purkinje et de cellules de panier chez l’autre. Dans les deux cas, l’immunoréactivité à un marqueur fonctionnel des fibres de Purkinje a été fortement diminuée, malgré une morphologie normale indiquée par la coloration à l’hématoxyline-éosine., Il a également été rapporté que l’hypoglycémie provoque des réponses gliales telles que le gonflement et la prolifération des astrocytes et des oligodendrocytes dans les régions de lésions neuronales (Grayzel, 1934; Weil et al., 1938; Winkelman et Moore, 1940; Finley et Brenner, 1941).
Dans une étude sur des rats nouveau-nés (Ennis et coll., 2008), l’hypoglycémie induite par une seule injection d’insuline a provoqué une neurodégénérescence étendue dans le cerveau. La configuration des dommages était similaire à celle observée chez les adultes, c’est-à-dire que le cortex cérébral, le gyrus denté (DG) de l’hippocampe, le striatum et le thalamus étaient les plus vulnérables., Chez les nouveau-nés, le développement de la mort neuronale peut être plus profondément affecté par la durée de l’hypoglycémie (Zhou et al., 2008) et l’âge postnatal que par le degré de l’hypoglycémie. L’hypoglycémie aiguë induite par l’insuline est associée à une lésion neuronale plus étendue chez les adultes et les rats P28 que chez les rats P14, alors que le cerveau des rats p7 peut être épargné pendant l’hypoglycémie (Ennis et al., 2008).
ainsi, il semble que les conséquences neuropathologiques des lésions cérébrales hypoglycémiques chez les animaux soient très similaires à celles observées chez les humains.