Quand l’ammoniac devient toxique

Jusqu’à présent, nous n’avions que des connaissances limitées sur les mécanismes qui sous-tendent la toxicité de l’ammoniac pour le cerveau.

Cependant, l’équipe de chercheurs du professeur Erlend Nagelhus à l’Institut des sciences médicales fondamentales a travaillé avec des scientifiques américains pour découvrir des informations importantes sur l’effet toxique de l’ammoniac sur les cellules gliales et nerveuses du cerveau.

Chez les personnes en bonne santé, le foie va convertir l’ammoniac en urée, une substance qui est éliminée avec l’urine.

Les personnes dont la fonction hépatique est altérée seront cependant incapables d’éliminer l’ammoniac de leur corps assez rapidement. Il en résulte des concentrations excessives d’ammoniac dans le sang.

– Cela conduit à une toxicité de l’ammoniac, qui peut déclencher des crises et un coma, et qui, dans le pire des cas, peut être mortelle, expliquent les auteurs principaux Vinita Rangroo Thrane et Alexander Thrane. Cette équipe de mari et femme sont les principaux scientifiques à l’origine de ces nouvelles découvertes.

Leurs résultats ont été récemment publiés dans la prestigieuse revue médicale Nature Medicine.

Surpasse les défenses du cerveau

Lorsque des quantités excessives d’ammoniac pénètrent dans le système nerveux central, les défenses du cerveau sont sévèrement mises à mal.

– Une réaction en chaîne moléculaire complexe est déclenchée lorsque le cerveau est exposé à des niveaux excessifs d’ammoniac. Nous avons découvert que l’ammoniac court-circuite le transport du potassium dans les cellules gliales du cerveau.

– Cela signifie que le potassium s’accumule autour des cellules nerveuses, ce qui amène ces cellules à absorber des quantités excessives de potassium et de chlorure. En d’autres termes, les défenses du cerveau contre l’ammoniac sont neutralisées, explique Rangroo Thrane.

Ces nouvelles connaissances pourraient conduire à un traitement nouveau et amélioré des patients souffrant de coma hépatique et de crises d’épilepsie, notamment les adultes souffrant d’insuffisance hépatique alcoolique, les enfants souffrant d’un déficit congénital en enzymes hépatiques et, potentiellement, les enfants épileptiques ayant une fonction hépatique normale. Plus de 500 patients par an souffrent d’insuffisance hépatique en Norvège.

Rebattre les études précédentes

Les effets de l’ammoniac sur les cellules du cerveau ont été étudiés par de nombreux chercheurs, mais ils avaient tendance à se pencher sur des cellules uniques ou des échantillons de tissus. Rangroo Thrane explique :

– Ces études ont montré que les cellules gliales exposées à l’ammoniac gonflent assez rapidement. Nos recherches montrent que le gonflement des cellules gliales n’est pas nécessaire pour que l’ammoniac soit toxique pour le cerveau. L’imagerie tridimensionnelle et les analyses de volume des cellules individuelles ont montré, paradoxalement, que les cellules gliales du cortex cérébral rétrécissent pendant la toxicité de l’ammoniac.

Une nouvelle technologie a révélé l’effet de l’ammoniac

Des images de cerveaux de souris intacts ont permis aux chercheurs de tirer ces conclusions. En utilisant une nouvelle technologie d’imagerie appelée microscopie à deux photons, ils ont pu observer l’effet microscopique de l’ammoniac sur les cellules nerveuses et gliales de souris vivantes.

– L’examen microscopique de cellules vivantes dans des tissus non endommagés était auparavant impossible en raison de l’effet nocif des lasers conventionnels sur les tissus.

– Tout a changé avec l’introduction de la microscopie laser à deux photons, car ce type de microscope délivre des impulsions de lumière ultrabrèves au point focal sans chauffer ni endommager les tissus, explique Rangroo Thrane.

Nouveau traitement avec des médicaments disponibles

En plus de découvrir le mécanisme derrière la toxicité de l’ammoniac, Rangroo Thrane et ses collègues ont également identifié un traitement possible.

Les chercheurs ont découvert que le médicament diurétique Bumetanide (Burinex) peut réduire l’étendue des dommages causés par l’ammoniac, soulageant ainsi les symptômes de la toxicité ammoniacale ainsi qu’augmentant la probabilité de survie.

– Le Bumetanide bloque le transport du chlorure de potassium dans les cellules nerveuses, les protégeant ainsi des dommages. Notre étude a démontré que le médicament rétablissait une activité électrique normale dans le cerveau des souris intoxiquées par l’ammoniac et qu’il prévenait les crises d’épilepsie, explique Rangroo Thrane.

-Le fait que le Bumetanide soit déjà utilisé dans les hôpitaux norvégiens comme diurétique dans le traitement de l’insuffisance cardiaque, de l’insuffisance rénale et de l’hypertension artérielle pourrait raccourcir le chemin vers un changement de régime thérapeutique.

– Des tests supplémentaires sur les animaux et des essais cliniques sont nécessaires pour clarifier si le Bumetanide peut également être utilisé pour empêcher l’ammoniac de nuire aux personnes, dit Rangroo Thrane.

L’article est également publié sur Sciencenordic.com

.