Mesure de l’écoulement de l’humeur aqueuse

La production, la circulation et le drainage de l’humeur aqueuse dans et hors de la chambre antérieure de l’œil maintiennent la PIO à un niveau relativement constant (dynamique de l’humeur aqueuse) (Figure 1). Lorsque la pression est supérieure à la normale, le problème réside généralement dans les tissus des voies de drainage, une zone ciblée par de nombreux médicaments abaissant la PIO, des interventions chirurgicales et des dispositifs de drainage. Le drainage de l’humeur aqueuse est mesuré par plusieurs méthodes, chacune présentant des avantages et des faiblesses inhérentes. La compréhension des limites de chaque méthode garantit une interprétation correcte des résultats des essais cliniques et des études animales.

INSTALLATION D’ÉCOULEMENT TRABÉCULAIRE
Aperçu
Le maillage trabéculaire offre une certaine résistance à l’écoulement de l’humeur aqueuse nécessaire au maintien d’une PIO à l’état d’équilibre. L’inverse de cette résistance est l’installation de sortie trabéculaire, une mesure de la conformité du maillage trabéculaire.

Techniques de mesure de l’installation de sortie
Tonographie
Les chercheurs utilisent un tonomètre Schiotz (Figure 2) ou le réglage de la tonographie sur un pneumotonomètre pour déterminer l’installation de sortie de manière non invasive. La tonographie a été développée à l’origine dans les années 19401 pour évaluer l’installation de sortie chez les patients et aider au diagnostic du glaucome. Une valeur inférieure à 0,2 µL/min par mm Hg a généralement été considérée comme se situant dans la gamme glaucomateuse. Bien qu’utilisée tout au long des années 1960 et 1970, la méthode est rarement utilisée aujourd’hui dans la pratique clinique de routine en raison de sa faible précision dans l’identification des cas de glaucome. La tonographie montre une grande variation entre les sujets sains et chez le même patient au cours de plusieurs visites. Néanmoins, il continue d’être un outil de recherche précieux dans les études de la dynamique de l’humeur aqueuse dans les yeux humains et animaux.

La procédure de tonographie consiste à placer une sonde de tonomètre avec un poids calibré sur la cornée anesthésiée du sujet en décubitus dorsal pendant 2 ou 4 minutes. Le poids provoque une augmentation initiale de la PIO, mais, avec le temps, la pression diminue lentement, car l’humeur aqueuse s’écoule à une vitesse accrue de la chambre antérieure dans les voies de drainage. La baisse de la PIO pendant la mesure est supposée être causée uniquement par un drainage accru de l’humeur aqueuse du maillage trabéculaire, la voie dépendante de la pression. La vitesse d’écoulement du liquide de l’œil pendant la durée de l’essai est déterminée à partir des tables de référence.1 L’installation de sortie est le rapport entre le débit (à partir des tables) et le changement de pression (déterminé par tonométrie). Si la PIO diminue peu pendant l’essai, le débit de fluide des tables serait faible et l’installation de sortie trabéculaire serait calculée comme étant faible. Ceci est attendu dans les yeux avec hypertension oculaire avec ou sans glaucome.

Un facteur important affectant la mesure de la tonographie est la rigidité oculaire. Ce facteur est une mesure de la résistance que l’œil exerce aux forces de distanciation. Plus l’œil est rigide, plus la rigidité oculaire est grande, avec plus de force nécessaire pour indenter la cornée. La rigidité oculaire augmente de 25% chez les personnes âgées par rapport aux personnes plus jeunes.2,3 Parce que les yeux âgés sont donc moins conformes que les yeux plus jeunes, les mesures de la facilité de sortie évaluées par tonométrie sont plus faibles chez les personnes âgées sur la base d’une rigidité oculaire accrue plutôt que d’une véritable réduction de la facilité de sortie. La tonographie réalisée avec un tonomètre à indentation (Schiotz) (Figure 2) suppose que le changement de pression, en fonction du temps, est basé sur la précision du coefficient de rigidité oculaire lors de la mesure. La tonographie par indentation ne compense pas les variations individuelles de rigidité oculaire. La tonographie évaluée avec une unité de tonographie pneumatique est moins affectée par la rigidité oculaire que l’unité Schiotz, car la sonde placée sur l’œil crée une indentation cornéenne relativement plus petite. Les deux instruments dérivent un changement de flux des tables standard.

L’installation de sortie mesurée par tonographie (Cton) comprend la pseudofacilité (Cps) et l’installation de sortie uvéosclérale (Cfu) en plus de l’installation de sortie trabéculaire (Ctrab), comme dans l’équation no 1:

Cton =Ctrab + Cfu + Cps.

L’Ufc est la facilité d’écoulement du liquide à travers le muscle ciliaire. Cette installation est environ 10 fois inférieure à l’installation de sortie trabéculaire. La pseudofacilité est la facilité d’écoulement de l’humeur aqueuse de la chambre postérieure dans la chambre antérieure résultant de l’augmentation de la PIO induite par la sonde. Une hypothèse en tonographie est que le taux d’apport d’humeur aqueuse dans la chambre antérieure pendant la mesure reste inchangé par la pression appliquée (c’est-à-dire que la pseudofacilité est nulle). Si la pseudofacilité et / ou l’installation de sortie uvéosclérale sont perturbées pendant la mesure, un changement de l’installation de sortie tonographique peut ne pas indiquer un changement de l’installation de sortie trabéculaire véritable.

Fluorophotométrie
La fluorophotométrie fournit une autre façon d’évaluer l’installation de sortie.4 Le débit aqueux (F) est déterminé en mesurant le taux de disparition d’un traceur de la chambre antérieure. Ensuite, un suppresseur de flux aqueux tel que l’acétazolamide, le dorzolamide ou le timolol est administré pour réduire la PIO et le flux aqueux. La brimonidine et l’apraclonidine ne conviennent pas à cette fin, car ces médicaments affectent l’écoulement ainsi que le flux aqueux. La modification de la PIO induite par le médicament (PIO2-PIO1) est mesurée par tonométrie et la modification du flux aqueux (F2-F1) est mesurée par fluorophotométrie. L’installation de sortie est calculée par l’équation no 2:

C =(F2-F1)/(IOP2-IOP1).

C par fluorophotométrie est généralement étiqueté Cfl.

Le principal avantage de la fluorophotométrie par rapport à la tonographie est que la fluorophotométrie mesure directement les changements de flux aqueux au lieu de référencer des tableaux standard. De plus, la rigidité oculaire et la pseudofacilité ne font pas partie de la mesure, car un poids n’est pas appliqué à l’œil. Les chercheurs ont trouvé des résultats différents et arrivent à des conclusions différentes en utilisant la tonographie par rapport à la fluorophotométrie pour évaluer l’installation de sortie. Par exemple, 1 semaine de traitement deux fois par jour avec l’apraclonidine n’a pas modifié la facilité de sortie lorsqu’elle est mesurée par tonographie, mais elle a augmenté la facilité de sortie lorsqu’elle est mesurée par fluorophotométrie.5 La raison en est que l’apraclonidine était censée réduire la pseudofacilité, un effet qui masquait l’augmentation de la facilité d’écoulement trabéculaire lorsqu’elle était mesurée par tonométrie mais pas par fluorophotométrie (voir Équation no 1). Dans un autre exemple, il y a une diminution liée à l’âge de l’installation de sortie lorsqu’elle est mesurée par la tonographie3,6, mais pas par fluorophotométrie.7 Cet écart peut être causé par la rigidité accrue chez les sujets plus âgés par rapport aux sujets plus jeunes. La rigidité oculaire fait partie de la tonographie mais pas de la mesure de fluorophotométrie.

Quelques problèmes sont associés à la méthode fluorophotométrique. Premièrement, on suppose que l’installation de sortie uvéosclérale est très petite et peu affectée par la mesure. Si une manipulation expérimentale devait augmenter l’installation de sortie uvéosclérale, elle pourrait être interprétée à tort comme une augmentation de l’installation de sortie trabéculaire. Ce problème est également inhérent à la mesure de la tonographie. Deuxièmement, la méthode ne fonctionne pas bien dans les yeux normotensifs dans lesquels une modification de la PIO par le suppresseur de flux aqueux n’est pas efficace. De même, la tonographie ne fonctionne pas bien dans les yeux normotendus dans lesquels la PIO change peu par le poids de la sonde. Troisièmement, la fluorophotométrie nécessite plusieurs heures pour une détermination complète contre 4 minutes pour la tonographie.

Méthodes invasives
La technique de perfusion à pression constante à deux niveaus8 (Figure 3A) est une procédure invasive utilisée pour mesurer l’installation de sortie chez les animaux de recherche. Une aiguille est fixée, via un tube, à un réservoir d’humeur aqueuse simulée. L’investigateur insère l’aiguille dans la chambre antérieure et règle la PIO par le niveau du réservoir au-dessus de l’œil. Ensuite, on mesure le débit de fluide dans la chambre antérieure (F1) nécessaire pour maintenir une PIO constante (PIO1). Diverses techniques peuvent être utilisées. La distance que le fluide se déplace dans le tube sur une période de temps spécifique peut être mesurée et le volume de fluide peut être calculé à partir du diamètre et de la longueur du tube. Le volume est divisé par le temps pour donner le débit. Alternativement, un enquêteur recueille le fluide dans le tube pendant une période de temps spécifique et le pèse. Le poids de fluide est converti en volume de fluide, puis divisé par le temps pour obtenir un débit (F1). On mesure de la même manière le débit (F2) nécessaire pour maintenir une nouvelle PIO (PIO2). L’équation no 2 est utilisée pour calculer l’installation de sortie. Ces méthodes sont fréquemment utilisées pour les yeux humains énucléés mais ne peuvent pas être utilisées dans les études cliniques.

La méthode du flux sanguin est sans doute la technique la plus précise pour évaluer la facilité d’écoulement trabéculaire. Un isotope radioactif est perfusé dans la chambre antérieure à une pression définie (PIO1) pendant une période de temps définie. On recueille un échantillon de sang à un intervalle de temps spécifique et on le mesure pour la radioactivité. On pense que toute radioactivité dans le sang s’est drainée uniquement par le maillage trabéculaire, et le taux de son accumulation dans le sang est supposé être un écoulement trabéculaire (F1). Ensuite, l’isotope est perfusé à une pression différente (IOP2), et le nouveau taux d’accumulation de radioactivité dans le sang est supposé être un nouvel écoulement trabéculaire (F2). L’équation no 2 est utilisée pour calculer l’installation de sortie trabéculaire. Si elle est effectuée avec soin, cette méthode est reproductible et peut être utilisée pour évaluer l’installation de sortie au fil du temps.

Les principaux problèmes de toutes les techniques invasives sont les effets directs et indirects de l’anesthésie sur la PIO et le traumatisme de l’insertion de l’aiguille dans l’œil. De plus, la rigidité oculaire, la pseudofacilité et la facilité de sortie uvéosclérale confond la mesure. Une hypothèse importante avec la méthode du flux sanguin est que tout traceur dans le sang entre uniquement par le maillage trabéculaire. En réalité, certains traceurs peuvent pénétrer dans le sang par la voie uvéosclérale et les veines vortex, ce qui entraîne une surestimation de l’écoulement trabéculaire.

ÉCOULEMENT UVÉOSCLÉRAL
Aperçu
L’écoulement uvéoscléral est le drainage de l’humeur aqueuse de la chambre antérieure dans le muscle ciliaire, où il s’infiltre hors de l’œil dans plusieurs directions différentes (Figure 1). La voie d’écoulement uvéoscléral est anatomiquement mal définie et son débit est relativement indépendant de la pression.

Techniques de mesure de l’écoulement Uvéoscléral
Calcul mathématique
Actuellement, le seul moyen non invasif permettant d’évaluer l’écoulement uvéoscléral (Fu) est le calcul mathématique utilisant l’équation n° 3:

Fu =F-C (IOP-Pv).

Le débit d’humeur aqueuse (F) est mesuré par fluorophotométrie, la facilité de sortie (C) par l’une des méthodes décrites précédemment, la PIO par tonométrie et la pression veineuse épisclérale (Pv) par venomanométrie.9 Un venomanomètre disponible dans le commerce (Eyetech Ltd., Morton Grove, IL) se fixe à une lampe à fente. On place la membrane à l’extrémité de l’appareil sur la conjonctive près du limbe. L’utilisateur identifie les veines épisclérales sous-jacentes de la conjonctive à l’aide du biomicroscope à lampe à fente. On augmente la pression à l’intérieur de la membrane jusqu’à ce que les veines épisclérales s’effondrent. La pression nécessaire pour provoquer l’effondrement des vaisseaux est lue sur le cadran sur le côté de l’appareil; c’est une mesure de la pression veineuse épisclérale.

Une limite de la méthode de calcul de l’écoulement uvéoscléral est les grands écarts types générés en raison de la variabilité inhérente à chaque paramètre de l’équation. De nombreux sujets sont nécessaires pour obtenir une puissance suffisante pour détecter les différences cliniquement pertinentes entre les groupes expérimentaux et les groupes témoins. Une autre limitation est que le débit uvéoscléral calculé peut varier considérablement en fonction de la valeur de la pression veineuse épisclérale utilisée dans l’équation. Il est difficile d’obtenir une mesure précise du PV. Pour cette raison, une valeur de 9 ou 10 mm Hg10 est souvent utilisée dans l’équation avec l’hypothèse que la valeur est inchangée au cours d’une étude. Si la Pv devait changer, on pourrait tirer des conclusions erronées concernant la cause d’une réponse dans la PIO.

Malgré ses limites, le calcul mathématique de l’écoulement uvéoscléral a fourni des explications raisonnables pour les différences de PIO en ce qui concerne le vieillissement, les médicaments pharmacologiques, les syndromes cliniques et les interventions chirurgicales. En fin de compte, ce sont les changements relatifs de l’écoulement uvéoscléral, pas nécessairement sa valeur absolue, qui revêtent une plus grande importance clinique. Par exemple, la recherche a montré que le syndrome d’exfoliation était associé à une diminution de l’écoulement uvéoscléral par rapport à des sujets témoins sains adaptés à l’âge.11 D’un point de vue physiologique, il serait préférable de traiter la zone de pathologie que de simplement prescrire le médicament ayant le meilleur effet sur la PIO. En tant que classe, les analogues des prostaglandines peuvent être un bon traitement du syndrome d’exfoliation, car l’écoulement uvéoscléral est augmenté chez les patients traités avec ces médicaments.12

Méthodes invasives
Deux méthodes invasives sont utilisées pour mesurer l’écoulement uvéoscléral. Ils sont plus directs que le calcul mathématique, mais ils ne peuvent pas être utilisés dans les études cliniques. La « méthode du traceur intracaméral » (Figure 3B) consiste à injecter un traceur radioactif ou fluorescent dans la chambre antérieure à une pression définie et pendant une période de temps spécifique. La quantité totale de traceur trouvée dans l’uvée et la sclérotique pendant l’intervalle de temps spécifié est supposée être un écoulement uvéoscléral. Si l’intervalle de temps est excessif, un traceur peut quitter le globe et être perdu pour l’analyse. Dans ces circonstances, les sorties uvéosclérales seraient sous-estimées. L’énucléation de l’œil rend cette méthode irremplaçable.

La « méthode isotopique indirecte » consiste à injecter un traceur radioactif dans la chambre antérieure et à surveiller le taux d’apparition du traceur dans le sang (écoulement trabéculaire) et le taux de disparition du traceur de la chambre antérieure (écoulement aqueux). L’écoulement uvéoscléral est la différence entre l’écoulement aqueux et l’écoulement trabéculaire. Cette méthode est avantageuse en ce sens que les changements de l’écoulement uvéoscléral peuvent être évalués au fil du temps. Sa nature invasive, cependant, empêche son utilisation dans les études cliniques.

RÉSUMÉ
De nombreuses méthodes sont disponibles pour évaluer l’écoulement de l’humeur aqueuse. Les méthodes non invasives sont indirectes, très variables et lourdes de nombreuses limitations et hypothèses. Les méthodes invasives nécessitent une anesthésie, peuvent endommager l’œil, sont généralement terminales et sont également chargées de limitations et d’hypothèses. Néanmoins, ces méthodes sont des outils précieux dans l’étude de l’écoulement dans l’œil sain et malade. Ils ont permis aux cliniciens de mieux comprendre les maladies qui affectent et les traitements qui réduisent la PIO. Ces informations peuvent être utiles pour sélectionner des traitements spécifiques ou des combinaisons de traitements pour le glaucome ou l’hypertension oculaire.

Ce travail a été soutenu en partie par une subvention sans restriction de Research to Prevent Blindness, Inc. (New York, États-Unis).

Carol B. Toris, PhD, est Professeure et directrice de la Recherche sur le glaucome pour le Département d’Ophtalmologie et de Sciences visuelles du Centre Médical de l’Université du Nebraska à Omaha. Elle n’a reconnu aucun intérêt financier dans les produits ou sociétés mentionnés aux présentes. Le Dr Toris peut être joint au (402) 559-7492; [email protected] .

Carl D. Camras, MD, est Professeur et directeur du Service du glaucome et est Président du Département d’Ophtalmologie et de Sciences visuelles du Centre Médical de l’Université du Nebraska à Omaha. Il n’a reconnu aucun intérêt financier dans les produits ou sociétés mentionnés aux présentes. Le Dr Camras peut être joint au (402) 559-4276; [email protected] .

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