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Circulation artérielle de l’encéphale

Carotides internes, vertébrales et polygone de Willis

La circulation artérielle de l’encéphale est assurée par 4 artères : les deux artères vertébrales (v ou V) et les deux carotides internes (ci ou CI) ; la petite asymétrie d’origine – naissance de la carotide primitive (cpr) directement de la crosse de l’aorte (cao) à gauche ou par un tronc commun avec la sous-clavière à droite (scd) – se corrige immédiatement à la base du cou : les vertébrales (collatérales des sous-clavières D et G (scg) passent en arrière des carotides primitives et empruntent les orifices creusés dans les apophyses transverses des vertèbres cervicales (de la 6 ième -c6- à la première -c1- à qui porte le nom d’Atlas) ; en sortant des apophyses transverses de l’Atlas elles se dirigent en arrière passant en dehors de l’articulation entre Atlas et os occipital pour se rapprocher de la ligne médiane au devant du tronc cérébral (TC) ; la figure 1 tente de montrer ce trajet de face en imaginant une disjonction de cette articulation (surfaces en bleu clair) et un début de luxation (2 flèches noires) de la base du crâne qui n’existe bien sur pas en réalité ; les deux artères vertébrales passent dans le trou occipital (TO) devant le tronc cérébral (en vert) et s’unissent en un tronc unique (le tronc basilaire – tb ou TB) à la jonction bulbe-protubérance.

Les carotides primitives donnent à mi hauteur du cou deux branches : la carotide externe (ce) qui vascularise l’essentiel des tissus du cou ainsi que de la face et la carotide interne (ci et CI) qui monte directement vers un orifice creusé à la face inférieure du rocher duquel après un trajet en baïonnette dans l’épaisseur de l’os elle ressort dans l’endocrane à la base de la selle turcique (st) (vue de profil fig 2).

Sur la fig 1, le ventricule gauche (vg), l’oreillette gauche (og) ainsi que la base de l’aorte sont imaginés ouverts pour montrer les rapports presque directs entre le coeur gauche et la circulation cérébrale ; on peut en effet comprendre que toute formation anormale de caillots dans ces cavités (fibrillation auriculaire dans l’oreillette gauche, altération des valves mitrales (entre og et vg) ou de la valve aortique, remplacement prothétique de ces valves, puissent être à l’origine d’envois de caillots vers la circulation cérébrale et donc d’AVC).

Sur la fig 1, le ventricule gauche (vg), l’oreillette gauche (og) ainsi que la base de l’aorte sont imaginés ouverts pour montrer les rapports presque directs entre le coeur gauche et la circulation cérébrale ; on peut en effet comprendre que toute formation anormale de caillots dans ces cavités (fibrillation auriculaire dans l’oreillette gauche, altération des valves mitrales (entre og et vg) ou de la valve aortique, remplacement prothétique de ces valves, puissent être à l’origine d’envois de caillots vers la circulation cérébrale et donc d’AVC).

Les fig 2 et 3 montrent le devenir de ces 4 artères une fois arrivées dans l’endo-crâne ; le tronc basilaire (tb et TB) formé de la réunion des vertébrales se divise en deux branches terminales contournant les pédicules cérébraux : ce sont les cérébrales postérieures (cp et CP) ; les carotides internes (ci et CI) longent sur un court trajet les bords latéraux de la selle turcique avant de se retourner vers le haut sous la petite apophyse osseuse appelée clinoïde antérieure en donnant naissance à leur branche terminale : la cérébrale moyenne (cm et CM). A proximité de cet angle naissent :

  • L’ artère choroïdienne antérieure (cha) qui en plus de vasculariser les plexus choroïdes latéraux donne de nombreuses branches centrales pénétrant dans les espaces perforés de la base du cerveau et destinées aux substances grises et blanches de son centre. (voir plus loin).
  • L’artère ophtalmique (o) pénètre dans son canal optique accompagnée du nerf optique correspondant (non représenté sur les schémas)
  • La cérébrale antérieure (ca et CA) se dirige vers l’avant avant de se retourner en arrière autour du genou du corps calleux ; pas très loin de son origine elle est unie à celle du côté opposé par la communicante antérieure (coa).
  • La communicante postérieure (cop) unit cet angle à la cérébrale postérieure du même côté.

La partie initiale des cérébrales postérieures, les communicantes postérieures, les angles carotidiens, la partie initiale des cérébrales antérieures et la communicante antérieure forment ainsi un polygone à 7 côtés appelé polygone de WILLIS qui constitue le socle de la vascularisation cérébrale ; ces communications artérielles permettent dans certaines circonstances de pallier une obstruction artérielle à destinée encéphalique : ainsi une obstruction carotidienne unilatérale peut être palliée par la carotide opposée ; une obstruction d’une cérébrale antérieure en amont de la communicante antérieure peut être revascularisée par l’autre cérébrale antérieure…

Les cérébrales antérieures, moyennes et postérieures sont avant tout les artères destinées au cortex cérébral ; même si chacune a un territoire spécifique ces artères sont en partie anastomosées entre elles en surface du cortex et une thrombose distale peut être palliée par une artère voisine ; c’est très différent pour les artères centrales disséminées sur l’ensemble du polygone de Willis et même un peu en dehors de lui ; ces petites artères qui pénètrent directement dans les espaces perforés de la base du cerveau et qui irriguent les régions centrales sont au contraires terminales et leur obstruction ne peut être palliée par une voisine. Leurs origines sont représentées sur la fig 3 sous forme de petits spicules se dirigeant vers le haut cad la base du cerveau (voir plus loin).

Vascularisation finale

Vascularisation par les artères de surface

Rose : Cérébrale antérieure
Orange clair : Cérébrale moyenne
Violet clair : Cérébrale postérieure
Vert clair : Tronc basilaire
Vert jaune clair : Vertébrales

Vascularisation par les artères centrales

Rouge : Cérébrale antérieure
Orange : Cérébrale moyenne
Violet bleu : Cérébrale postérieure
Violet rouge : Choroïdienne antérieure

Les origines artérielles carotidiennes et vertébrales à destination du cerveau se terminent donc par le polygone de Willis (cérébrales antérieuresCA– et leur communicante antérieurecoa– ; jonction carotides internes –CI– et cérébrales moyennes –CM– ; communicantes postérieurescop– et la partie initiale des branches terminales des cérébrales postérieuresCP– ; toutes les artères du cerveau sont issues de ce polygone qu’elles soient de surface c’est à dire à destination de l’ensemble du cortex, ou centrales c’est à dire pénétrant la base du cerveau pour vasculariser sa partie profonde, substance blanche et noyaux gris.

Mais l’encéphale est aussi constitué du tronc cérébral et du cervelet ; leur vascularisation dépendante des artères vertébrales (V) est également visible sur la fig4 ; ces deux artères se fusionnent à la jonction bulbe rachidien – protubérance pour donner un tronc unique : le tronc basilaireTB– ; avant cette jonction elles ont donné des branches pour le bulbe et les artères cérébelleuses inférieures et postérieures (cip) : seule la droite est visible sur le schéma car la partie gauche du cervelet a été soustraite pour montrer la face inférieure du cerveau dans sa partie toute postérieure ; le territoire vasculaire d’origine vertébral apparait en vert jaune ; enfin les vertébrales lancent chacune une branche interne pour former une artère descendante médiane à destination médullaire : la spinale antérieure (sa).

Le tronc basilaire vascularise la protubérance par lui-même ainsi que le reste du cervelet par une branche cérébelleuse supérieure (cs) et une cérébelleuse inférieure et antérieure (cia) ; le territoire du tronc basilaire est indiqué en vert clair ; la tranche de section des pédicules cérébelleux gauches est en vert foncé. Les tonalités (superficie claire, profondeur foncée) de couleur ont été inversées par rapport à l’habitude afin de rendre le système vasculaire de surface (cortical) le plus évident possible :

  • Ainsi le territoire des cérébrales antérieures (CA) apparait en rose pour la superficie (fig 4, 6 et 7) et rouge en profondeur (fig 5 et 7, notamment la partie antérieure du corps calleux (CC)
  • Le territoire des cérébrales moyennes (CM) est en orange clair pour la superficie (fig 4 , 6 et 7) et en orange foncé pour la profondeur dont la participation à la vascularisation du noyau caudé (NC) et du noyau lenticulaire (NL) -fig 5-.
    A signaler : la coupe frontale de la fig 5 correspond à peu près à celle fixée par la ligne verte de la fig4 ; l’extrémité antérieure du lobe temporal gauche a été amputée pour découvrir le trajet de l’artère cérébrale moyenne qui chemine entre lobe frontal et lobe temporal (fig 4 et 6)
  • Le territoire des cérébrales postérieures (CP) est en bleu violet clair pour la superficie (fig 4, 6 et 7) et foncé pour la profondeur (4, 5 et 6) avec une participation importante pour la vascularisation de la partie interne du thalamus (Th) fig -5-
  • Le territoire de la choroïdienne antérieure (cha) qui nait à l’arrière de la jonction carotide interne (CI) cérébrale moyenne (CM) doit être signalée, car bien que d’apparence et de trajet assez limité elle donne un fort contingent d’artères centrales à destination du thalamus et de la capsule interne (CI) (zone de substance blanche majeure de passage des axones moteurs allant du cortex aux muscles des différentes parties du corps) : c’est de plus une artère qui peut être atteinte isolément dans certains AVC avec des signes cliniques spécifiques : couleur rouge violet sur la fig 5.
    La partie gauche de la fig 5 montre le trajet ascendant de quelques unes des plus importantes de ces artères centrales ; celles de la choroïdienne antérieure (cha) avec arborisation vers le thalamus et la capsule interne ; les artères centrales lenticulo-striées (acls) issues de la cérébrale moyenne (CM) et se dirigeant vers la noyau lenticulaire.

Les artères centrales naissent soit du bord supérieur de l’ensemble vasculaire constitué par le polygone de Willis, soit d’artères encore proches de la ligne médiane et n’ayant pas encore commencé leur épanouissement cortical ; elles sont donc centrales à la fois par leurs destinations mais aussi par leurs origines. La coupe proposée sur la fig 5 est seulement un exemple correspond à une région médiane du cerveau ; à des endroits différents les coupes sont très différentes.

Les artères corticales

Les artères corticales sont destinées au cortex cérébral ; elles font suite au trajet initial de chacune des trois artères principales (fig 4, 6 et 7) :

  • Pour la cérébrale antérieure : le territoire correspond aux régions médiales (ou internes) des lobes frontaux et pariétaux des deux hémisphères (fig7) avec un débord latéral et supérieur sur la convexité (fig6) ; l’enroulement des cérébrales antérieures autour du corps calleux (CC) est une des caractéristiques de leur trajet. Elles irriguent également les partie paramédianes de la face inférieure des lobes frontaux : cette région corticale porte le nom de cortex orbito-basal et a une importance primordiale dans le comportement.
  • La cérébrale moyenne ; après avoir donné ses branches centrales et des branches corticales pour la face inférieure du lobe frontal, gagne la scissure de Sylvius située (fig 6) entre lobe frontal et temporal, chemine à la surface du lobe de l’insula (LI) et distribue ses branches vers la face latérale des lobes frontal, pariétal, occipital et temporal ; elle a donc un immense territoire cortical et son obstruction complète depuis son origine donne des AVC de la plus haute gravité.
  • La cérébrale postérieure, fig 4, branche terminale du tronc basilaire, après avoir participé à la constitution de la communicante postérieure elle tourne vers l’arrière autour du du pédoncule cérébral (PC) et va s’épanouir sur toute le surface interne du lobe occipital (fig7) et la face inférieure des lobes occipital et temporal (fig 4 et 7), laissant seul la pointe de ce dernier à la cérébrale moyenne (fig 4, 6 et 7).

Quelques points de repère topographiques supplémentaires mentionnés sur les schémas :

Fig 6 : spr : scissure pré-rolandique
SR : scissure rolandique séparant lobe frontal et lobe pariétal
spor : scissure post-rolandique

(l’aire motrice primaire se situe entre SR et spr l’air sensitive primaire entre SR et spor)

Fig 7: H : hypophyse
PC : pédoncule cérébral

Le retour veineux de la circulation cérébrale se confond pour l’essentiel avec les sinus veineux traités avec les méninges.

Éditorialiste
Dr François PERNOT

Médecin Chirurgie Générale retraité

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