Voie d'écoulement de l'humeur aqueuse non conventionnelle (voie uvéosclérale)

1. Qu’est-ce que la voie d’écoulement aqueuse non conventionnelle ?

L’humeur aqueuse est évacuée de l’œil principalement par deux voies¹⁾. La voie principale emprunte le trabéculum et le canal de Schlemm, représentant 80 à 95 % du débit total. La voie accessoire est la voie uvéosclérale, qui draine 5 à 20 %.

Paramètre	Voie principale	Voie non conventionnelle
Trajet	Trabéculum → Canal de Schlemm → Canaux collecteurs	Muscle ciliaire → Espace suprachoroïdien → Sclère
Proportion du débit	80 à 95 %	5 à 20 %
Dépendant de la pression	Dépendant de la pression intraoculaire	Insensible à la pression

La voie d’écoulement non conventionnelle, également appelée « unconventional outflow pathway », a été établie dans les années 1960 par Anders Bill grâce à des études de traceurs radioactifs chez le singe. Il a démontré que l’humeur aqueuse s’écoule de la chambre antérieure à travers le corps ciliaire, puis par la choroïde et l’espace suprachoroïdien jusqu’à la sclère.

La résistance principale à l’écoulement dans la voie principale réside dans la matrice extracellulaire du tissu conjonctif juxtacanaliculaire ¹⁾²⁾. En revanche, l’écoulement de l’humeur aqueuse par la voie accessoire est indépendant de la pression intraoculaire, et le tonus du muscle ciliaire influence le volume d’écoulement.

Q Quel est le rapport entre les volumes d'écoulement des voies principale et accessoire ?

Chez l’humain, la voie principale (trabéculum-canal de Schlemm) représente 80 à 95 % du volume total d’écoulement de l’humeur aqueuse, tandis que la voie accessoire (voie uvéosclérale) en représente 5 à 20 % ¹⁾. Cependant, certaines études rapportent des estimations plus larges, allant de 4 à 60 % pour la proportion de l’écoulement non conventionnel chez l’humain. Cela reflète les différences entre les méthodes de mesure (directes et indirectes) ainsi que les variations liées à l’âge et aux conditions de mesure. Il existe également des différences importantes entre espèces ; chez les primates comme le singe, la proportion de la voie accessoire est plus élevée que chez l’humain.

3. Structure anatomique des voies d’écoulement

Voie uvéosclérale

Parcours de la voie

Angle de la chambre antérieure : L’humeur aqueuse pénètre dans les espaces intercellulaires de la partie antérieure du corps ciliaire

Entre les faisceaux du muscle ciliaire : Elle traverse le tissu conjonctif entre les faisceaux musculaires du stroma ciliaire

Suprachoroïde : Elle atteint le tissu conjonctif de l’espace suprachoroïdien

À travers la sclère : Elle s’écoule hors de l’œil via le tissu conjonctif lâche autour des veines vortiqueuses, des nerfs ciliaires et des artères ciliaires

Voies auxiliaires

Voie uvéo-vortiqueuse : l’humeur aqueuse pénètre dans la choroïde et est évacuée par les veines vortiqueuses.

Voie cornéenne : l’écoulement à travers la cornée est négligeable.

Voie irienne : l’écoulement à travers l’iris est également négligeable.

Voie rétinienne : un écoulement minime se produit grâce à la fonction de pompe de l’épithélium pigmentaire rétinien.

Caractéristiques anatomiques

Il n’existe pas de membrane limitante à l’extrémité antérieure du corps ciliaire et à la surface de l’iris. Par conséquent, l’humeur aqueuse antérieure pénètre facilement dans le corps ciliaire et le stroma irien. L’humeur aqueuse qui pénètre dans le stroma ciliaire se dirige vers l’arrière de l’œil le long de l’uvée et s’écoule à l’extérieur de l’œil via la sclère. Le débit d’humeur aqueuse par la voie uvéosclérale est rapporté entre 0,2 et 0,4 µL/min.

La pression de l’espace suprachoroïdien est inférieure à celle de la chambre antérieure³⁾. Ce gradient de pression est l’une des forces qui entraînent l’humeur aqueuse de la chambre antérieure vers l’espace suprachoroïdien.

4. Méthodes de mesure

Méthode directe

Un traceur moléculaire est introduit dans la chambre antérieure, et le taux d’accumulation du traceur dans les tissus oculaires et le sang est mesuré. Cette méthode permet de quantifier à la fois l’écoulement principal et l’écoulement non conventionnel, mais nécessite une analyse histologique et n’est pas non invasive, ce qui la rend généralement difficile à appliquer chez l’homme.

Méthode indirecte

Cette méthode consiste à mesurer indépendamment la production d’humeur aqueuse et l’écoulement par la voie trabéculaire, puis à estimer l’écoulement non conventionnel par différence. Bien qu’utilisable cliniquement, la précision est limitée car il s’agit d’une estimation indirecte.

5. Signification clinique et actions pharmacologiques

Médicaments liés aux prostaglandines

Les médicaments liés aux prostaglandines sont largement utilisés comme traitement de première intention dans le glaucome. Leur mécanisme de réduction de la pression intraoculaire repose principalement sur la facilitation de l’écoulement uvéoscléral. Les mécanismes spécifiques rapportés incluent la diminution de la matrice extracellulaire dans le muscle ciliaire, l’augmentation de la biosynthèse de certaines métalloprotéinases matricielles (MMP), la relaxation du muscle ciliaire et les modifications du cytosquelette.

Tonus du muscle ciliaire et action pharmacologique

L’écoulement de l’humeur aqueuse par la voie accessoire est influencé par le tonus du muscle ciliaire.

Pilocarpine (stimulant parasympathique) : contracte le muscle ciliaire, réduisant l’espace entre les faisceaux musculaires, donc diminue l’écoulement non conventionnel.

Atropine (bloqueur parasympathique) : augmente l’écoulement non conventionnel en relaxant le muscle ciliaire.

Conditions cliniques modifiant l’écoulement

Le taux d’écoulement par la voie non conventionnelle diminue avec l’âge et la nuit. Une diminution est également observée dans le syndrome exfoliatif et l’hypertension oculaire. En revanche, il augmente dans l’iritis et le syndrome de Posner-Schlossman.

Q Pourquoi les médicaments apparentés aux prostaglandines abaissent-ils la pression intraoculaire ?

Les médicaments apparentés aux prostaglandines abaissent la pression intraoculaire en favorisant l’évacuation de l’humeur aqueuse par la voie uvéosclérale. Les mécanismes impliquent la relaxation du muscle ciliaire élargissant les espaces entre les faisceaux musculaires, l’augmentation de l’expression des métalloprotéinases matricielles (MMP) favorisant la dégradation de la matrice extracellulaire, et des modifications du cytosquelette. Ces actions améliorent la perméabilité de l’humeur aqueuse à travers le muscle ciliaire, augmentant l’écoulement par la voie non conventionnelle.

6. Physiologie de la régulation de l’écoulement

Insensibilité à la pression

Le débit d’écoulement de l’humeur aqueuse par la voie principale dépend de la pression intraoculaire et augmente avec celle-ci¹⁾. En revanche, l’écoulement non conventionnel reste constant ou n’augmente que très lentement lorsque la pression intraoculaire s’élève dans la plage de 4 à 35 mmHg. Cette propriété est appelée « insensibilité à la pression ». Il est important de noter qu’il ne s’agit pas strictement d’une « indépendance vis-à-vis de la pression », mais d’une « insensibilité à la pression ».

Modèle d’éponge élastique

Bill (1977) a proposé que la taille de l’espace interstitiel à travers le muscle ciliaire et l’espace suprachoroïdien est déterminée par l’équilibre entre la pression intraoculaire (force tendant à comprimer l’espace) et la pression interstitielle (force tendant à ouvrir l’espace). Lorsque la pression intraoculaire augmente, l’espace interstitiel se rétrécit, augmentant la résistance à l’écoulement, ce qui compense l’augmentation de la force motrice. Ce mécanisme est appelé « modèle d’éponge élastique ».

Explication par la voie des veines vortiqueuses uvéales

Lorsque la pression intraoculaire augmente, la pression dans les capillaires uvéaux augmente également. Par conséquent, le changement de différence de pression à travers la paroi capillaire est beaucoup plus faible que le changement de pression intraoculaire. Ceci est une autre explication de l’insensibilité à la pression.

Effet de la dialyse ciliaire

Lorsque le muscle ciliaire est retiré par dialyse ciliaire, la majeure partie de la résistance fournie par le muscle est perdue, et l’écoulement non conventionnel augmente de plus de quatre fois et devient dépendant de la pression. C’est pourquoi la dialyse ciliaire traumatique provoque souvent une hypotonie sévère.

Q Qu'est-ce que l'« insensibilité à la pression » de la voie d'écoulement non conventionnelle ?

Dans la voie principale, lorsque la pression intraoculaire augmente, le débit d’humeur aqueuse augmente proportionnellement (dépendance à la pression). En revanche, dans la voie non conventionnelle, le débit change très peu même si la pression intraoculaire varie entre 4 et 35 mmHg ¹⁾. On pense que cela est dû au fait que les espaces interstitiels du muscle ciliaire sont comprimés par l’augmentation de la pression intraoculaire, augmentant la résistance à l’écoulement et compensant l’augmentation de la force motrice (modèle d’éponge élastique). Cependant, lorsque le muscle ciliaire est contourné par une dialyse ciliaire, l’écoulement non conventionnel devient dépendant de la pression et le débit augmente de plus de quatre fois.

7. Recherches récentes et perspectives futures

Dispositifs MIGS ciblant l’espace suprachoroïdien

À partir de l’observation clinique que la dialyse ciliaire traumatique provoque souvent une hypotonie, l’effet hypotenseur de l’espace suprachoroïdien a attiré l’attention. De nombreux nouveaux dispositifs MIGS ciblent l’espace suprachoroïdien pour obtenir une réduction appropriée de la pression intraoculaire avec une hypotonie minimale.

Avec les dispositifs de shunt qui contournent le muscle ciliaire, la majeure partie de la résistance fournie par le muscle est perdue et la voie uvéosclérale devient dépendante de la pression. La pression intraoculaire postopératoire peut atteindre le bas de la dizaine ou même un chiffre unique.

Segmentarité de l’écoulement dans le trabéculum

L’écoulement de l’humeur aqueuse n’est pas uniforme ; il existe des régions à débit élevé, moyen et faible ²⁾. Dans les yeux glaucomateux, les régions à faible débit sont augmentées par rapport aux yeux normaux ²⁾. Les régions à haut et bas débit diffèrent dans leur composition moléculaire, et des changements moléculaires segmentaires se produisent également lors de la réponse homéostatique à la pression intraoculaire ²⁾.

Défis futurs :

Développement de techniques non invasives de mesure de l’écoulement uvéoscléral
Évaluation des résultats à long terme des dispositifs suprachoroïdiens
Élucidation plus poussée du mécanisme d’action des médicaments liés aux prostaglandines
Élucidation des mécanismes moléculaires des modifications de la voie d’écoulement non conventionnelle associées au vieillissement et au glaucome

8. Références

De Groef L, Andries L, Moons L. The zebrafish as a model for studying aqueous humor dynamics and glaucoma. Annu Rev Vis Sci. 2022;8:349-378.
Acott TS, Vranka JA, Keller KE, et al. Normal and glaucomatous outflow regulation. Prog Retin Eye Res. 2021;82:100897.
Quigley HA, Cone FE. Development of diagnostic and treatment strategies for glaucoma through understanding and modification of scleral and lamina cribrosa connective tissue. Cell Tissue Res. 2013;353:231-244.