Exploiter une IRM avec EduAnat2 pour comprendre l’origine d’une maladie de Cushing
Dans les nouveaux (2020) programmes de spécialité de terminale, la partie consacrée au stress (“Comportements et stress : vers une version intégrée de l’organisme”) représente une nouveauté pour laquelle les ressources exploitables restent pour l’instant relativement rares.
C’est notamment le cas en ce qui concerne la capacité “Interpréter des données d’imagerie médicale”, les IRM montrant une activation des amygdales étant difficiles à interpréter (voir l’article sur l’activation des amygdales lors de l’écoute de musique, sur le site académique).
Nous proposons ici une activité qui repose en partie sur l’exploitation d’une IRM anatomique montrant une tumeur de l’hypophyse. L’élève devra faire le lien entre cette tumeur et une maladie de Cushing, conformément aux attentes du B.O. (“le CRH met à contribution l’axe hypothalamo-hypophyso-corticosurrénalien”).
Présentation de l’IRM à exploiter
L’IRM est fournie aux élèves sous la forme d’un dossier nommé “IRM-a-exploiter” (que vous pourrez télécharger à la fin de l’article) contenant deux fichiers, renommés pour l’occasion (afin que le nom du fichier ne donne pas d’indice):
- IRMpatient.anat.nii.gz (l’image IRM)
- IRMpatient.anat.stl (le modèle 3D)
Le dossier contient également l’IRM d’un individu sain (IRMsain.anat).
En ouvrant l’IRM avec EduAnat2, l’élève obtient ceci :
Capture d’écran d’EduAnat2
Comme on peut le constater, une tumeur est nettement visible au niveau de l’hypophyse.
En corrélant cette observation à d’autres documents, l’élève conclura que l’origine des maux de ce patient est une tumeur de l’hypophyse, à l’origine d’une sécrétion accrue d’ACTH et donc de cortisol.
A noter : il s’agit précisément ici d’un macroadénome hypophysaire. Le patient dont provient cette image ne souffrait pas d’une maladie de Cushing malgré un taux anormalement élevé de cortisol. Il était également atteint d’anomalies de la vision (quadranospie bitemporale). Bien entendu, cela ne gêne en rien l’exploitation de cette imagerie dans le cas de cette étude fictive.
Présentation des documents complémentaires
Seule, l’IRM ne permet pas d’établir un diagnostic. C’est en croisant l’observation de la tumeur hypophysaire avec d’autres documents que l’élève pourra conclure que l’origine des symptômes dont souffre le patient provient d’un taux anormalement élevé de cortisol, lui même consécutif d’un taux anormalement élevé d’ACTH, produite en excès par une hypophyse hypertrophiée.
Document 1 : tableau clinique du patient
Le patient est une femme de 36 ans souffrant depuis quelques années d’une obésité frappant surtout le haut du corps. Son visage est devenu bouffi (en partie à cause d’une rétention d’eau dans les tissus) et souvent rouge en moins d’une année. Elle présente également un hirsutisme (pilosité anormale) et une forte acné. Enfin elle est également atteinte depuis peu de diabète de type 2 (glycémie à jeun mesurée à 1,8 g.L-1 (valeur de référence < 1,26 g.L-1)).
Photographie du visage du patient. Crédits : Ozlem Celik, Mutlu Niyazoglu, Hikmet Soylu et Pinar Kadioglu
Document 2 : dosages hormonaux
Les médecins soupçonnant un déséquilibre hormonal, le patient est hospitalisé afin que soient réalisés sur lui une série de dosages hormonaux sériques (dosages réalisés à partir de prélèvements sanguins).
Les résultats de ces dosages sont rassemblés dans le tableau ci-dessous**, ainsi que les valeurs de références pour un patient sain.
| Hormone | Concentration mesurée chez le patient | Valeurs de référence | Mode d’action / effets |
| Insuline | 140 pmol.L-1 | 14 à 140 pmol.L-1 | Fait baisser la glycémie, favorise le stockage des graisses et du glycogène. |
| Glucagon | 20 pmol.L-1 | 15 à 55 pmol.L-1 | Augmente la glycémie |
| Cortisol | 220 nmol.L-1 | < 50 nmol.L-1 | Augmente la glycémie, inhibe le système immunitaire. Modifie l’équilibre hydrominéral (rétention d’eau), lorsqu’il est élevé. |
| ACTH* | Elevée | Indétectable | Stimule la sécrétion de cortisol. |
* hormone sécrétée par l’hypophyse et stimulant la sécrétion de cortisol par la glande corticosurrénale
** NB : ces valeurs sont fictives
Document 3 : IRM cérébrale du patient
Il s’agit d’un dossier (téléchargeable en bas de cet article sous la forme d’une archive zip) contenant l’IRM cérébrale du patient et l’IRM du sujet sain.
Remarque : l’IRM cérébral montrant la tumeur hypophysaire sera bientôt intégrée à la banque Neuropeda, dans le dossier “Tumeur cérébrale”, sous le nom IRMsujet12225PathologieTumeurHypophyse-T1Gado.anat.nii.gz
Document 4 : IRM abdominale du patient
L’IRM abdominale révèle une glande surrénale d’aspect normal.
IRM montrant l’aspect normal de la glande surrénale de la patiente.
Source : https://radiopaedia.org/
Scénario pédagogique
Une possibilité consiste à utiliser le document 1 , qui présente le cas clinique, comme document d’appel, et de donner comme objectif aux élèves d’exploiter le matériel mis à leur disposition, ainsi que ses connaissances, pour déterminer la cause du mal dont souffre le patient.
A partir du document 2, l’élève va constater que les taux sanguins de cortisol et d’ACTH sont anormalement élevés. L’insulinémie est également très haute.
En utilisant ses connaissances, l’élève peut déjà en déduire que le taux élevé de cortisol du patient est probablement à l’origine de l’hyperglycémie chronique dont il souffre. Cela explique également le taux élevé d’insuline (dont la sécrétion est stimulée par cette situation d’hyperglycémie). Toujours d’après ce tableau, l’élève peut déduire que le visage gonflé résulte probablement des perturbations hydrominérales induites par le cortisol à haute concentration, et également soupçonner que l’origine de l’obésité est à rechercher au niveau du fort taux d’insuline.
Reste à déterminer l’origine de ce taux élevé de cortisol. Bien entendu ce dernier est à mettre en relation avec le taux élevé d’ACTH, hormone hypophysaire qui en stimule la libération. Ainsi on peut déjà supposer que l’origine anatomique de l’anomalie est à rechercher au niveau de l’hypophyse (qui sécrèterait trop d’ACTH) et non au niveau des glandes surrénales. En effet, dans ce dernier cas, le taux d’ACTH devrait être très bas vu que sa production est inhibée par le cortisol.
L’exploitation des 2 IRM permet à l’élève de confirmer cette hypothèse. L’IRM abdominale étant normale, on écarte définitivement l’hypothèse d’une anomalie des surrénales. Par contre, en comparant avec EduAnat2 l’IRM d’un individu sain à celui du patient, l’élève identifiera immédiatement une masse claire de grande taille au niveau de l’hypophyse.
L’élève conclura que l’hypophyse du patient présente une anomalie (visible sous la forme d’une masse claire, il n’est pas attendu qu’il parle de tumeur) certainement à l’origine d’une forte sécrétion d’ACTH et donc de cortisol. C’est cette cortisolémie très élevée qui est à l’origine des maux du patient (rétention d’eau, glycémie élevée et indirectement obésité).
