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LE GLOSSAIRE DE LA DOULEUR
2ème partie :
LES SYSTÈMES PHYSIOLOGIQUES
DE CONTRÔLE DE LA TRANSMISSION
DU MESSAGE NOCICEPTIF
F. LISOVOSKI
(*)
Cette seconde partie du glos-
saire de la douleur vise la
compréhension de la neuro-
physiologie des contrôles inhibi-
teurs du cheminement de l’influx
nociceptif. La connaissance de ces
mécanismes fait appel à des don-
nées expérimentales et neurobiolo-
giques complexes mais indispensa-
bles pour bien appréhender l’orien-
tation des recherches en matière
d’antalgie et d’analgésie. Enfin, si
les centres de prise en charge de la
douleur se sont multipliés, cette
nouvelle discipline qu’est devenue
l’algologie a parfois pu être gal-
vaudée. La maîtrise nécessaire de
ces connaissances neurobiologi-
ques fondamentales illustre claire-
ment qu’il s’agit d’un champ d’ap-
plication de ces connaissances à
part entière.
LE CONTRÔLE
SEGMENTAIRE
Si l’on parle souvent de contrôles
descendants de la sensation doulou-
reuse, il existe aussi des modula-
tions de l'information nociceptive
au niveau spinal (contrôles segmen-
taires). Les mécanismes physiologi-
ques de contrôle peuvent se résumer
ainsi : l'intensité de la douleur peut
être modulée par la balance entre
activité des fibres nociceptives et
activité d'autres afférences (afféren-
ces médullaires ou afférences des-
cendantes). La stimulation électri-
que des fibres cutanées myélinisées
de gros calibre (normalement acti-
vées par des stimulations mécani-
ques), diminue la réponse des neu-
rones de la corne dorsale de la
moelle épinière à des stimulations
nociceptives (figure 1). Ces don-
nées expérimentales expliquent en
partie les effets favorables de l'utili-
sation thérapeutique, dans le cas de
douleurs chroniques, des techniques
de neurostimulation périphérique
de faible intensité et de fréquence
élevée. Cette stimulation est en
que). C'est la balance entre inhibi-
tion et excitation qui va régler le
niveau de décharge des neurones
convergents et donc in fine la dou-
leur.
LES CONTRÔLES
DESCENDANTS DE
LA DOULEUR
La stimulation électrique de cer-
tains noyaux centraux est anal-
gésique
Dès le début des années 70, l'exis-
tence d'un contrôle inhibiteur toni-
que s'exerçant sur les neurones noci-
ceptifs spinaux a été démontrée. La
stimulation électrique d'une struc-
ture mésencéphalique particulière,
la Substance Grise Péri Aqueducale
(SGPA) permettait d'effectuer une
laparotomie chez le rat vigile sans
que ce dernier n'exprime des signes
apparents de douleur. Ceci a conduit
à l'hypothèse d'un système analgési-
que endogène. Nous savons mainte-
nant que l'analgésie peut être déclen-
chée par la stimulation de toute une
série de sites localisés dans des
structures très diverses s'étendant du
bulbe au diencéphale (par ex : noyau
du raphé, noyau réticulaire latéral,
noyau du tractus solitaire, groupe
catécholaminergique A5, région
bulbaire rostro-ventrale, locus coe-
ruleus, aire parabrachiale, substance
grise périaqueducale, hypothalamus
latéral...).
Pour des raisons thérapeutiques,
des électrodes sont quelquefois
placées dans la substance grise péri
aqueducale, le complexe ventro
basal... de sujets humains en dou-
leur chronique. Ces sujets stimulés
sentent moins la douleur alors
qu'ils perçoivent les stimuli tacti-
les, la pression et la température de
la même façon avant et pendant sti-
mulation.
Mécanismes
L'activité des neurones spino-thala-
miques est enregistrée chez l'animal
anesthésié. Une stimulation qui
serait douloureuse si l'animal était
éveillé est appliquée dans la zone
qui se projette à la cellule enregis-
trée (figure 3a). Elle entraîne une
augmentation d'activité de la cellule
(augmentation du nombre de poten-
tiels d'action) (figure 3b).
En présence de la stimulation cen-
trale (Stim. NRM), la réponse aux
ARTICLE ORIGINAL
Le Rachis - Tome 2 - N° 6 Juin 2006 2
* Centre du Rachis, CMC Ambroise Paré,
25 Boulevard Victor Hugo, 92200 Neuilly-sur-Seine.
Figure 1 : Inhibition segmentaire de l’activité de "neurones convergents" de la corne dorsale.
D’après Handwerker HO, Iggo A, Zimmermann M, 1975. Pain 1, 147-65.
• En ordonnée est représentée l’activité des neurones convergents (exprimée en nombre de
potentiels d’action par seconde. PA / sec).
• En abscisse est représenté le temps.
A : la réponse induite par la chaleur nociceptive (A1 : 50°C) est inhibée par la stimulation des
fibres de gros calibre du nerf plantaire (A2).
B : les réponses à la chaleur nociceptive (52°C) d’un autre neurone sont inhibées par la sti-
mulation des colonnes dorsales (CD) à une fréquence de 5 Hz (B1) et 50 Hz (B2).
Figure 2 : Mécanismes de contrôle de la transmission des messages nociceptifs au niveau
médullaire. D’après Besson J.M., 1986. Médecine et Sciences 2. 493 - 500.
1. Stimulation des fibres de gros calibre Aa et Ab , entre la périphérie et la moelle.
2. Stimulation des colonnes dorsales (CD). Dans ce cas il s’agit d’une stimulation antidro-
mique des terminaisons au niveau médullaire des fibres Aa et Ab . Les fibres Aa et Ab se
terminent sur des interneurones inhibiteurs qui, à leur tour, sont connectés aux neurones
convergents. L’activation des interneurones inhibiteurs par les fibres excitatrices A et Ab
entraîne une inhibition de l’activité des neurones convergents.
Figure 3a : Effets inhibiteurs induits par les stimulations électriques du tronc cérébral (proto-
cole expérimental). D’après Oliveras J.L. et coll, 1977. Brain Research 120 ; 221 - 229.
• Coupe frontale de cerveau de chat au niveau du raphé magnus (NRM). La localisation des
sites de stimulation induisant des effets inhibiteurs (ronds noirs) ou pas d’effets (tirets noirs).
• Coupe de moelle épinière montrant l’enregistrement de l’activité d’un neurone spino-thala-
mique.
général délivrée au niveau des nerfs
périphériques par application
d'électrodes sur la peau. Le patient
règle lui-même les stimulations en
fonction de sa douleur. C'est aussi
ce mécanisme que l'on utilise lors-
que l'on se frotte vigoureusement la
peau pour soulager la douleur
déclenchée par une piqûre, un trau-
matisme, etc.
Mécanismes
Deux catégories principales de
neurones relais de la moelle épi-
nière répondent à des stimuli noci-
ceptifs : des “neurones spécifique-
ment nociceptifs” situés dans la
couche dorsale la plus superfi-
cielle et des “neurones à conver-
gence” (figure 2), situés dans les
couches plus profondes de la
moelle épinière. Ces derniers
répondent de façon préférentielle à
des stimuli nociceptifs mais pas de
façon exclusive.
Supposons qu'une stimulation
mécanique nociceptive est appli-
quée sur un morceau de peau.
Celle-ci va activer l'ensemble des
fibres Aa, Ab, Ad et C. Cette mul-
tiplicité d'influx périphériques se
retrouve dans la corne postérieure
(appelée aussi dorsale) de la
moelle où les influx convergent
notamment sur les neurones dits
“convergents”.
Plusieurs hypothèses quant au
réseau de neurones intramédullaires
responsable de ce contrôle inhibi-
teur ont été proposées. La plus sim-
ple est en figure 2 : les afférences
Aa et Ab se terminent sur des inter-
neurones inhibiteurs qui ainsi exci-
tés vont inhiber l'activité des neuro-
nes convergents et par conséquent
s'opposer à la transmission des mes-
sages douloureux. Le même effet
est obtenu en stimulant les colonnes
dorsales, lieu de passage des axones
Aa et Ab (stimulation antidromi-

fibres Ad et C est presque totale-
ment inhibée.
Une électrode de stimulation est
placée dans la SGPA ou dans le
noyau raphé afin d'effectuer une
stimulation centrale. Si la stimula-
tion centrale est appliquée de
façon concomitante à la stimula-
tion douloureuse périphérique, la
réponse de la cellule spino-thala-
mique est inhibée. Ainsi la stimu-
lation centrale diminue la réponse
des cellules spino-thalamiques à
une stimulation nociceptive.
Ces effets sont abolis par injection
I.V. de naloxone, un antagoniste
des récepteurs de la morphine
(récepteurs aux opioïdes). Ceci
suggère l'intervention de neurones
ayant pour neurotransmetteur une
morphine endogène ou endomor-
phine (telle que les enképhalines,
la b endorphine et la dynorphine).
En effet, de tels neurones ont été
mis en évidence dans la moelle
épinière. D'un point de vue anato-
mique, il est clairement établi que
les neurones du raphé se projettent
massivement au niveau de la corne
dorsale de la moelle épinière (figu-
res 4 et 5). En revanche les projec-
tions spinales directes à partir de
la SGPA sont rares et l'on admet
que cette région exerce principale-
ment son action par l'intermédiaire
du noyau raphé.
La mise en jeu de l'inhibition des-
cendante par les stimuli nocicep-
tifs eux-mêmes
Soit un neurone spino-thalamique
qui répond à une stimulation noci-
ceptive appliquée sur l'extrémité de
la patte postérieure ipsilatérale d'un
rat endormi. On observe que cette
réponse nociceptive peut être inhi-
bée par des stimulations nocicepti-
ves en de nombreux points du
corps (autres que l'extrémité de la
patte postérieure). Les stimuli non
nociceptifs sont totalement ineffi-
caces alors que de très puissantes
inhibitions sont observées lors de
l'application de divers stimuli noci-
ceptifs. Il s'agit en fait du masquage
d'une douleur par une autre douleur
appelé contrôles inhibiteurs diffus
par stimulation nociceptive (CIDN)
(figure 6). Ces effets inhibiteurs
disparaissent lorsque la moelle est
coupée au niveau cervical. Ceci
suggère que les mécanismes qui
sous-tendent ces phénomènes
impliquent des structures supra-
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Figure 3b : résultats expérimentaux.
Réponse contrôle du neurone spino-thalamique non spécifique (convergent) à la stimulation
électrique transcutanée. On enregistre d’abord la réponse rapide aux fibres Aa puis celles aux
fibres Ad et enfin C.
Figure 5 : Connexions intra-medullaires hypothétiques entre les fibres Ad ou C, les neurones
spino-thalamiques, les neurones intra-médullaires enképhalinergiques (ENK) et les voies des-
cendantes sérotoninergiques (5 HT).
Figure 6 : hypothèse concernant le support anatomique des contrôles inhibiteurs diffus des
informations nociceptives (CIDN).
spinales. En effet, les CIDN dispa-
raissent après lésion des noyaux du
raphé. Enfin le blocage des récep-
teurs sérotoninergiques ou des
récepteurs opioïdes par la naloxone
déprime les CIDN.
En résumé, les noyaux du raphé
feraient partie de la boucle de
rétro-action négative mise en jeu
par des stimulations nociceptives
intenses et entraineraient en retour
l'inhibition de la transmission des
messages nociceptifs au niveau
médullaire. Il faut que ces stimuli
soient douloureux et la puissance
de l'inhibition observée est directe-
ment liée à l'intensité des stimuli
nociceptifs diffus. Ceci est à rap-
procher des coutumes anciennes.
Dès l'antiquité on utilisait des poin-
tes de feu pour soulager certaines
douleurs, des pinces nasales chez
les bovins pour réaliser certaines
interventions douloureuses comme
la castration. Lorsque deux stimu-
lations nociceptives sont appli-
quées sur deux régions distinctes et
distantes du corps, le foyer de neu-
rones spino-thalamiques conver-
gents activés par le stimulus le plus
faible est inhibé. ■
Figure 4 : Voies descendantes de contrôle de la douleur.
• Les neurones de la substance grise péri aqueducale se projettent aux neurones du raphé. Les neurones du raphé sont sérotoninergiques. Ils se
projettent dans la corne dorsale de la moelle épinière.
• L'organisation des connexions entre axones sérotoninergiques venant du raphé, neurones enképhalinergiques intramédullaires et neurones
spino-thalamiques est hypothétique.