Transmission des messages nociceptifs et physiologie de la douleur

Neurophysiologie
Chapitre 2 :
Transmission des messages
nociceptifs et physiologie de la
douleur
Docteur Colin DERANSART
MED@TICE PCEM1 - Année 2006/2007
Faculté de Médecine de Grenoble - Tous droits réservés.
Transmission des messages nociceptifs
et physiologie de la douleur
I- Caractères généraux de la nociception
II- Mécanismes périphériques de la nociception
III- Transfert spinal et trigéminal de la douleur
IV- Voies ascendantes de la nociception
V- Centres supra-spinaux de la nociception
VI- Mécanismes de modulation de la douleur
I- Caractères généraux de la nociception
Douleur et Nociception
Composante du système somatosensoriel
Fonction=signal d’alarme destiné à prévenir l’organisme
d’une atteinte potentielle de son intégrité
Pathologie: système de détection défectueux (+/-)
Caractérisation objective difficile: Douleur=f(désagrément)
Douleur:
" Expérience sensorielle et émotionnelle désagréable associée à une
lésion tissulaire potentielle ou réelle, ou décrite en les termes d’une
telle lésion"
Association Internationale pour l'Etude de la Douleur
Douleur: aspects mental et sensoriel (psycho + physio)
Nociception: aspect sensoriel (physio)
I- Caractères généraux de la nociception
Grandes composantes de la douleur
2 Composantes:
Discriminatif
Permet l’identification de
- l’origine
- la modalité
du stimulus
- la temporalité
- l’intensité
douleur et autres
formes de sensibilité
Aversif
- caractère émotionnel déplaisant
douleur
- réponses motrices (défense, fuite, agression)
- réactions végétatives (tension, érythème)
I- Caractères généraux de la nociception
Grandes composantes de la douleur
Les quatre composantes du modèle circulaire de la douleur
(Marchand, 1995).
Comportementale
Processus mentaux
susceptibles d'influencer
la perception de la
douleur et les réactions
comportementales
qu'elle détermine
Manifestations verbales
ou non verbales
Affectiveémotionelle
Cognitive
Sensoridiscriminative
Caractère
désagréable
Localisation, nature,
intensité, durée
…«la» douleur n’existe pas…
la prise en charge d'une douleur chronique est nécessairement pluridisciplinaire
I- Caractères généraux de la nociception
Grands types de douleurs % la temporalité
Aiguës
Causées par la survenue d’une stimulation algique
(piqûre, brûlure, déchirure, contact avec un acide…)
Prolongées
Chroniques
Causées par un un processus pathologique de longue
durée (inflammation d’une articulation ou d’un foyer
tumoral)
Retentissement psychique
Pathologiques
Causées par un dysfonctionnement du SN, en dehors de tout
agent algogène identifié (ni agression, ni lésion tissulaire)
Perte de la valeur de signalisation d’un processus nocif
La douleur devient un agent pathogène à combattre en priorité
I- Caractères généraux de la nociception
Caractéristiques locales des sensations douloureuses aiguës
La stimulation initiale modifie la sensibilité aux stimulations ultérieures
Hyperalgésie primaire:
- concerne la zone primo-stimulée
- comprend:
- une hyperalgésie (pour un même stimulus la douleur est plus forte)
- une hyperesthésie (les stimulus infraliminaires deviennent douloureux)
Hyperalgésie secondaire:
- concerne les territoires voisins
- des zones saines présentent à leur tour hyperalgésie et hyperesthésie
I- Caractères généraux de la nociception
Les différents types de douleur
DOULEURS
Organiques
Psychogènes
Pathologie organique
identifiée
“Non-organique”
Dimension psychologique
Nociceptives
Neurogènes (neuropathiques)
Lésions
périphériques
Lésion du SNP ou SNC
Ex: douleur liée au diabète, thrombose
II- Mécanismes périphériques de la nociception
Nocicepteurs
! Il n’existe pas de récepteur de la douleur!
Nocicepteurs: récepteurs préférentiellement sensibles à un stimulus
nociceptif ou à un stimulus qui deviendrait nociceptif s'il se prolongeait.
Stimulus nociceptif : un stimulus est dit nociceptif lorsqu'il est capable de
produire une lésion tissulaire (stimulus qui porte atteinte à l'intégrité de
l'organisme).
II- Mécanismes périphériques de la nociception
Nocicepteurs
en général des terminaisons libres de neurones sensoriels primaires
distincts des récepteurs de la sensibilité générale (récepteurs
somesthésiques)
2 groupes: stimulations mécaniques et autres types de stimuli nociceptifs
Les nocicepteurs-mécanorécepteurs
- fibres Ad (Ø: 1-5 µm, V: 4-30 ms-1, CR:2-3 mm)
- répondent à des stimuli mécaniques intenses
Les nocicepteurs polymodaux
- fibres “C” (Ø: 0.3 – 1.5 µm, V: 0.2 – 1 ms-1)
- répondent au stimuli mécaniques intenses mais aussi à la chaleur
(45-60°C), au froid (<18°C) et à des stimuli chimiques nociceptifs par
des substances dites algogènes (T°>45°C: Ê linéaire fréquence de
décharge)
II- Mécanismes périphériques de la nociception
Nocicepteurs
Différents diamètres
Fibre myéliniques (Aδ) et amyéliniques C
Différentes vitesses de conduction
Différentes réponse: précoce et tardive
Julius D, Basbaum AI. Molecular mechanisms of
nociception.Nature. 2001;413(6852):203-210
II- Mécanismes périphériques de la nociception
Nocicepteurs
Mécanorécepteurs: surtout au niveau de la peau et des viscères
Transduction
Gillepsie GP and Walker RG. Molecular basis of
mechanosensory transduction (2001) Nature 413(6852):194202.
II- Mécanismes périphériques de la nociception
Nocicepteurs
Nocicepteurs polymodaux
à l’inverse des autres récepteurs
sensoriels (lumière, odeurs), ils
utilisent une grande diversité de
mécanismes de transduction
TRPM8
TRPA1
MEC-4, MEC-10
DEG/ENaC
ASIC (Acid sensing ion
channel)
DEG/ENaC
TRPV1, TRPV2…
TRP channels (transient receptor potential) canaux à cations, la plupart mis en jeu
par la liaison de liguands ou des changements de température (Clapham et al., 2003)
DEG/ENaCs (degenerin/epithelial sodium channel) canaux Na+ insensibles au
voltage bloqués par l’ amiloride (Kellenberger and Schild, 2002).
Julius D, Basbaum AI. Molecular mechanisms of nociception.Nature. 2001;413(6852):203-210
II- Mécanismes périphériques de la nociception
Nocicepteurs
La soupe inflammatoire
Chacun de ces facteurs va
sensibiliser ou exciter les
terminaisons.
L’activation du nocicepteur va:
(1) transmettre des messages
afférents à la ME
(2) initier le processus
d’inflammation
neurogénique
Julius D, Basbaum AI. Molecular mechanisms of
nociception.Nature. 2001;413(6852):203-210
II- Mécanismes périphériques de la nociception
Nocicepteurs
Modulation des mécanismes de transduction
Potentialiser la douleur localement: sensibilisation
Modification de l’excitabilité d’un nocicepteur suite à son activation
par les produits issus des processus lésionnels et inflammatoires:
importance des voies de signalisation intracellulaires.
Julius D, Basbaum AI. Molecular mechanisms of
nociception.Nature. 2001;413(6852):203-210
II- Mécanismes périphériques de la nociception
Nocicepteurs
Modulation des mécanismes de transduction
Calmer la douleur localement
A. Khodorova et al., (2003) Endothelin-B receptor activation triggers an endogenous
analgesic cascade at sites of peripheral injury. Nat. Med. 9, 1055–1061.
Nicol GD (2004) ET-phone the pain clinic. Trends Neurosci. 27(4):177-80
II- Mécanismes périphériques de la nociception
Trajet et site de terminaison des
fibres afférentes nociceptives
Trajet
Tissus
superficiel ou
profond
FL
Pour la plupart des FAP nociceptives, dans la moelle:
- 2 branches (asc. et descendante) = faisceau de Lissauer
- term. à destination subst. grise
- ± 2segments spinaux de part et d’autre sont innervés
FL: diffusion des infos aux métamères adjacents
et organisation de réflexes plurisegmentaires
II- Mécanismes périphériques de la nociception
Trajet et site de terminaison des
fibres afférentes nociceptives
Site de terminaison
Zone marginale
de Waldeyer
Subst.
gélatineuse de
Rolando
II- Mécanismes périphériques de la nociception
Neurotransmetteurs des afférents nociceptifs
Substance P
Famille des tachykinines (=Neurokinines)
Arg-Pro-Lys-Pro-Glu-Glu-Phe-Phe-Gly-Leu-Met
Synthèse: par épissage alternatif de la PPTA
Transmission spinale (« wind-up »: sommation temporelle)
Récepteurs: NK1 (SP), NK2 et NK3 (NKA/B)
Couplage: PLC-> IP3+DAG-> Ca++->PKC
Libération: inhibée par opioïdes des IN spinaux
Inactivation: protéase membranaire
II- Mécanismes périphériques de la nociception
Neurotransmetteurs des afférents nociceptifs
Substance P
Injection intralombaire de SP-Saporine
Révélation des fibres SP+ 28 jours après
Contrôle (NaCl)
SP-Saporine
Lame I: fibres SP+
Non modifiée
Douleur mécanique
et thermique
Lame I: fibres SP+
Diminuée
Rôle de la SP dans la génèse et le maintien de la douleur
Mantyh, P.W., et al. (1997) Inhibition of hyperalgesia by ablation of lamina I spinal
neurons expressing the substance P receptor. Science 278(5336): 275-279.
II- Mécanismes périphériques de la nociception
Neurotransmetteurs des afférents nociceptifs
Substance P
Rôle dans l’inflammation neurogène
III- Transfert spinal et trigéminal de la douleur
Neurones spinaux associés à la nociception
2 types cellulaires principaux:
- Neurones à Haut Seuil d’excitation (NHS)
- Neurones convergents (NC)
NBS
NC
NHS
Neurones à Haut Seuil d’excitation (NHS)
Spécifiques de la nociception: insensibles aux stimulations indolores
Localisation: lames I et II (partie externe), peu nbx dans lame V
Propriétés: petit CR, présentent phénomène de sensibilisation
Connexions: FAP Ad et C; cell. propriospinales et à projections
supraspinales
Fonction: dans lame I (petit CR) valeur localisatrice; dans l’ensemble
participation aux phénomènes d’hyperalgésie et hyperesthésie
Hyperalgésie: réponse exagérée à une stimulation qui normalement est
douloureuse.
Hyperesthésie: sensibilité exagérée à une stimulation, à l’exception des
systèmes sensoriels spécifiques.
III- Transfert spinal et trigéminal de la douleur
Neurones spinaux associés à la nociception
Neurones convergents (NC)
NBS
NC
NHS
A large gamme de réponse («wide dynamic range » (WDR))
Localisation: V, II et I (VII et VIII)
Propriétés: CR étendus, hétérogènes (de fait activés par une grande variétés de
stimuli: ttes les FAP: convergence), présentent le phénomène de sensibilisation
Réponse aux fibres C:
très vive (Fqce NC > Fqce fibres C)
stim. répétitive: la réponse des NC augmente (sommation temporelle)
Connexions: FAP gros Ø: monosyn.; cell. propriospinales et à projections
supraspinales. Afférences issues des syst. de contrôle descendants.
Fonction: valeur temporelle (irradiation); mesure de l’intensité; comme les NHS,
participation aux phénomènes d’hyperalgésie et hyperesthésie; à l’origine des
douleurs projetées
III- Transfert spinal et trigéminal de la douleur
Neurones spinaux associés à la nociception
Neurones convergents (NC)
Douleurs projetées
Un même neurone peut recevoir des messages
en provenance de la peau et du cœur.
(ex : la douleur angineuse est ressentie au niveau de la face interne
du bras gauche dans le territoire C8 gauche).
III- Transfert spinal et trigéminal de la douleur
Elaboration spinale du message nociceptif
III- Transfert spinal et trigéminal de la douleur
Elaboration spinale du message nociceptif
Le wind-up
Le wind-up est une facilitation progressive, dépendante de la fréquence, de
la réponse d’un neurone soumis à une application répétitive d’un stimuli
d’intensité constante (goutte d’eau chaude)
Initialement décrit en 1965 par Lorne Mendell
Saturation
Herrero JF et al. (2000) Wind-up of spinal cord neurones and pain sensation:
much ado about something? Progress in Neurobiology, 61 (2) 169-203
III- Transfert spinal et trigéminal de la douleur
Elaboration spinale du message nociceptif
Modulation du signal par les peptides opioïdes endogènes
Peptides opioïdes
Enképhalines (5 AA)
Leu-enképhaline: Tyr-Gly-Gly-Phe-Leu
Met-enképhaline: Tyr-Gly-Gly-Phe-Met
Endorphines (peptides + longs)
β-endorphine: Tyr-Gly-Gly-Phe-Met….
Néoendorphines et dynorphines (peptides + longs que les enk.)
α-néoendorphine: Tyr-Gly-Gly-Phe-Leu…
β-néoendorphine
dynorphine A
dynorphine B
Endomorphines (4 AA) (haute affinité et grande sélectivité pour les récepteurs µ)
Endomorphines 1: Tyr-Pro-Trp-Phe-NH2
Endomorphines 1: Tyr-Pro-Phe-Phe-NH2
Nociceptine
(Orphanine Q)
III- Transfert spinal et trigéminal de la douleur
Elaboration spinale du message nociceptif
Modulation du signal par les peptides opioïdes endogènes
Récepteurs morphiniques ou opioïdes
III- Transfert spinal et trigéminal de la douleur
Elaboration spinale du message nociceptif
Modulation du signal par les peptides opioïdes endogènes
Structure des recepteurs opioides
Waldhoer M et al. (2004) Opioid receptors.Annu Rev
Biochem. 73:953-90
III- Transfert spinal et trigéminal de la douleur
Elaboration spinale du message nociceptif
Modulation du signal par les peptides opioïdes endogènes
Effets associés aux principaux récepteurs opioïdes
Analgésie
Supraspinale
Spinale
Périphérique
Dépression respiratoire
Contraction pupillaire
Diminution de la motilité intest.
Euphorie
Dysphorie
Sédation
Dépendance
μ
δ
κ
+++
++
++
+++
++
++
+++
++
+++
++
++
++
-
+
++
+
+
+++
++
+
III- Transfert spinal et trigéminal de la douleur
Modulation spinale de la douleur / Contrôle segmentaire
Le contrôle de la porte d’entrée (gate control)
Patrick D. Wall & Ronald Melzack
Brain, 1962
« I think three people read the paper… »
Ronald Melzack & Patrick D. Wall
Science, 1965
III- Transfert spinal et trigéminal de la douleur
Modulation spinale de la douleur / Contrôle segmentaire
Le contrôle de la porte d’entrée (gate control)
• les fibres Ab (rapides) et C (lentes) stimulent
un neurone nociceptif (NHS ou NC)
Contrôle cognitif
Contrôle
inhibiteur
descendant
Nociception
Somesthési
e
• Les fibres sensorielles
“claquent la porte au nez” aux
informations nociceptives qui
arrivent après.
Ab
E
La stimulation de N ne sera nociceptive que
si elle peut se soustraire à l’influence inhibitrice
des interneurones enképhalinergiques (E)
activés par les fibres Ab
z
N
C
ce contrôle ascendant (bottom-up) localisé au
niveau spinal est lui-même influencé par des
voies descendantes d’origine centrale (top-down)
z
III- Transfert spinal et trigéminal de la douleur
Modulation spinale de la douleur / Contrôle segmentaire
Le contrôle de la porte d’entrée (gate control theory)
3 Facteurs impliqués dans l’ouverture et
la fermeture de la porte
• L’activité des FAP nociceptives
• L’activité des autres fibres périphériques
• Les messages afférents issus du cerveau
III- Transfert spinal et trigéminal de la douleur
Modulation spinale de la douleur / Contrôle segmentaire
Le contrôle de la porte d’entrée (gate control theory)
Conditions d’ouverture
de la porte
•
Conditions physiques
Conditions de fermeture
de la porte
•
– Médication
– Contre-stimulation (chaleur, massage)
– Etendue de l’atteinte
– Niveau d’activité inapproprié
•
Conditions émotionnelles
•
Conditions mentales
– Focalisation sur la douleur
– Ennui
Conditions émotionnelles
– Emotions positives
– Repos, relaxation
– Anxiété & inquiétude
– Tension, dépression
•
Conditions physiques
•
Conditions mentales
– Concentration ou distraction intense
– Implication, intérêt dans les activité de la
vie courante
Transmission des messages nociceptifs
et physiologie de la douleur
I- Caractères généraux de la nociception
II- Mécanismes périphériques de la nociception
III- Transfert spinal et trigéminal de la douleur
IV- Voies ascendantes de la nociception
V- Centres supra-spinaux de la nociception
VI- Mécanismes de modulation de la douleur
IV- Voies ascendantes de la nociception
Organisation hiérarchique générale
3 étages:
Périphérique: perception, transmission, modulation (E.T.!)
- récepteurs, nerfs périphériques sensitifs, neuromédiateurs
Spinal: modulation
- « wind-up »
- « gate-control »
Supraspinal: intégration -> douleur
(aspect subjectif, émotif (angoisse,…))
- 5-HT, NA, enképhalines,…
IV- Voies ascendantes de la nociception
Organisation des voies somesthésiques
SYSTEME
LEMNISCAL
(information)
SYSTEME
EXTRALEMNISCAL
(Alarme)
Cortex
cérébral
SYSTEME
SPINO-CEREBELLEUX
(réglage suprasegmentaire du tonus
musculaire postural)
Cortex
cérébral
Cervelet
- Voies de la sensibilité
extéroceptive
Voie lemniscale
Tronc
cérébral
Tronc
cérébral
Tronc
cérébral
Moelle
épinière
Moelle
épinière
Moelle
épinière
(=voie des colonnes dorsales)
Voie extra-lemniscale
(=voie spino-thalamique)
Sensibilités superficielles
comprenant:
-sens. tactile épicritique
-sens. annexée aux poils
- Voies de la sensibilité
proprioceptive
Sensibilités profonde ou
proprioceptive consciente ou
articulaireou sens des position
Voies spino-thalamiques
Sensib. tactile protopathique
(tact approximatif)
Baresthésie (sensibilité aux
pressions)
Pallesthésie: sensibilité
vibratoire
Sensib. thermo-algésiques:
- sens. thermique (froid/chaud)
- douleur superficielle
(terminaisons libres de la
douleur, dans l’épiderme)
Sensib. spino-cérébelleuse ou
proprioceptive inconsciente
Organisation des voies somesthésiques
Fissure longitudinale
Voie extra-lemniscale
Corps calleux
Ventricule latéral
Diagramme schématique du
tractus spinothalamique antérieur
(=ventral ou paléospinothalamique) Capsule interne
IIIème ventricule
Gyrus postcentral du
cortex cérébral (aires1,
2, 3)
Thalamus: n. VPL
et Intralaminaires
(Neurones III)
Sillon latéral
Sensib. tactile protopathique
(tact approximatif)
Faisceau
spinothalamique
antérieur
Douleur profonde
(Neurones II)
Corne dorsale
Collatérale ascendante
Neurones I des ganglions spinaux
des racines dorsales
Colonne dorsale
Corne ventrale
Colonne ventrale
Organisation des voies somesthésiques
Fissure longitudinale
Voie extra-lemniscale
Gyrus postcentral du
cortex cérébral (aires1,
2, 3)
Corps calleux
Diagramme schématique du
tractus spinothalamique latéral
(=dorsal ou néospinothalamique)
Ventricule latéral
Capsule interne
Sensib. thermo-algésiques:
- sens. thermique (froid/chaud)
- douleur superficielle
(terminaisons libres de la
douleur, dans l’épiderme)
Sillon latéral
Thalamus: n. VPL,
intralaminaires
(Neurones III)
IIIème ventricule
Faisceau
spinothalamique latéral
Neurones I des ganglions spinaux
des racines dorsales
(Neurones II)
Colonne dorsale
Corne dorsale
Neurone sensoriel
Nerf spinal
Corne ventrale
Motoneurone
Colonne ventrale
Interneurone
IV- Voies ascendantes de la nociception
Autre critère de distinction entre ces voies:
Voies sensori-discriminatives: perception et détection du stimulus
(modalité, intensité, localisation, durée)
Voies motivo-affectives : relation entre douleur et humeur,
attention et mémoire, capacités de gestion et de tolérance et
rationalisation aspect désagréable de la douleur
Une même voie peut gérer simultanément ces deux composantes
Il n’existe pas de prédominance fonctionnelle d’une voie par rapport à l’autre
Voies monosynaptiques et polysynaptiques: critère anatomique
Voies sensori-discriminatives et motivo-affectives: critère fonctionnel
Millan MJ (1999) The induction of pain: an integrative review. Prog. in Neurobiol 57, 1-164.
IV- Voies ascendantes de la nociception
Voies monosynaptiques et polysynaptiques
1- Spinothalamique
2- Spinoréticulaire
3- Spinomésencephalique
4- Spino-ponto-amygdalienne
5- Spinohypothalamique
6- Spinocervicothalamique
7- Cordonale dorsale post-synaptique
Almeida TF et al (2004) Afferent pain pathways: a neuroanatomical review. Brain Res. 1000: 4056.Millan MJ (1999) The induction of pain: an integrative review. Prog. in Neurobiol 57, 1-164.
IV- Voies ascendantes de la nociception
PO, CM+IL
VPL, VPM
Spinothalamique
Origine: lames I et V (II, IV, VI-VIII et X)
Inputs: peau, viscères, muscles, articulations
Cible: thalamus latéral (VPL et groupe
postérieur médian CM+ IL)
Rôle:
• faisceau antérolat. (néoST -> VPL, VPM):
composante sensori-discriminative :
- intensité de la douleur
• faisceau dorsolat.(paléoST -> gpe PO,
CM+IL): composante motivo-affective :
- aspect désagréable de la douleur
Capsule
interne
SGPA
Formation
réticulaire
Formation
réticulaire
Nx gigantoparagigantocell.
Lemnisque
médian
Formation
réticulaire
• Inhibition descendante
f. dorsolatéral
Almeida TF et al (2004) Afferent pain pathways: a
neuroanatomical review. Brain Res. 1000: 40-56.
Commissure
blanche antérieure
f. antérolatéral
IV- Voies ascendantes de la nociception
Spinoréticulaire
Origine: lames I, V-VIII (X)
Inputs: peau, viscères, muscles
Cible: formation réticulaire du TC
-> thal CM+IL
Rôle: composante motivoaffective : aspect désagréable de
la douleur; éveil
• Inhibition descendante
CM+IL
VPL
Locus coeruleus
N. parabrachial lat.
Formation réticulaire
Raphé
Nx pontiques
N. gigantocellulaire
N. Supraspinal
N. Raphé magnus
N. Rétroambigu
N. Médullaire central
Nx précérebelleux
Form. Réticulaire
N. réticulaire lat.
Tractus ST ventral
Almeida TF et al (2004) Afferent pain pathways: a
neuroanatomical review. Brain Res. 1000: 40-56.
Commissure
blanche antérieure
F. antérolatéral
IV- Voies ascendantes de la nociception
N. prétectal post
SGPA
N de Darkschewitsch
N. interstitiel
de Cajal
F. spinoannulaire
Spinomésencephalique
Origine: lames I, II, IV, V, VI (VII
et X)
Inputs: peau, viscères, muscles,
articulations
Cible: mésen. (SGPA, coll>)
Rôle: composante motivoaffective, autonome, motrice
Colliculus >
F. spinotectal
N. rouge
N. EdingerWestphal
N. oculomoteur
F. spinoréticulaire
F. ST ventral
F. dorsolatéral
Almeida TF et al (2004) Afferent pain pathways: a
neuroanatomical review. Brain Res. 1000: 40-56.
F. antérolatéral
V- Centres supra-spinaux de la nociception
Thalamus & nociception:
Ava
nt
Lame médullaire
interne
N. antérieur
N. médio-dorsal
N. réticulaire
N. intralaminaires
N. ventral
postérieur
latéral
N. centromédian
N. latéral
dorsal
N. ventral
antérieur
Pulvinar
N. ventral
latéral
N. ventral
postérieur
latéral
N. latéral
postérieur
N. Ventral
postérieur
médian
Corps
géniculé
médian
Corps
géniculé
latéral
V- Centres supra-spinaux de la nociception
Thalamus & nociception:
M
L
Opposition Th latéral et Th médian
Th latéral:
-Complexe ventrobasal (VB):
Cible ppale
VPL
NCD
Corps
du système
VPM
V
Tête
lemniscal
-Thalamus postérieur (PO)
Th médian:
- Th intralaminaire (IL+CM)
V- Centres supra-spinaux de la nociception
Thalamus & nociception:
Aire cingulaire ant.
Cortex frontal
Supervision de l’attention
Inhibition motrice
Cortex somatosensoriel I
Affectif
Attention
Emotion menace
Thalamus
Cortex insulaire
Alerte
Intégration sensorielle
Médian
Latéral
SGPA
Réticulée
Voie Paléo-spino-thalamique
Lente
Faible informations spatiale C
Ad
Voie Néo-spino-thalamique
Rapide
Organisation somatotopique
V- Centres supra-spinaux de la nociception
Cortex & nociception
Cortex somesthésique: SI+SII+Cx pariétal (5 et 7)
Composantes sensori-discriminatives
V- Centres supra-spinaux de la nociception
Cortex & nociception
Composantes motivo-affectives
Nx intralaminaires -> Cx préfrontal (2)
- anticipation % analgésie / ajustement cpmtal
- responsable du caractère désagréable de la douleur
- déconnexion frontale: supprime la souffrance sans
supprimer la sensation douloureuse (SI tjrs informée)
Formation réticulée -> Aires limbiques
- cortex orbito-frontal (1)
- cortex cingulaire antérieur (5)
- cortex insulaire antérieur
- cortex limbique (4) (amygdale)
Rôle dans l'apprentissage et la mémorisation des
sensations nociceptives
Permet un comportement ultérieur adapté à des
stimulations potentiellement nocives (réponse
d'évitement, de fuites, d'anticipation...).
1. cortex orbitofrontal
2. cortex préfrontal latéral
3. cortex ventromédian
4. système limbique
5. cortex cingulaire antérieur
V- Centres supra-spinaux de la nociception
Cortex & nociception
Composantes motivo-affectives
Cortex insulaire antérieur
1. Short gyri of insula 2. Central sulcus of insula 3.
Circular sulcus of insula 4. Long gyrus of insula
Fonction:
• Associé aux fonctions viscérales
• Intègre les informations SN autonome
V- Centres supra-spinaux de la nociception
Cortex & nociception
Composantes motivo-affectives
Cortex cingulaire antérieur
Fonction:
• Coordination afférents sensoriels et émotions
• Réponse émotionnellle à la douleur
• Régulation des comportements d’aggression
V- Centres supra-spinaux de la nociception
Formation réticulée & nociception:
Grande étendue
Hétérogénéïté anatomique
Hétérogénéïté fonctionnelle (éveil,
attention, +…)
Nombreux noyaux
% nociception:
- Nx du raphé (niv. pontique et
bulbaire)
- Locus coeruleus
V- Centres supra-spinaux de la nociception
Formation réticulée & nociception:
- Nx du raphé (niv. pontique et
bulbaire)
Nx raphe magnus (NRM) + gigantoet paragigantocellulaires:
Sérotonine
V- Centres supra-spinaux de la nociception
Formation réticulée & nociception:
- Locus coeruleus
V- Centres supra-spinaux de la nociception
Formation réticulée & nociception:
Rôle des projections
ascendantes dans
l’éveil cortical
les neurones du raphé utilisent la sérotonine comme neuromédiateur
les neurones du locus coeruleus utilisent la noradrénaline
V- Centres supra-spinaux de la nociception
SGPA & nociception:
- Substance grise périacqueducale
John LIEBESKIND
Mayer et al. (1971) Analgesia from
electrical stimulation in the brainstem of
the rat. Science 174:10351-1354.
Stimulation électrique SGPA
Colonne latérale: analgésie + réaction de
défense (évitement, cambrure du dos,
vocalisations…)
Colonne ventrolatérale: analgésie + immobilité
Analgésie, bloquée par les antagonistes
opioïdes (Naloxone)
Origine de l’analgésie induite?
SGPA (niv. mésencéphalique)
V- Centres supra-spinaux de la nociception
SGPA & nociception:
Origine de l’analgésie induite par stimulation SGPA?
La plupart des projections de la SGPA vers la ME sont indirectes.
Elles se font par:
- le Noyau Raphé Magnus et formation réticulaire adjacente
- les noyaux de l’aire parabrachiale, incluant le locus ceruleus
Willis WD, Westlund KN (1997) Neuroanatomy of
the pain system and of the pathways that
modulate pain. J. Clin. Neuropysiol. 14(1)2-31
VI- Mécanismes de modulation de la douleur
(i) contrôle médullaire (théorie du portillon)
(ii) contrôle inhibiteur diffus induit par des
stimulations nociceptives (CIDN)
(iii) contrôle exercé par les centres
supérieurs du système nerveux central.
SGPA: substance grise périaqueducale
NRM: noyau raphé magnus
VI- Mécanismes de modulation de la douleur
Mécanismes
Contrôle médullaire (théorie du portillon)
la stimulation sélective des grosses fibres afférentes A-alpha (non
douloureuses) bloque les petites fibres nociceptives A-delta et C au niveau
de la substance gélatineuse de la moelle
Contrôle inhibiteur diffus nociceptif (CIDN)
la stimulation douloureuse des fibres à petits diamètres déclenche un
système d'inhibition descendant issu de la substance grise périaquéducale
et du noyau raphé magnus
Contrôle des centres supérieurs
à partir du tronc cérébral et du thalamus, les afférences nociceptives
établissent des liens, directs et indirects, vers le système limbique et le cortex
frontal. Ces régions sont étroitement associées à la mémoire et aux émotions.
Avec d'autres structures cérébrales, elles affectent la perception de la douleur
VI- Mécanismes de modulation de la douleur
Contrôle inhibiteur diffus nociceptif CIDN (« contre-irritation »)
• Une stimulation douloureuse intense inhibe une autre douleur
• Quelque soit son siège (« diffus »: ne se limite pas à la région
stimulée)
• Mécanismes: voies descendantes du tronc cérébral (NA, 5-HT)
• Des stimulations nociceptives activent un système descendant
mettant en jeu la substance grise périaquéducale, le noyau raphé
magnus et les cornes postérieures de la moelle
stimulation nociceptive des fibres à petit diamètre
Activation bulbaire: SGPA, NRM
• Diminution activité neurones
nociceptifs convergents (non spé.)
des couches I et V
• Diminution bruit de fond
somesthésique: l’activité des NHS
(spé.) ressort
La douleur n’est pas uniquement
déclenchée par des mécanismes
excitateurs mais par la perception d’un
contraste entre NHS et NC
VI- Mécanismes de modulation de la douleur
Contrôle inhibiteur diffus nociceptif CIDN
Thalamus
N. Raphé magnus
Bulbe
Stimulation nociceptive faible
5-HT
Enk
Stimulation nociceptive forte
Moelle épinière
VI- Mécanismes de modulation de la douleur
Cortex
Contrôle des centres supérieurs
Cortex cérébral
• frontal
• limbique
Thalamus
médian
Tronc
cérébral
Thalamus
latéral
Hypothalamus
SGPA
Peau (visage)
Nocicepteur
NRM
Tronc cérébral
&
Thalamus
Nerf V
Peau (tronc, membres)
Nocicepteur
Voie spinothalamique
Fibre C
Fibre Aδ
Moelle
épinière
Axone
Axone moteur
sympathique
Formation
réticulaire
latérale
Formation
réticulaire
médiane
VI- Mécanismes de modulation de la douleur
Effets
Contrôle médullaire (théorie du portillon)
• module surtout l'intensité de la douleur (composante sensoridiscriminative)
• la durée de l'analgésie dépasse souvent la période de
stimulation
Contrôle inhibiteur diffus nociceptif CIDN
• module surtout l'intensité de la douleur (composante sensoridiscriminative)
• la durée de l'analgésie persiste bien au-delà de la période de
stimulation
Contrôle des centres supérieurs
• module surtout l'aspect désagréable de la douleur
(composante motivo-affective)
• la modulation de la douleur persiste parfois bien au-delà de la
période de la pratique mentale
VI- Mécanismes de modulation de la douleur
Plan d’action
Supervision de l’attention
Inhibition motrice
Attention
Emotion
Mémoire
Localisation
Cortex
Sélection
cingulaire de réponse
antérieur
Cortex
frontal
Thalamus
Insula
Mise en alerte
Intégration sensorielle
Médian
Latéral
Cortex somatosensoriel
Localisation
Identification
Codage
Substance Attention
Eveil
réticulée
Contrôles
Réactions
au stress
Tronc
cérébral
Moelle
Schématisation et rôle des structures cérébrales d'analyse et d'intégration
Lexique
Allodynie: douleur causée par un stimulus qui normalement ne produit pas de douleur.
Analgésie: absence de douleur en réponse à une stimulation qui normalement aurait été
douloureuse
Anesthésie douloureuse: douleur ressentie dans une zone ou une région d’anesthésie.
Causalgie: syndrome combinant une douleur continue à type de brulûre, une allodynie et
une hyperpathie après une l ésion nerveuse traumatique, souvent associée à un
dysfonctionnement vasomoteur, sudoral et ultérieurement à des troubles trophiques.
Dysesthésie: sensation anormale, non douloureuse, ayant néanmoins une tonalité
nettement désagréable, qui peut être spontanée ou provoquée.
Hyperalgésie: réponse exagérée à une stimulation qui normalement est douloureuse.
Hyperesthésie: sensibilité exagérée à une stimulation, à l’exception des systèmes
sensoriels spécifiques.
Hyperpathie: syndrome douloureux caractérisé par une réponse exagérée à un stimulus qui
est répétitif et dont le seuil est augmenté.
Hypoalgésie: diminution de la douleur évoquée par un stimulus normalement douloureux.
Hypoesthésie: diminution de la sensibilité à une stimulation, exception faite des ssystèmes
sensoriels spécifiques.
Paresthésie: sensation anormale, non douloureuse, à type de fourmillements, de
picotements, d’engourdissement, qui peut être spontanée ou provoquée
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