Système Nerveux Autonome

DIPLÔME UNIVERSITAIRE DE NEUROREANIMATION
Paris, 25 janvier 2013
Réponse à l’agression:
Evaluation du système nerveux autonome
Dr Odile Viltart, PhD, MCU
[email protected]
INSERM U 837, JPArc
Université Lille Nord de France (USTL), Lille
Système Nerveux Autonome
Subdivisions en deux sous systèmes :
Système sympathique (orthosympathique, )
ergotrope = (producteur d’énergie);
contrôle les organes en situation de stress
Système parasympathique (para  )
trophotrope (restaure énergie);
contrôle les organes lorsque le corps est au repos
Maintien de l’homéostasie par le contrôle des fonctions vitales
À chaque situation le
corps répond de façon
stéréotypée, par des
changements
biochimiques
identiques
Neurones sympathiques
préganglionnaires:
corne intermédiolatérale
de la moelle (ILM)
Neurones
parasympathiques
préganglionnaires:
Bulbe
moelle sacrée
FUITE ou COMBAT ou IMMOBILITE?
Activation du système nerveux autonome
Rythme cardiaque

Pression artérielle

Transpiration

Audition /vision

Comportement sexuel

Extrémités (mains / pieds)
 T°
Localisation des centres autonomes
Para:
Centres « inférieurs »
 : moelle épinière
Cornes latérales
(segments spinaux T1 à L2)
* tronc cérébral : noyaux moteurs des nerfs
crâniens III, VII, IX et X
* moelle épinière sacrée: segments S2 à S4
Localisation des centres autonomes
Centres « supérieurs »
Hypothalamus
Cortex cérébral
Système limbique
Hypophyse
Le contrôle de l’homéostasie est
assuré par plusieurs noyaux
hypothalamiques:
Ces noyaux reçoivent
l’information:
1) Système sanguin
2) Récepteurs périphériques
(peau ou organes)
3) Récepteurs sensoriels
http://web.bvu.edu/faculty/ferguson/Course_Material/BioPsych/
Chpt9_Sleep_Dreams.html
ganglion
récepteurs
nicotiniques
ACh
()
relais ganglionnaire:
neuromédiateur =
Acétylcholine (ACh) via
récepteurs nicotiniques
Noradrénaline ( )
Les médiateurs du système sympathique
récepteurs
adrénergiques (a et b)
effecteur
tissu cible
Muscles lisses
Viscères
Glandes…
synapse terminale:
neuromédiateur = noradrénaline
Acétylcholine – récepteurs nicotiniques
Noradrénaline – récepteurs a et b
Les médiateurs du système sympathique:
Cas de la MEDULLO-SURRENALE
Neurone
Neurone
préganglionnaire
préganglionnaire
(Moelle
(Moelle
Epinière)
Epinière)
Les médiateurs du système Parasympathique
Moelle
épinière
OU
Tronc cérébral
récepteurs
nicotiniques ( )
récepteurs
muscariniques ( )
ganglion
ACh
ACh
()
()
relais ganglionnaire
neuromédiateur = ACh via
récepteurs nicotiniques
effecteur
tissu cible
Muscles lisses
Viscères
Glandes…
Synapse terminale
neuromédiateur = ACh via
récepteurs muscariniques
Acétylcholine – récepteurs nicotiniques PUIS muscariniques
Fonctions du système nerveux autonome
Le système sympathique :
Le système parasympathique :
* Actions dans des situations de
stress et d’urgence
* Activité régulée essentiellement
par les catécholamines :
noradrénaline et adrénaline
* Régénération et constitution de
réserves corporelles
* Activité médiée exclusivement par
l’acétylcholine
(Exemple = repos post-prandial)
stimule les organes nécessaires à la
réalisation de l’action (coeur, poumons)
et inhibe les organes impliqués dans la
synthèse métabolique (tractus gastrointestinal)
stimule les organes impliqués dans
la synthèse métabolique (tractus gastrointestinal) et inhibe les organes
consommant de l’énergie (coeur,
poumons)
=> il favorise le catabolisme
(= consommation des réserves
énergétiques).
=> il favorise l’anabolisme
(= constitution des réserves énergétiques).
Interactions SNC / SNA / Système immunitaire
STRESS
Système
limbique
Cortex
Système
nerveux
autonome
Hypothalamus
CRH
Médullosurrénale
Corticosurrénale
NAd // Ad
Cortisol
Nerfs
périphériques
NAd / ACh
activation
inhibition
Système
immunitaire
IL-1, 2, 6..
TNF a
IFN a, g
PAF
Sepsis et système parasympathique
Daniel Rittirsch, Michael A. Flierl, and Peter A. Ward Nat Rev Immunol. 2008; 8(10): 776–787
Cellules immunitaires et système nerveux autonome:
=> système parasympathique
* Récepteurs nicotiniques sur les macrophages
Voie cholinergique
anti-inflammatoire
Borovikova… Tracey, Nature (2000 )
Vagus nerve stimulation attenuates the
systemic inflammatory response to endotoxin.
Culture de macrophages
humains + LPS
In vivo, après injection LPS (rat)
Diminution dosedépendante de :
TNFa
IL-1b
IL-6
Cellules immunitaires et système nerveux autonome:
=> système parasympathique
Stimulation du nerf vague ne
diminue pas la production de
TNFa chez des souris KO (a7 -/) pour la sous-unité a7 du
récepteur nicotinique
Augmentation de la production de
cytokines chez les souris a7 -/- lors d’une
endotoxémie (LPS en ip)
= >Rôle du nerf vague (parasympathique) et de la neurotransmission
cholinergique (récepteur nicotinique sous unité a7)dans la réduction de
l’inflammation lors d’un choc septique
Cai et al., 2010 Novel Insights for systemic inflammation in sepsis and
hemorrhage, Mediator of Inflammation
CONCLUSION 1 : Système parasympatique et
réponse à l’agression (sepsis)
➠ Inflammation est sous le contrôle du SNA (système
parasympathique) qui peut moduler la réponse inflammatoire
en inhibant la production de cytokines pro-inflammatoires.
Ce concept => « réflexe inflammatoire »
Tracey KJ, Nature, 420 (2002)
➠ Rôle essentiel du nerf vague
En particulier la branche du nerf vague qui innerve la rate
=> crucial dans la suppression de la
synthèse de cytokines dans le sepsis (rate =
source importante de TNF durant sepsis
=> si splénectomie=> diminution des
niveaux de TNF sériques et hépatiques
chez souris septiques.
Sepsis et système sympathique
Daniel Rittirsch, Michael A. Flierl, and Peter A. Ward Nat Rev Immunol. 2008; 8(10): 776–787
Implication catécholamines dans le choc septique
Phase précoce du sepsis : concentrations élevées de catécholamines
=> booste la réponse inflammatoire initiale
Phase tardive du sepsis : déplétion en catécholamines
=> problèmes cardiovasculaires (apoptose des cellules chromaffines ?)
Provenance des catécholamines
=> cellules chromaffines de la médullosurrénale
=> leucocytes (action paracrine et autocrine des
catécholamines sur les cellules du système immunitaire)
Action des catécholamines
=> activité pro- (a2 récepteurs, macrophages) et antiinflammatoire (b2 récepteurs sur L et monocytes)
=> altération trafic des lymphocytes, perfusion vasculaire,
prolifération cellulaire, apoptose, production cytokines…
=> stimulation de la prolifération bactérienne dans
système gastro-intestinal => bactériémie
* « early course of
severe sepsis »
* Analyse spectrale du
rythme cardiaque
=> Concentrations élevées de catécholamines circulantes
=> Modulation sympathique du cœur et des vaisseaux inappropriée, élevée (réduction
de la composante basse fréquence) => problèmes cardiovasculaires
Macrophages + LPS => libération de noradrénaline - adrénaline /
présence des enzymes des catécholamines (TH et dopamine béta
hydroxylase
Cellules immunitaires et système nerveux autonome:
=> système sympathique / effet du stress ?
* Récepteurs adrénergiques a et b2 sur LT et LB
* Récepteurs adrénergiques a2 et b2 sur les macrophages
Broug-Holub et al. AmJ Resp Cell Mol Biol (1998)
Effect of stress on alveolar macrophages : a role of the sympathetic nervous system.
Étude in vivo et in vitro
Saline +
stress
Saline + no stress
timolol+ no stress
timolol+ stress
Effet du timolol (antagoniste
des récepteurs b) sur la
production de IL-1b chez des
rats stressés ou non
b antagonistes peuvent diminuer la libération de IL-1b de macrophages
issus de rats stressés (choc électrique « inéchappable »)
Cellules immunitaires et système nerveux autonome:
=> système sympathique / effet du stress ?
Stress social (39 jours chez le macaque Rhesus) + infection virale (SIV)
=> augmentation de la densité
d’innervation catécholaminergique
dans les ganglions lymphoïdes
=> associé à augmentation du NGF
=> associé à une diminution des IFN =>
augmentation des réplications virales
CONCLUSION 2 : Système sympathique et réponse à
l’agression (sepsis)
➠ modulation de la réponse inflammatoire à différents
niveaux par les catécholamines => active la production de
cytokines pro-inflammatoires.
➠ Rôle de l’état émotionnel dans la réponse à l’infection
=> Noradrénaline et adrénaline libérées suite stress
causé par stimulus cognitif ou non cognitif modulent :
* Production cytokines
* Fonction des macrophages
AUTRES interactions ?
Cas de la Ghréline
Ghréline ?
* Hormone libérée par estomac => action orexigène
* Passe la barrière hémato-encéphalique
Action sur le métabolisme via le nerf vague
Concentration dépendante de l’adiposité => moins importante chez
patients obèses
Le régime gras augmente l’endotoxémie et contrôle le déclenchement de
l’obésité et de l’insulinorésistance
(Cani et al, Diabetes & Metabolism ,Vol 33, 2007)
Obésité = état inflammatoire « bas grade »
Ghréline & système parasympathique
Effet d’injection de
Ghréline sur les taux de
cytokines proinflammatoires chez des
rats septiques
L’intégrité du nerf vague est essentielle
pour préserver l’effet de la ghréline sur la
production de cytokines proinflammatoires chez des rats septiques.
Ghréline & système sympathique
Altération des taux de TNF et
de noradrénaline chez les rats
septiques
=> Récupération si
injection de ghréline.
Ghréline & système sympathique
Diminution des taux de TNFa chez des rats
septiques traités avec de la ghreline
abolie si traitement avec la NAd
Diminution des taux de NAd chez des rats septiques
traités avec de la ghreline injectée en icv
CONCLUSION 3 : impact de la ghréline / état
nutritionnel sur la réponse du SNA à l’agression
➠ la ghréline peut activer la voie cholinergique antiinflammatoire via le nerf vague
➠ la ghréline possède des propriétés sympatho-inhibitrices
(inhibition de la libération de NAd) dans le sepsis
=> via un effet dans le SNC
=> diminution des taux de Ghréline dans sepsis :
permet activation du SNA sympathique
ghréline => modulateur de la balance
« sympathique/parasympathique » dans le sepsis ?
CONCLUSION
Système
sympathique
SEPSIS
Système
parasympathique
CONCLUSION
« L'esprit a une grande influence sur le corps, et les maladies ont souvent leur
origine là-bas » Molière
CONCLUSION
CONCLUSION
SNV
SI
HPA
Réponses adaptées
Réponses
Physiologiques
Retour à
l’Homéostasie
Réponses inadaptées
Surcharge Allostatique
Maladies
MORT
Facteurs de prédisposition
Etats émotionnels (anxiété
génétique vs
environnement
Facteurs prédisposants au sepsis
Défaillance du système cardiocirculatoire, Diabète de type II,
immunodépression…
sévère…)
Programmation précoce
Obésité (maladie inflammatoire bas
grade…)
CONCLUSION
CONCLUSION 2 : Système sympathique et réponse à
l’agression (sepsis)
Rôle également des
niveaux de base des
catécholamines dans la
réponse à l’infection