Trajet de la douleur

UE 5 – Physiologie – Chapitre 3
17.09.2012
Physiologie de la Douleur
I. Introduction
A. Définition
La douleur est une expérience sensorielle et émotionnelle désagréable (donc consciente) liée à une lésion tissulaire réelle ou
possible ou décrite en référence à une telle lésion.
 « En référence à une telle lésion »  douleur psychogène.
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 3 dimensions décrites par Melzack :
o Dimension cognitivo-évaluative : possibilité d’évaluer une même douleur de manière différente selon que son attention est
attirée sur la douleur ou au contraire discrète.
o Dans une expérience le seuil douloureux est abaissé si on prévient de la douleur (donc douleur apparait plus tôt pour
des stimulations croissantes). Inversement le seuil douloureux est augmenté si on le fait exercer un effort intellectuel en
même temps.
o Dimension sensori-discriminative : à partir de quand la douleur est douloureuse ? La localisation ? L’intensité ? Qualitative
(piqure, brûlure, etc.) ?
o Dimension affectivo-motivationnelle : dimension importante dans les douleurs chroniques où la douleur peut aboutir à des
perturbations de l’humeur et engendrer des états dépressifs.
B. Fonctions de la douleur
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Rôle de la douleur aigue : protection (signal d’alarme).
Application pathologique : certains patients ont une insensibilité congénitale à la douleur (extrêmement rare), sujet
dépourvus de petites fibres sensitives. Ces sujets développent des tas de lésions cutanés très importantes (nécroses,
amputations, etc.) car ils ne possèdent plus de signal d’alarme.
C. Types de douleurs chroniques
La douleur chronique (douleur > 3 mois) correspond notamment au syndrome douloureux chronique.
Le SN est très plastique, il se transforme selon l’expérience. Les gens qui ont une douleur chronique ont un système de douleur
différent.
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Douleurs d’origine nociceptive : douleur physiologique
ex : rage de dents
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Douleurs neurogènes : douleurs qui sont dus à une lésion du système nerveux. Ce sont des douleurs spontanées qui arrivent
en l’absence de stimulation nociceptives. Il en existe deux types :
o Par atteinte du SN périphérique, telle que dans les neuropathies (exemple : diabétique), dans les lésions
traumatiques (exemple : déafférentation d’un nerf).
o Par atteinte du SN central : lésions principalement au niveau des noyaux thalamiques à l’origine de douleurs
intenses appelées causalgies.
Ex : douleur sans raison à l’abdomen
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Douleurs psychogènes : douleurs dus à un processus de somatisation du vécu psychique, traitées par les psychologues et
n’intéressent pas la physiologie (souvent chez les patients dépressifs)
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II. Trajet de la douleur (périphérie  cortex)
A. Etape périphérique
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Tout ce qui se passe entre la lésion tissulaire et la stimulation des nocicepteurs.
Les nocicepteurs sont des terminaisons nerveuses libres soit :
o D’afférences cutanées : fibres δ (myélinisées) de Ø < 5µm ou fibres C (amyéliniques).
o D’afférences musculaires : fibres du groupe III et IV.
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Activation des nocicepteurs :
o Directe : mécanique, thermique, chimique.
o Indirecte :
o Par des substances algogènes.
o Par des substances qui sensibilisent les récepteurs aux substances algogènes (substances libérées par le
tissu lésé : plaquettes, polynucléaires, lymphocytes, macrophages et monocytes).
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Une lésion tissulaire crée un processus inflammatoire. Ce processus inflammatoire favorise :
o La vasodilatation des vaisseaux.
o L’extravasation (↑de la perméabilité capillaire) : permet aux cellules circulantes de sortir dans les tissus. Arrivées
dans les tissus de : macrophage, polynucléaire, plaquettes, mastocytes.
 Le processus inflammatoire entretient la douleur. Au bout d’un certain temps, la douleur n’est plus liée au traumatisme
initial mais seulement à l‘inflammation.
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Libération par ces cellules de différentes substances pro-inflammatoires :
o Les cytokines (libérées par les macrophages) qui agissent sur les fibroblastes pour la production de
prostaglandines. Les prostaglandines ont une action d’excitation des nocicepteurs.
o La bradykinine est une substance très algogène.
o La sérotonine 5-HT (libérée par les plaquettes) est une substance algogène.
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o
o
L’histamine (libérée par les mastocytes) est une substance qui peut être algogène.
Il existe d’autres substances qui ne sont pas directement algogènes (telle que le NGF) mais qui sont des facteurs de
transcription qui favorisent la synthèse de molécules qui sensibilisent le nocicepteur.
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La terminaison nerveuse libre (nocicepteur) a deux rôles :
o création de potentiels d’action à l’origine de la douleur
o Il se crée une inflammation neurogène : Les terminaisons nerveuses vont libérer des substances telles que
substance P (neuropeptide), CGRP (neuropeptide), NO.
 Ces trois substances entretiennent le mécanisme inflammatoire (favorise vasodilatation et extravasation).
= « cercle vicieux »
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Les fibres nerveuses du SN orthosympathique peuvent être stimulées et participer à l’excitation des nocicepteurs -> Leur
stimulation chronique est à l’origine des algo-neuro-dystrophies).
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Les antalgiques sont de 2 types :
o Agissent au niveau du SNC sur les récepteurs morphiniques.
o Agissent au niveau du SNP. Ce sont souvent des médicaments antalgiques et anti-inflammatoires.
Ex: L’aspirine est un inhibiteur de synthèse des prostaglandines (substances pro-inflammatoires)
-> elle diminue l’inflammation donc la douleur (effet antalgique) mais n’a aucune action sur le Système Nerveux !
-> Tous les anti-inflammatoires sont antalgiques
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Stimulation des nocicepteurs  nerf :
 remonte par la corne postérieure de la moelle épinière  se projette au niveau des cellules de la corne grise
postérieure de la moelle épinière via 2 neuromédiateurs : glutamate (excitateur) + substance P (neuropeptide).
Glutamate et Substance P sont les 2 neuromédiateurs de la douleur
et sont libérés en même temps.
o  collatérales qui agissent sur :
o Mastocytes : libération histamine.
o Plaquettes : libération de substance P et sérotonine.
o Capillaires : libération bradykinine.
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B. Projections médullaires
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Au niveau de la corne grise postérieure.
Les grosses fibres qui transportent le tact (Aα et Aβ) :
o Remontent par la voie lemniscale.
o Collatérales qui vont dans les couches IV et V de Rexed (à l’origine du faisceau spino-thalamique).
Les petites fibres qui transportent la douleur (Aδ) vont dans les couches I et II (et accessoirement V) de Rexed.
Application clinique : cette séparation nette des petites et des grosses fibres permet de faire des radicotomies sélective des
petites fibres chez des personnes ayant des algies de zona.
 Expérience sur le singe
Expérience chez le singe :
- Etude des neurones de la couche V : 2 types de cellules
o Neurones nociceptifs spécifique : neurones activés que par des stimulations nociceptives (petites fibres)
o Neurones convergents : par les petites et grosses fibres.
- On enregistre les potentiels de ces deux types de fibres nerveuses.
- Stimulations des neurones nociceptifs spécifiques :
o Mouvement de poils  pas d’activation.
o Pression  pas d’activation.
o Pincement  pas d’activation.
o Pincement intense  activation.
 Ces neurones ne s’activent que par une stimulation douloureuse.
- Stimulations des neurones convergents :
o Mouvement de poils  activation.
o Pression  activation.
o Pincement  activation.
o Pincement intense  activation plus forte.
 Ces neurones s’activent pour une stimulation douloureuse et pour une stimulation mécanique.
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C. Voies ascendantes
a) Faisceau néo-spinothalamique
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Relais dans la corne antérieure de substance grise de la moelle épinière.
Relais dans noyau postéro-ventro-latéral du thalamus.
Pour le N. trijumeau V :
o Les fibres nociceptives rentrent au niveau de la protubérance.
o Descendent pour faire relais dans la partie descendante du noyau du V.
o Relais dans le noyau trijuminal.
o Remontent.
b) Faisceau paléo-thalammmique
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1er relais : corne antérieure de la substance grise de la moelle épinière.
Decussation.
2ème relais : noyau intralaminaires du thalamus.
Mais envois des collatérales pour faire des projections :
o Au niveau de la réticulée.
o Au niveau du bulbe.
o Au niveau de l’amygdale (structure dans le lobe temporal, impliqué dans la physiologie des émotions).
Des informations douloureuses montent et projettent sur l’amygdale pour générer des émotions, sans pour autant projeter
sur le cortex sensitif (information douloureuse peut générer des émotions sans qu’on soit conscient de la douleur).
o Au niveau de l’insula.
o Au niveau du cortex cingulaire.
o Au niveau de l’hypothalamus : stimulation de l’axe corticotrope. Douleur à l’origine d’une libération de cortisone et
de noradrénaline.
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Ces projections sont impliquées dans les signes neuro-végétatifs qui accompagnent une stimulation douloureuse.
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Application expérimentale : stimulation douloureuse sur l’animal à l’origine d’une tachycardie, d’une hypertension, d’une
sudation, mydriase.
c) Douleur viscerale
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Trajet particulier :
Passe dans les ganglions postérieur.
Relais dans les fibres de la partie très médiane de la substance grise.
Empreinte les cordons postérieurs.
Puis croise la ligne médiane.
Rejoint les thalamus.
Projection surtout dans l’insula.
d) Résumé
Plusieurs composantes dans la douleur :
o Composante perceptive : renseigne sur la localisation de la douleur, intensité, localité  fonction du néospinothalamique sur le cortex sensoriel primaire et secondaire.
 Cortex sensoriel primaire : circonvolution frontale ascendante.
o Composante affective/émotionnelle et neuro-végétative  fonction du système réticulo-thalamique/paléothalamique qui projette sur :
o Le cortex cingulaire antérieur.
o L’insula.
o L’amygdale temporale : structure capitale dans la physiologie des émotions.
o L’hypothalamus : responsable de la composante neuro-végétative de la douleur. En cas de
douleur (=situation de stress) il y a une mydriase, hypersudation, tachycardie, etc. qui témoignent de la
mise en jeu du système orthosympathique.
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III.
III. Mécanismes de contrôle de la douleur
A. 1. Mécanisme de contrôle inhibiteur déclenché par des afférences segmentaires
1. Gate-controle
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Gate-control (ou controle-porte) : les grosses fibres myélinisées (Aα et Aβ) qui transportent le tact exercent une influence
inhibitrice sur les petites fibres (Aδ et C) qui elles véhiculent l’information douloureuse.
Les fibres Aα et Aβ :
o Remontent par la voie lemniscale.
o Mais peuvent aussi envoyer des collatérales qui font synapse au niveau des couches IV et V de Rexed et remontent
par la voie néo-spinothalamique.
o Font synapses avec des interneurones qui :
o Inhibent les fibres Aδ et C (inhibition pré-synaptique).
o Inhibent les cellules IV et V de la couche de Rexed (inhibition des cellules post-synaptique).
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Les fibres Aδ et C font synapse avec les cellules de la couche IV et V de Rexed qui remonte ensuite par le faisceau spinothalamique.
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ENKEPHALINES :
o Neuropeptides petits de 4 à 5 acides aminés qui appartiennent à la classe des endorphines
o Sécrétées et utilisées par les interneurones pour l’inhibition pré-synaptique et l’inhibition des cellules postsynaptique.
o Agissent sur des récepteurs localisés dans l’hypothalamus qui hyperpolarisent les cellules : permet l’inhibition de
cette cellule. (la morphine se fixe sur ces récepteurs)
a)
Stimulateur électrique :
Il en existe des externes et des internes.
o Stimulateur électrique externe :
o Utilisé chez les personnes ayant des douleurs chroniques (exemple : douleur de sciatique toujours présente même
après opération).
o On colle des électrodes sur le dermatome concerné : on règle l’intensité, les chocs, et la durée. Stimulation qui
n’est pas douloureuse qui est ressentie comme un fourmillement (met en jeu les grosses fibres et non les petites=
gate control).
o Cette stimulation a un effet antalgique :
o Stimulation des filaments cutanés qui crée un message nerveux.
o Emprunte les Aα et Aβ :
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o
o Remonte par lemnisque (d’où le fourmillement).
o Passe par les interneurones et inhibe les couches IV et V.
Si la technique est efficace on met dans un deuxième temps un stimulateur électrique interne.
o Stimulateur électrique interne :
o On met un trocart par ponction lombaire L4/L5 dans lequel on passe une électrode qui sera reliée à un stimulateur
placé sous la peau.
o L’électrode arrive au contact de voies postérieures ce qui permet la stimulation de la voie lemniscale.
o Les stimulations vont dans les deux sens :
o Sens physiologique : remonte vers le cortex.
o Sens inverse : retourne stimuler l’interneurone qui lui inhibe les couches IV et V.
b) Les techniques de réservoirs de morphines :
o LA MORPHINE est le premier antalgique connu : aujourd’hui toutes les substances qui ont une action antalgique au
niveau du SNC sont des dérivés morphiniques.
o AVANT, ON ADMINISTRAIT LA MORPHINE PAR VOIE GENERALE
o Problèmes :
o Détresse respiratoire.
o Arrêt du transit digestif
o Drogue : accoutumance (nécessite d’augmenter les doses pour avoir les mêmes effets), dépendance
(syndrome sevrage si arrêt brutal).
o
o
o
Interneurone libère L’ENKEPHALINE qui se fixe sur les récepteurs des petites fibres nociceptives : effet antalgique
La morphine se fixe sur les mêmes récepteurs.
Pour pouvoir délivrer localement la morphine :
o Petit réservoir sous la peau dans lequel l’infirmière peut administrer des doses quotidiennes.
o Relier à un cathéter.
o Avantage : utilisation de doses 1000 fois moins importante que si administré en voie générale, elle va
directement dans le LCS (moins d’effets secondaires)
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2. Les contrôles inhibiteurs diffus induits par stimulation nociceptive → CIDN
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Situé au niveau du tronc cérébral dans la substance réticulée plus précisément au niveau :
o De la substance grise périaqueducale (SGPA).
o Du noyau raphé magnus (NRM).
-
La stimulation :
o Du noyau raphé magnus (NRM) à l’origine d’un effet antalgique.
o De la SGPA à l’origine d’un effet antalgique via la projection sur le NRM
(car disparait après destruction du NRM).
-
Les noyaux du raphé magnus descendent dans la moelle épinière par le cordon
latéral postérieur (ou funiculus dorso-latéral).
Neuromédiateur : sérotonine.
-
-
Première hypothèse (qui est fausse) : ces structures ont un rôle antalgique (car
leur stimulation électrique inhibe la douleur chez l’animal (queue dans eau à
50°C)).
Utilisation de morphine au niveau de la SGPA et du NRM à l’origine d’une
inhibition de 90% des cellules.
-
Information nociceptive qui passent par le faisceau paléo-spinothalamique (ou spino-réticulo-thalamique).
o Fibres Aδ et C  quadrant ventro-latéral substance blanche moelle épinière  tronc cérébral.
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Année 80 hypothèse : CIDN  ces structures n’auraient pas un effet antalgiques mais au contraire elles participreaient à la
création du message douloureux. CIDN : contrôle inhibiteur diffus.
 Quand elles sont stimulées naturellement : stimule la douleur (alors que quand artificiellement : antalgique )
L’hypothèse est que la douleur repose sur un gradient d'activité entre 2 populations de neurones spinaux
Activité des neurones convergents spinaux (gris sur le schéma représente tous les neurones de la moelle épinière) :
o Jamais silencieux.
o Envoie des informations vers le cortex par la voie néo spinothalamique (jusqu’au cortex)
-
-
Stimulation uniquement des neurones convergents spinaux de la patte avant droite.
o Le cortex reçoit les mêmes informations présentent au repos appelé bruit de fond.
o Le cortex reçoit aussi l’information nociceptive. Mais dans ces circonstances-là elle est noyée dans le bruit de fond.
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Les CIDN permettent au cortex de mieux percevoir la douleur :
o L’information nociceptive monte et active le NRM et SGPA (= substrat anatomique des
CIDN).
o Le CIDN activé va inhiber (par la sérotonine) toutes les cellules convergentes spinales
sauf celles excitées par une information nociceptive.
o Le bruit de fond est supprimé et le cortex ne reçoit donc plus que l’information
nociceptive.
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La stimulation électrique du CIDN :
o Cette stimulation électrique active toutes les cellules du NRM sans
prendre en compte celles qui ont reçu une information nociceptive.
o Le CIDN activé va inhiber toutes les cellules convergentes spinales mêmes
les cellules excitées par une information nociceptive.
o Permet ainsi d’avoir un effet antalgique.
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LA MORPHINE inhibe les CIDN : morphine peut être amenée par microélectrodes
o La morphine inhibe les CIDN.
o Ainsi les CIDN n’inhibent pas les cellules convergentes spinales.
o On retrouve le message douloureux noyé dans le bruit de fond d’où l’effet
antalgique de la morphine.
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Situation d’anxiété de stress : on perçoit moins la douleur.
o Les structures corticales telles que l’amygdale met en jeu les systèmes descendants.
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SCHEMA PROF structure d’origine des contrôles descendants
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Phénomène de contre-irritation :
o Si on veut atténuer une douleur on en créer une deuxième.
o Douleur A  monte  excite CIDN  inhibe toutes les cellules convergente sauf elle.
o Si on surajoute une douleur B.
o Souris : enregistrement dans la corne postérieure grise.
o Stimulation électrique de la patte.
o Queue dans de l’eau de + de 50°C (surface cutané plus importante).
o Les cellules qui étaient actives (sur enregistrement) pour la patte de l’animal,
deviennent inactives lors de la stimulation douloureuse de la queue.
o Injection de morphine : on ne retrouve plus d’inhibition.
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