somesthesie

SOMESTHESIE
Unités d’enseignements
Tête et Cou
Année Universitaire 2010-2011
Neuro-Physiologie
Pr. Denis CHEMLA
Physiologie
Université Paris Sud 11
Usage exclusif Paris Sud 11 - DCEM1
Reproduction et diffusion externes interdites
PLAN
• Généralités
<-----
• Récepteurs
• Neurone 1 ou neurone afférent primaire
• Voies ascendantes vers le thalamus
• Autres voies ascendantes
• Aires corticales
• Séméiologie
SOMESTHESIE
ou sensibilité somato-sensorielle
• soma = corps
aisthesis = sensation
• cutanée, musculo-articulaire, viscérale
• sensation ou conscience de son propre corps =
sensibilité générale
• alarme et éveil ---> homéostasie
• représentation permanente du corps (intérieur et extérieur)
et du Monde
Trois fonctions
1. Extéroceptive = peau/environnement
sensibilités épicritique et protopathique
consciente
2. Proprioceptive = propre position et propre mouvement
muscles, tendons, articulations
consciente et inconsciente
3. Intéroceptive = informations venant
des viscères et du milieu intérieur
inconsciente
noter
- que les fonctions sensorielles: vue, goût, olfaction, audition, et les organes
sensoriels regroupant les récepteurs sensoriels, sont décrits séparément
- que la douleur sera vue séparément
Principes de description et de codage
de l’information afférente
1. Modalités du stimulus et des sensations
2. Intensité du stimulus
3. Localisation du stimulus
4. Durée du stimulus
5. Régulation
Information afférente (1)
« Modalités » des sensations
1. tactile et vibratoire
toucher discriminant (actif, fin)
(« tactile sense = haptic sense = active touch »)
2. pression
3. toucher léger et non discriminant
4. douleur (« pain »)
5. température
Information afférente (2)
2. Intensité du stimulus: fréquence des Potentiels d’Action (PA)
(1Hz = 1/sec)
3. Localisation du stimulus:
champ récepteur
inhibition latérale
4. Durée du stimulus:
adaptation rapide (phasique) ou
adaptation lente (tonique)
5. Régulation centrale de l’information afférente
Organisation générale
1. Récepteurs ---> neurone afférent primaire
2. Voies réflexes des circuits médullaires locaux
3. Faisceaux ascendants vers
• le thalamus +++
• le cervelet
• la formation réticulaire et des noyaux
• l ’hypothalamus et le tronc cérébral
4. Terminaisons sur les aires corticales : pariétale et aires associatives
sensation (conscience) et perception (compréhension, signification)
intégration, modulation
Voies ascendantes
1. Vers le thalamus : sensibilité extéroceptive et proprioceptive consciente
• 2 voies principales qui croisent à des endroits différents
système lemniscal (épicitique; proprioceptive consciente)
système extralemniscal (protopathique; thermique; douleur)
• partie sensitive du trijumeau (V)
2. Vers le cervelet : sensibilité proprioceptive non consciente et
modulation des réflexes médullaires
3. Vers la formation réticulaire : éveil ; caractère agréable/désagréable
4. Vers l’hypothalamus et le tronc cérébral : afférences intéroceptives du SNA
PLAN
• Généralités
• Récepteurs
<-----
• Neurone 1 ou neurone afférent primaire
• Voies ascendantes vers le thalamus
• Autres voies ascendantes
• Aires corticales
• Séméiologie
Quels sont les différents récepteurs ?
1. R cutanés (extéroceptifs)
• Mécanorécepteurs
• Nocicepteurs
• Thermorécepteurs
2. R musculaires et articulaires (proprioceptifs)
• Mécanorécepteurs
• Nocicepteurs
3. R viscéraux (intéroceptifs)
• Mécanorécepteurs
• Nocicepteurs
PRINCIPALES
Récepteur
exemples
ENERGIES
---> MECANIQUE
MécanoR
toucher, pression
---> THERMIQUE
ThermoR
chaud, froid
CHIMIQUE
ChémoR
odeurs, saveurs, O2
ELECTROMAGNETIQUE
PhotoR
lumière
Effets d ’une stimulation
• Au niveau d ’un « champ récepteur excitateur »
peau, os, tendons, articulations, parois des organes
• Stimulation de la membrane réceptrice du neurone afférent
(ou d ’une vésicule contenant un messager chimique)
• Potentiel de Récepteur
< seuil (infraliminaire) ---> pas de potentiel d ’action (P.A.).
> seuil (supraliminaire) ---> P.A. propagé
(dépolarisation liée à un influx rapide d ’ion Na+ dans l ’axone)
• Intensité de la stimulation ---> fréquence des P.A. (Hz)
• Qualité: théorie du R spécifique (+/- reconnaissance de patterns spatio-temporels)
• Codage de l ’information
Propriétés des récepteurs
de la sensibilité superficielle
1. Selon l ’adaptation (temps)
• mécanorécepteurs à adaptation rapide (toniques)
sensations brèves = vibrations, toucher, mouvement
• mécanorécepteurs à adaptation lente (phasiques)
sensations soutenues = pression
2. Selon la taille du champ récepteur (espace)
• champ récepteur petit
discrimination spatiale fine
• champ récepteur étendu
localisation de tact et de pession moins précise
Récepteurs spécialisés
de la sensibilité superficielle (1)
Terminaisons nerveuses libres; folliculaires; encapsulées
(Meissner, Ruffini, Krause, Pacini); cellule de Merkel-axone
1. Sensibilité tactile
1.1. Récepteurs cutanés (superficiels)
• corpuscules de Meissner
pulpe des doigts (5µm).
stimuli mécaniques de basse énergie
adaptation rapide ---> feed-back (adaptation)
prise des objets, activité musculaire réflexe et motrice
• cellules (disques) de Merkel
régions digitales et péribuccale
adaptation lente
texture (tact soutenu, bords)
Récepteurs spécialisés
de la sensibilité superficielle (2)
1.2. Mécanorécepteurs profonds
• corpuscules de Pacini
champ large (doigts, mains)
vibrations de haute fréquence
• corpuscules de Ruffini
mouvements latéraux unidirectionnels
rôle somatosensoriel chez l ’homme ?
1.3. Terminaisons à la base des follicules pileux
en corbeille (ou lancéolées)
adaptation rapide
mouvements instantanés (vitesse) des poils
Récepteurs spécialisés
de la sensibilité superficielle (3)
2. Sensibilité thermique
• récepteurs encapsulés dans le derme et l ’épiderme
• 2 types de R. : au froid (corpuscules de Krause) et au chaud
• sensibles aux changements de T° plus qu ’à la T° absolue
• zones
froid < 30°
froid et chaud 30-35°
chaud > 35°
• petits champs récepteurs
• changements rapides (5°C/min), pas changements lents
• la localisation précise est liée au toucher non à la T°
3. Sensibilité douloureuse
Récepteurs spécialisés
de la sensibilité profonde (propriocepteurs)
1. Fuseaux neuro-musculaires
• tissu musculaire
• sensibles à l ’étirement (« stretch »)
• proprioception et kinesthésie
2. Organes tendineux de Golgi
• tendons et gaines tendineuses
• sensibles à l ’augmentation de tension musculaire
3. Corpuscules profonds de Pacini
• aponévroses, séreuses, derme des mains et des pieds
• déformations mécaniques profondes et vibrations (os)
4. Terminaisons libres
PLAN
• Généralités
• Récepteurs
• Neurone 1 ou neurone afférent primaire
• Voies ascendantes vers le thalamus
• Autres voies ascendantes
• Aires corticales
• Séméiologie
<-----
Changements du potentiel membranaire de repos
0 mV
seuil
-70 mV
Intégration de tous les PPSE (dépolarisants)
et de tous les PPSI (hyperpolarisants) au niveau
du segment initial de l ’axone
Changements du potentiel membranaire de repos
Potentiel d ’Action
overshoot
0 mV
avec inversion du potentiel de membrane
seuil
-70 mV
undershoot
arrière = dorsal = postérieur
racine postérieure
neurone afférent primaire
ganglion spinal
corne postérieure
substance grise
canal central
substance blanche
nerf rachidien
motoneurone
corne antérieure
racine antérieure
avant = ventral = antérieur
Figure 1. Coupe de moelle épinière.
Neurone 1 (neurone afférent primaire)
corps cellulaire dans le ganglion rachidien
Le SNP :
Nerfs spinaux ( rachidiens)
Paires (droit et gauche)
C1-8
T1-12
L1-5
S1-5
Cx
ils innervent une région
spécifique du corps
selon une cartographie
précise à connaître
(clinique +++)
“Dermatomal map”
à part :
partie sensitive
du nerf trijumeau (V)
sensitif: peau du visage
(sauf mandibule),
muqueuse oro-nasale, dents,
muscles de la mastication,
dure mère,
vaisseaux intracrâniens.
Champ tronculaire d’un nerf périphérique
• À ne pas confondre avec le « dermatome »
(territoire cutané correspondant aux fibres empruntant ne seule et même racine dorsale).
• Champ tronculaire = territoire cutané assuré par un tronc nerveux
(ex: nerf radial, nerf médian etc …).
• A connaître en clinique +++
• Ex: paralysie radiale
Caractéristiques des fibres nerveuses (1)
1. A chaque racine postérieure correspond
•
•
•
un somite et un secteur viscéral profond
somite = dermatome, myotome, sclérotome
3 influx centripètes correspondant aux trois protoneurones (cellules
en T) extéroceptif, proprioceptif, intéroceptif
2. Types de fibres
•
•
•
fibres myélinisées (A) : conduction saltatoire (noeuds de Ranvier)
fibres non myélinisées (C)
« règle des six » : vitesse en m/sec = diamètre en µm x 6
3. Synapse (ou non): corne postérieure
six couches histologiques distinctes (lames I à VI)
Corne postérieure (I-V), intermédiaire (VI-VII), antérieure (VIII, IX) et périaqueduc (X)
Caractéristiques des fibres nerveuses cutanées (2)
1. Aβ
•
•
•
myélinisées
6-12 µm soit 36 à 72 m/sec
Récepteurs du tact fin, corpuscules de Pacini
2. Aδ
• myélinisées
• 1-6 µm soit 6 à 36 m/sec
• Récepteurs du tact, de la température et de la douleur « rapide »
3. C
• amyéliniques
• < 1 µm soit 0,5 à 2 m/sec
• Récepteurs du tact, température et douleur « lente »
Caractéristiques des fibres nerveuses musculaires (3)
1. A-I (Aα)
•
•
•
•
myélinisées
12-20 µm soit 72 à 120 m/sec
Ia : terminaisons primaires du fuseau neuromusculaire
Ib : organe tendineux de Golgi
2. A-II (Aβ)
• myélinisées
• 6-12 µm soit 36 à 72 m/sec
• terminaisons secondaires du fuseau neuromusculaire
3. A-III (Aδ)
•
•
•
myélinisées
1-6 µm soit 6 à 36 m/sec
terminaisons sensibles à la pression et à la douleur
Caractéristiques des fibres nerveuses articulaires (4)
1. Aα
•
•
position articulaire, adaptation lente
organes de Golgi
2. Aβ
• mouvement et position (Ruffini) et mouvement seul (Pacini)
3. Aδ et C
• nociception, mouvements forcés
PLAN
• Généralités
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• Neurone 1 ou neurone afférent primaire
• Voies ascendantes vers le thalamus
• Autres voies ascendantes
• Aires corticales
• Séméiologie
<-----
+++++ Système lemniscal et extralemniscal +++++
1. Système lemniscal
• colonne dorsale ou dorso-médiane = cordon postérieur =
faisceaux de Goll et Burdach =
faisceaux gracile (Goll) (Sacré, Lombaire) et
faisceau cunéiforme (Burdach) (Thoracique, Cervical)
• modalités :
toucher discriminant, pression, proprioception
2. Système extra-lemniscal
• cordon ventro-latéral = cordon antéro-latéral =
faisceau spinothalamique ou spino-réticulo-thalamique
• modalités :
douleur et température (latéral)
toucher non discriminant (ventral)
colonne dorsale
(voie lemniscale)
CTLS
Gracile
(Goll)
•Postérieur (dorsal)
Couleurs gris/blanc
inversées +++
Cunéiforme
(Burdach)
cordon latéral
(extralemniscal)
cordon ventral
(extralemniscal)
C
T
L
S
From Haines, 2000
•Antérieur (ventral)
Quelle somatotopie au niveau médullaire ?
Pour chaque voie (lemniscale et extralemeniscale)
• Somatotopie
sacrée (S), lombaire (L), thoracique (T), cervicale (C)
• Au niveau cervical : fibres SLTC
Au niveau thoracique : fibres SLT
Au niveau lombaire : fibres SL
Au niveau sacré : fibres S
• Colonne dorsale : S en arrière et en dedans, C en dehors
• Colonne antérolatérale : C interne et médian, S en dehors
• Cette somatotopie peut influencer les premiers symptômes des
tumeurs extramédullaires et intramédullaires.
Trajets ascendants
• Voir fichier joint: Somesthésie suite et fin
PLAN
• Généralités
• Récepteurs
• Neurone 1 ou neurone afférent primaire
• Voies ascendantes vers le thalamus
• Autres voies ascendantes
• Aires corticales <----• Séméiologie
Aires somatosensorielles du cortex PARIETAL
S I. Cortex somatosensoriel primaire
•
•
•
•
•
en arrière du sillon central ou scissure centrale de Rolando
circonvolution pariétale ascendante
aire somato-sensitive ou postcentrale
1 et 3b peau;
2 et 3a: proprioception
somatotopie (homunculus) +++
S II. Aire somesthésique secondaire
•
•
•
versant supérieur du sillon latéral ou scissure latérale de Sylvius
reçoit une projection nociceptive du thalamus
douleur; discrimination tactile avec SI.
Aires pariétales postérieures
• 5 (et 7) de Brodmann
Circonvolution pariétale ascendante
Somatotopie « homunculus »
From Kandel et al., 1991
1 et 3b : peau
2 et 3a : proprioception
From Kandel et al., 2000
Afférences et efférences
• afférents
thalamus ventral postérieur (VPL, VPM)
autres
cortex somesthésique controlatéral (fibres commissurales par le corps calleux)
cortex moteur primaire adjacent (homolatéral) (participent à la baresthésie)
• efférents
fibres d ’association commissurales
--> aire associative somatique (5)
---> cortex pariétal inférieur (aire 40) : stéréognosie
autres
cortex somesthésique controlatéral (fibres commissurales par le corps calleux)
cortex moteur primaire adjacent (homolatéral) (participent à la baresthésie)
Aires corticales
• Sensation : conscience
• Perception : compréhension de la signification
(influences multiples : apprentissages, culture, psychologie ...)
PLAN
• Généralités
• Récepteurs
• Neurone 1 ou neurone afférent primaire
• Voies ascendantes vers le thalamus
• Autres voies ascendantes
• Aires corticales
• Séméiologie
<-----
Déficit moteur et/ou sensitif récent des membres:
Localiser
• Syndrome de neuropathie centrale
médullaire
encéphalique
• Syndrome de neuropathie périphérique
• Syndrome myasthénique (jonction neuro-musculaire)
• Syndrome myogène