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La quête du plaisir

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L'évitement de la douleur


Liens
AideLien : LE CONTROLE DE LA DOULEURLien : http://neurobranches.chez.tiscali.fr/systnerv/systsens/douleur1.htmlLien : http://www.lib.mcg.edu/edu/eshuphysio/program/section8/8ch5/s8ch5_45.htm
Lien : Pain PhysiologyLien : Mechanisms of Disease: neuropathic pain-a clinical perspectiveLien : SOMATOSENSORY PATHWAYS FROM THE BODY


La classification phylogénétique des voies de la douleur n'est pas la seule à être utilisée. On peut également identifier les voies nociceptives simplement selon leur trajet anatomique. Ainsi, les voies archi et paléospinothalamique qui laissent toutes deux plusieurs collatérales dans la formation réticulée du tronc cérébral sont aussi appelées " voies spino-réticulo-thalamique ".

 

Les signaux douloureux ascendants peuvent, lorsqu'ils traversent le bulbe rachidien, activer certaines voies nerveuses du système nerveux végétatif qui vont produire une augmentation du rythme cardiaque et respiratoire, de la pression sanguine, de la sudation, etc. L'ampleur de ces manifestations dépend de l'intensité de la douleur et peut être diminuée par les voies du contrôle descendant en provenance des centres supérieurs.

 

Les informations douloureuses et thermiques en provenance de la tête et du visage sont transmises au cerveau par un système similaire mais distinct de celui présent au niveau de la moelle épinière, les voies trigéminales.

Le corps cellulaire des premiers neurones sensoriels est situé dans le ganglion trigéminal et dans d'autres ganglions associés aux nerfs crâniens VII, IX et X. Les axones du nerf trijumeau (nerf crânien V) entrent ensuite dans la protubérance et descendent dans le bulbe rachidien où ils font synapse avec le deuxième neurone du circuit. Comme dans la moelle épinière, les axones de ce deuxième neurone vont traverser la ligne médiane et monter du côté contralatéral jusqu'au thalamus. Les connexions vont s'y faire dans le noyau ventro-médian postérieur du thalamus, donc dans une région thalamique plus médiane que pour la voie spinothalamique.

Lien : Noyaux des nerfs crâniens dans le tronc cérébralLien : Nerf trijumeauLien : Trigeminal nerve nuclei

 

LES VOIES ASCENDANTES DE LA DOULEUR

Du stimulus périphérique à la perception par le cerveau où s'élaborent différentes réponses comportementales, le circuit de la douleur emprunte plusieurs voies souvent redondantes. Ceci n'est pas surprenant vu l'importance de la douleur pour l'intégrité de l'organisme.

Ces multiples voies nociceptives commencent toutes de la même façon. Le signal douloureux en provenance par exemple de la peau voyage d'abord dans un nerf afférent formé des fibres nerveuses des neurones sensoriels en " T " situé dans un ganglion spinal (ou rachidien). Les fibres qui entrent ensuite dans la moelle épinière se divisent immédiatement et parcourent une courte distance de un ou deux segments de la moelle épinière vers le haut ou vers le bas. Elles forment ainsi ce qu'on appelle le faisceau de Lissauer avant d'aboutir dans la région externe de la corne dorsale.

La zone particulière de la corne dorsale où les différentes fibres (A-alpha, bêta, delta et C) vont faire synapse n'est pas aléatoire et correspond à une organisation spatiale très précise.

Ainsi les fibres de gros calibre myélinisées (A-alpha pour le toucher et A-bêta pour la proprioception) qui montent directement dans la colonne dorsale ipsilatérale de la moelle épinière, vont tout de même envoyer certains axones dits " collatéraux " vers les couches profondes de la corne dorsale (voir encadré ci-bas) qui s'étendent jusqu'à la corne ventrale. C'est là que se feront les connexions avec les motoneurones qui rendent possible le réflexe de retrait.

Pour ce qui est des fibres de plus petit calibre A delta et C qui transmettent la douleur, elles vont faire synapse sur deux principaux types de neurones eux aussi localisés dans des couches précises de la racine dorsale de la moelle épinière.

D'une part, des neurones nociceptifs dits " spécifiques " dont les corps cellulaires sont situés dans les couches I et II. Ces neurones reçoivent des fibres A-delta et C et sont donc exclusivement activés par des stimulations nociceptives cutanées, mécaniques et/ou thermiques. Les axones de ces neurones nociceptifs spécifiques se regrouperont pour former la voie néospinothalamique.

Et d'autre part, des neurones nociceptifs "non spécifiques" dont les corps cellulaires sont situés au niveau de la couche V. Ces neurones répondent de façon préférentielle mais non exclusive aux stimulations nociceptives. On les appelle aussi neurones " convergents ", " polymodaux " ou encore " à large gamme de réponse " car ils peuvent être activés autant par des fibres véhiculant des stimulations mécaniques non nociceptives que par des stimuli douloureux de nature tactile, musculaire ou viscérale. Ils sont également capables de coder l'intensité de la stimulation périphérique, c'est-à-dire d'augmenter la fréquence des influx nerveux émis en fonction de l'intensité du stimulus. Et à partir d'un certain seuil d'activité, le message devient nociceptif.

Le champ récepteur sur la peau d'où peuvent être activés ces neurones est plus étendu que celui des neurones spécifiques. Il présente aussi un gradient de sensibilité : au centre de son champ récepteur, toutes les stimulations mécaniques sont suivies d'influx nerveux, alors qu'à la périphérie seules les stimulations nociceptives en produisent.

Les influx nerveux enregistrés dans les neurones non spécifiques peuvent donc avoir une composante précoce due à la mise en jeu des collatérales des fibres A-alpha et A-bêta, puis, pour des intensités de stimulation plus fortes, des composantes plus tardives dues à l'activation des fibres A-delta puis C.

La convergence sur ces neurones de fibres de différents calibres d'origine à la fois viscérale et tactile explique également deux phénomènes particuliers : les douleurs projetées où une douleur viscérale est ressentie dans un territoire cutané ; et le contrôle segmentaire de la douleur par l'activation d'afférences non nociceptives.

Les axones des neurones nociceptifs non spécifiques formeront la voie paléospinotha-lamique. Cette dernière a une origine évolutive plus ancienne que la voie néospinothala-mique des neurones spécifiques mentionnée plus haut. Et les deux sont moins anciennes que la vieille voie archispinotha-lamique.

Mais toutes sont formées par les axones du 2e neurone principal du circuit nociceptif menant au cerveau (le numéro 2 bleu dans le schéma ci-contre), neurone situé dans la corne dorsale de la moelle épinière. On parle de neurones " principaux " puisque de nombreux interneurones situés également dans la corne dorsale modulent la transmission de l'influx douloureux à travers ce circuit.

D'après : Neurosciences, Purves, Augustine, Fitzpatrick, Katz, LaMantia, McNamara, Williams, De Boeck Éd., 2003.

On a donc trois grandes voies " extralemniscales " (par opposition à la voie lemniscale, voir plus bas) véhiculant la douleur et apparues successivement au cours de l'évolution : la voie archispinothalamique, la voie paléospinothalamique et la voie néospinothalamique.

Voir cette figure animée au http://neuroscience.uth.tmc.edu/s2/ii7-2.html


La voie archispinothalamique, le plus ancien chemin que peuvent emprunter les stimuli douloureux pour se rendre au cerveau, est une voie multisynaptique diffuse. Elle rejoint d'abord la région de la formation réticulée et de la substance grise périaqueducale, puis les noyaux intralaminaires du thalamus, en plus d'envoyer des collatérales à l'hypothalamus et à différents noyaux du système limbique, contribuant aux réactions viscérales, autonomes et émotionnelles à la douleur.

 

Toujours selon une classification phylogénétique (qui n'est pas la seule possible, voir l'encadré), une voie dite paléospinothalamique composée de fibres de petit calibre à conduction lente est apparue ensuite. Cette voie, toujours sans organisation somatotopique, se projette largement sur la formation réticulée à tous les niveaux du tronc cérébral, contribuant ainsi à deux phénomènes importants. D'abord l'éveil général du système nerveux central par le système réticulaire ascendant. Ensuite, l'activation de certains noyaux du tronc cérébral qui sont à l'origine des voies descendantes du contrôle de la douleur.

Les terminaisons de la voie paléospinothalamique se poursuivent également dans les noyaux intralaminaires du thalamus. Les neurones de ces derniers, les troisièmes des voies nociceptives afférentes (après les neurones des ganglions spinaux et ceux de la corne dorsale de la moelle épinière) vont envoyer leurs projections à différentes régions corticales dont le cortex frontal, le cortex cingulaire et le cortex insulaire.

 

La voie nociceptive la plus récente d'un point de vue évolutif, n'existant que chez les mammifères supérieurs, est la voie néospinothalamique. C'est cette voie qu'emprunte la composante rapide de la douleur qui nous informe de la nature du stimulus douloureux (piqûre, brûlure, etc) et de sa localisation précise sur notre corps. C'est aussi cette voie, habituellement appelée simplement " spinothalamique ", qui véhicule la sensation de température.

La voie spinothalamique est formée d'axones des neurones spécifiques de la corne ventrale de la moelle épinière qui, contrairement aux voies archi et paléospinothalamiques, vont tous décusser, c'est-à-dire traverser du côté controlatéral de la moelle épinière. Les voies archi et paléospinothalamiques font en effet des connexions bilatérales dans les structures cérébrales qu'elles innervent parce que certaines collatérales ne décussent pas et montent directement du même côté.

Les axones de la voie spinothalamique poursuivent donc leur chemin du côté controlatéral en montant dans la partie antérieure et latérale de la moelle épinière, d'où son autre nom de " cordon ventro-latéral " (certains disent aussi " antéro-latéral "). Les axones pénètrent ensuite dans le bulbe rachidien où ils sont rejoints par les axones du noyau spinal du trijumeau véhiculant la sensibilité nociceptive de la face (voir encadré) ainsi que par la voie lemniscale médiale responsable du toucher.

La plupart des fibres du faisceau néospinothalamique issues des parties du corps situées sous le cou vont se terminer dans le noyau ventro-latéral postérieur du thalamus. Les neurones de ce noyau, troisième de la voie néospinothalamique, envoient quant à eux leur axone au cortex somatosensoriel primaire.

 

On distingue plusieurs couches de matière grise dans les cornes dorsales et ventrales de la moelle épinière. Comme les aires de Brodmann cartographient le cortex selon la cytoarchitecture particulière de chaque région, les couches de Rexed se basent également sur les caractéristiques des neurones pour distinguer 10 zones.

La corne dorsale, où se fait le premier relais des voies nociceptives, comprend les couches I à VI, et la corne ventrale, comprenant les motoneurones, les couches VII à IX. La couche X entoure pour sa part le canal central.

De nombreuses études physiologiques de la moelle épinière ont confirmé que cette division basée sur les types cellulaires avait aussi des bases fonctionnelles.

Lien : Internal Structure of the Spinal CordLien : Rexed laminaeOutil : Les aires corticales de Brodmann


     
Liens
Lien : Animation: A novel mechanism of allopathic pain, by Michael S.C. CorrinLien : How Pain WorksLien : Neuroanatomy of PainLien : L'effet placebo livre ses secrets
Lien : La douleurLien : Bases physiopathologiques et évaluation de la douleurLien : NociceptionLien : Informations sur la fibromyalgie
Lien : Synthèse des mécanismes impliqués dans un syndrome douloureux complexe : la fibromyalgie Lien : Connectivity of the human periventricular-periaqueductal gray region.Lien : Bases neurophysiologiques du phénomène de contre-irritation : les contrôles inhibiteurs diffus induits par stimulations nociceptives 
Expérience
Expérience : Activation of the Opioidergic Descending Pain Control System Underlies Placebo AnalgesiaExpérience : Lesion and electrical stimulation of the ventral tegmental area modify persistent nociceptive behavior in the rat Expérience : A role for peripheral somatostatin receptors in counter-irritation-induced analgesia  

D’anciens sujets mis à jour

La diminution de sérotonine et de noradrénaline observée dans la fibromyalgie soulève la possibilité qu'un déficit du CIDN soit responsable de ce syndrome douloureux. Les noyaux du raphé, impliqués dans la CIDN, utilisant par exemple la sérotonine comme neurotransmetteur.

Cela expliquerait pourquoi certains traitements comme les antidépresseurs tricycliques et l'exercice aérobique soulagent les personnes souffrant de fibromyalgie. On pense aussi que certains effets analgésiques de l'acupuncture pourraient mettre en jeu le CIDN.

 

Notre compréhension des mécanismes centraux du contrôle de la douleur doit beaucoup aux expériences où des stimulations électriques et pharmacologiques ont été faites sur certaines régions du cerveau du rat et de l'humain.

Lorsqu'on place une électrode dans la substance grise périaqueducale du rat et que l'on stimule électriquement cette région, on observe d'abord une analgésie selon des critères comportementaux. Cette stimulation électrique peut aussi diminuer l'activité normalement produite dans les neurones de la corne dorsale de la moelle épinière en présence d'un stimulus nociceptif. La stimulation électrique n'affecte cependant en rien le toucher ou la sensibilité à la température.

Chez l'humain, des neurochirurgiens ont réussi à soulager des patients souffrant de douleurs sévères grâce à des électrodes implantées dans leur cerveau près de la substance grise périaqueducale. La stimulation cérébrale profonde (" deep brain stimulation " ou " DBS ", en anglais) de ces structures est ainsi utilisée depuis les années 1980 pour traiter des douleurs récalcitrantes.

On a également suspecté très tôt que cette analgésie obtenue par stimulation électrique pouvait être produite par la libération d'endorphines, d'autant plus qu'elle était bloquée par l'application de naloxone, un antagoniste aux opiacés.

Une preuve plus directe fut obtenue par microinjection locale de morphine dans la substance grise périaqueducale; une forte analgésie s'ensuivit. Cette technique de microinjection a aussi permis d'identifier plusieurs régions bulbaires impliquées dans la suppression de la douleur comme le noyau raphé magnus, le noyau giganto cellulaire et le noyau réticulé latéral du tractus solitaire. D'ailleurs, le fait que la naloxone ne bloque pas toujours l'analgésie selon la région de la substance grise périaqueducale où la stimulation électrique est appliquée indique que les voies de contrôle descendantes de la douleur utilisent plusieurs autres neurotransmetteurs que les opiacés. On connaît par exemple maintenant très bien les voies descendantes sérotoninergiques du raphé. Et des antagonistes à la sérotonine peuvent eux aussi annuler l'effet de l'analgésie produite par stimulation électrique cérébrale.

Lien : Transcutaneous electrical nerve stimulationLien : Deep brain stimulationLien : Stimulation cérébrale profondeExpérience : Analgesia from Electrical Stimulation in the Brainstem of the Rat

 

LE CONTRÔLE DESCENDANT DE LA DOULEUR

Le cerveau ne constitue pas un récepteur passif de messages sensitifs, mais un véritable centre d'interprétation et de corrections constantes. Tout le monde sait par exemple qu'en se concentrant sur une douleur, ou au contraire en pensant à autre chose, on influence sa perception. Et il n'est pas difficile d'imaginer que les individus capables d'ignorer pour un temps les signaux douloureux pour assumer un comportement salvateur pour leur survie ont pu être favorisés.

La question d'intérêt est ensuite de comprendre comment on parvient à atténuer la douleur. Les mécanismes du contrôle descendant de la douleur ont d'abord été détaillés au niveau de la moelle épinière avec la théorie du portillon de Melzack et Wall. Cette théorie a marqué la fin d'une conception de la douleur comme simple système d'alarme primitif en montrant que le passage de celle-ci était contrôlé non seulement dans la moelle épinière, mais aussi à différents endroits dans le cerveau. Le caractère éminemment subjectif de la douleur et les nombreux facteurs psychologiques pouvant l'affecter trouvaient ainsi un substrat neuronal.

Les voies nerveuses qui partent des centres supérieurs générant ces états psychologiques exercent leur influence sur des régions sous-corticales et sont donc forcément des voies descendantes. Celles-ci ont une influence inhibitrice qui, selon son degré d'activation, va " fermer la porte " à différents degrés dans les centres de relais des voies nociceptives ascendantes.

 

Les contrôles inhibiteurs diffus induits par des stimulations nociceptives ont par exemple leur origine dans le tronc cérébral. Ce mécanisme, souvent désigné par son simple acronyme " CIDN " pour " contrôle inhibiteur diffus nociceptif ", est connu depuis fort longtemps puisqu'il est à l'origine du phénomène du masquage d'une douleur par une autre douleur. On sait que dès l'antiquité, de pointes de métal brûlantes étaient appliquées pour soulager certaines douleurs. On peut penser aussi aux pinces nasales utilisées chez les bovins pour réaliser certaines interventions douloureuses comme la castration. Autrement dit, lorsque deux stimulations nociceptives sont appliquées sur deux régions distinctes et distantes du corps, le stimulus le plus faible est inhibé.

C'est vers la fin des années 1970 qu'on élabore formellement l'hypothèse qu'une stimulation nociceptive localisée peut amener une inhibition généralisée des afférences nociceptives situées ailleurs sur le corps. Lorsqu'on enregistre par exemple chez le rat l'activité électrique dans un neurone nociceptif de la moelle épinière qui répond à une stimulation douloureuse appliquée sur l'extrémité de d'une de ses pattes, on note que cette réponse nociceptive peut être inhibée par des stimulations douloureuses en de nombreux points ailleurs sur le corps. On note aussi que les stimuli non nociceptifs sont totalement inefficaces et que l'importance de l'inhibition est proportionnelle à l'intensité du stimulus douloureux appliqué et à sa durée.

Dans le modèle proposé par Le Bars et ses collègues, le CIDN faciliterait la détection des messages nociceptifs en réduisant l'activité des neurones convergents non concernés par cette douleur. Le plus grand contraste ainsi créé entre le champ du neurone activé et la mise sous silence des neurones non concernés permettrait de mieux identifier la localisation précise de cette douleur.

Cette mise sous silence généralisée repose sur le fait que les afférences nociceptives ne font pas que transmettre le signal douloureux vers les centres supérieurs. Elles laissent également au passage des connexions dans le mésencéphale et le tronc cérébral, plus précisément dans la substance grise périaqueducale (SPGA) et dans le noyau raphé magnus (NRM). Ceux-ci vont ensuite retourner des efférences vers le bas en direction des différents niveaux de la moelle épinière et, avec l'aide des interneurones inhibiteurs, produire ainsi une inhibition diffuse.

En vert : les contrôles inhibiteurs diffus induits par des stimulations nociceptives
En mauve : les contrôles segmentaires d'origine périphérique non douloureuse

 

Quels sont maintenant les contrôles descendants d'origine supraspinale (ou centrale) associés à des phénomènes psychologiques plus complexes comme l'hypnose ou la réponse placebo qui peuvent diminuer à divers degrés nos perceptions douloureuses ?

La séquence d'activation de ces voies descendantes impliquerait des structures cérébrales comme le cortex préfrontal dorsolatéral (une région impliquée dans les prédictions sur la base de croyances) qui, par l'entremise de connexions synaptiques utilisant les endorphines, rejoint le cortex cingulaire antérieur qui, lui, activerait finalement la substance grise périacqueducale, puis les noyaux du raphé et d'autres noyaux du tronc cérébral. Des modulations complexes vont survenir à chacun de ces sites, en plus de celles qui se produiront dans la corne dorsale de la moelle épinière beaucoup plus bas.

En rouge : les contrôles descendants d'origine supraspinale (ou centrale) associés à des facteurs psychologiques
En vert : les contrôles inhibiteurs diffus induits par des stimulations nociceptives
En mauve : les contrôles segmentaires d'origine périphérique non douloureuse

La substance grise périventriculaire ainsi que sa continuation, la substance grise périaqueducale, située autour de l'aqueduc du mésencéphale, ont été beaucoup étudiées (voir l'encadré). On sait qu'elles envoient des projections descendantes vers la moelle épinière et le cervelet, mais aussi des projections ascendantes au thalamus et aux lobes frontaux. On pense donc que cette région périventriculaire et périaqueducale pourrait moduler la douleur à la fois au niveau central et à la fois au niveau de la moelle épinière.

Les projections spinales directes à partir de la substance grise périaqueducale sont toutefois rares et cette région exercerait principalement son action par l'intermédiaire des neurones sérotoninergiques du raphé. Des neurones noradrénergiques du locus coeruleus et dopaminergiques de l'aire tegmentale ventrale seraient aussi impliqués.

Les axones de tous ces neurones se réunissent pour former un faisceau descendant, le funiculus dorsolatéral, dont les terminaisons vont rejoindre les interneurones inhibiteurs situés dans la corne dorsale de la moelle épinière. Ces interneurones peuvent donc subir, en plus de l'influence segmentaire d'origine périphérique, une activation d'origine centrale.

Les interneurones de la corne dorsale exercent leur inhibition en libérant des opiacés endogènes qui vont agir sur des récepteurs spécifiques situés tant sur les terminaisons des afférences nociceptives primaires que directement sur les neurones convergents. En agissant ainsi à la fois au niveau pré et post-synaptique, l'inhibition est doublement efficace, diminuant l'importance du message nociceptif transmis et réduisant les probabilités du neurone suivant d'émettre des potentiels d'action en l'hyperpolarisant.

Les interneurones (en mauve) utilisent le neurotransmetteur enképhaline pour inhiber de deux façons le neurone de projection (en vert).

 

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