Anatomophysiologie des douleurs pelvipérinéales chroniques

25 novembre 2010

Auteurs : J.-J. Labat, R. Robert, D. Delavierre, L. Sibert, J. Rigaud
Référence : Prog Urol, 2010, 12, 20, 843-852

Objectif

Comprendre les mécanismes impliquées dans la régulation des phénomènes douloureux issus de la région pelvipérinéale.

Matériel méthodes

Description des voies anatomiques empruntés dans la transmission des messages douloureux et des mécanismes physiologiques de contrôle de la douleur.

Résultats

Le pelvis et le périnée ont une innervation différente. Le pelvis est innervé par des structures sympathiques, le périnée par des structures appartenant au système somatique issu des racines sacrées (et nerf pudendal) et au système végétatif sympathique issu de la région thoracolombaire. Il existe des systèmes de régulation du message douloureux à tous les étages du système nerveux : deux sont essentiels : l’un situé au niveau des cornes dorsales de la moelle (gate control ), l’autre au niveau supra médullaire (système inhibiteur descendant). À travers une série de filtres et d’amplificateurs, le message douloureux sera intégré et analysé au niveau du cortex cérébral, en interconnexion avec différentes aires impliquant la mémoire et l’émotion notamment.

Conclusion

Il faut bien différencier ce qui revient à l’excès de nociception de ce qui revient à un dysfonctionnement des systèmes de régulation de la douleur (exemple des douleurs neuropathiques). La définition de la douleur : « expérience sensorielle et émotionnelle désagréable liée à une lésion tissulaire existante ou potentielle ou décrite en termes d’une telle lésion » montre bien qu’il faut admettre que toute douleur n’est pas forcément lié à une cause persistante et visible. La connaissance des phénomènes de convergence entre les voies nerveuses des différents systèmes et des organes pelviens permet d’expliquer la diffusion possible des messages douloureux viscéraux et les interactions entre organes. La connaissance des systèmes anatomiques est indispensable au décryptage de la description de la douleur par le patient, la connaissance des modes de contrôle de la douleur est indispensable à l’adaptation des stratégies thérapeutiques (médicaments, neurostimulation, thérapies psychocomportementales…).

   
 
 

 

 

Introduction

Le processus sensoriel qui est à l'origine du message nerveux provoquant la douleur est appelé nociception. La nociception regroupe donc l'ensemble des fonctions de l'organisme qui permet de détecter, percevoir et de réagir à des stimulations internes et externes potentiellement nocives pour l'organisme. Selon la définition de l'International Association of the Study of the Pain (IASP) [1

Cliquez ici pour aller à la section Références], la douleur quant à elle, est « une expérience sensorielle et émotionnelle désagréable liée à une lésion tissulaire existante ou potentielle ou décrite en termes d'une telle lésion ». La douleur est donc une expérience subjective et comportementale en réponse à un stimulus nociceptif physique, pas toujours mis en évidence (« potentiel ») ou interprété comme tel par le patient (« décrit en termes d'une telle lésion »). Ainsi, la composante émotionnelle participe à la genèse de la douleur. La douleur ne se limite donc pas à la perception d'une simple sensation. Cela souligne le caractère subjectif de toute perception douloureuse, qui est modulée par le contexte dans lequel elle intervient, sa signification, les expériences antérieures, la culture et l'état psychologique du sujet (anxiété, dépression...).

Tout est fait dans l'organisme pour que la douleur ne parvienne pas à la conscience. Seul des messages nociceptifs intenses pourront franchir les barrages qui lui sont opposés et envahir le cortex. Ce peut n'être qu'une simple alerte transitoire comme on le rencontre dans le cadre des douleurs aiguës. Ce peut être aussi un envahissement permanent du cortex avec des retentissements psychocomportementaux propres à la douleur chronique.

Le pelvis et le périnée sont soumis à une innervation différente, le message nociceptif dont il est l'origine empruntera des voies périphériques et centrales permettant d'intégrer ce message comme une douleur mais aussi de mettre en route des processus de contrôle inhibiteur [2

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Rappels d'anatomie embryologique

L'embryologie nous apprend que la partie caudale de l'embryon possède des myotomes caudaux qui vont régresser et effectuer un mouvement d'ascension. Ils vont se placer autour du tube urinaire et du tube rectal, primitivement réunis dans un cloaque, et constituer autour d'eux une sangle musculaire, véritable diaphragme appelé le muscle levator ani . Ce muscle divise la région en deux parties : la portion supralevatorienne qui correspond au pelvis, la portion infralevatorienne qui correspond au périnée.

L'innervation de ces deux structures est différente : le muscle levator ani est innervé par les troisième et quatrième racines sacrales puisqu'il est d'origine caudale. Accessoirement quelques branches issues du nerf pudendal peuvent contribuer à cette innervation. Au-dessus de ce plan et donc dans la région pelvienne, l'innervation est purement végétative. Seul le système orthosympathique possède des fibres sensitives et est donc susceptible de transmettre la douleur. Le parasympathique n'est lui que moteur. Le périnée bénéficie d'une double innervation, somatique par le nerf pudendal entre autres et végétative par le système orthosympathique.

 

Récepteurs périphériques nociceptifs

Les récepteurs sensibles à une stimulation nociceptive sont appelés nocicepteurs. Ils sont constitués par les terminaisons libres de fibres nerveuses capables d'identifier ce type de stimulation et de les transformer en un signal électrique reflet de l'intensité du stimulus (codage). Ils donnent naissance à des fibres à conduction lente, peu myélinés (A∂) ou amyélinique de type C.

 

Différents types de nocicepteurs

 
Les mécanorécepteurs

Ils sont liés aux fibres A∂ de moyen calibre. Ils sont surtout situés au niveau de la peau. Ils répondent à des stimulis intenses de nature mécanique (piqûre, coupure, pincement...) et sont à l'origine de sensations brèves et précises.

 
Les nocicepteurs polymodaux

Ils sont liés surtout aux fibres C, de petit calibre. Ils sont principalement situés au niveau des stimulis mécaniques, thermiques et chimiques (et notamment des substances chimiques issues des tissus lésés ou substances dites algogènes). Ils sont à l'origine de sensation durables et moins précises en termes de localisation.

 
Les nocicepteurs viscéraux

Alors que dans la peau les nocicepteurs sont bien connus (mécanorécepteurs de type A∂ et récepteurs polymodaux de type C), au niveau des viscères creux, on connaît essentiellement des récepteurs sensitifs à la distension, on ne peut donc parler véritablement de nocicepteurs. Ces récepteurs sensitifs sont différents selon l'intensité des stimuli. La plupart (70 %) sont à seuil bas et répondent aux stimulations non douloureuses comme la distension de l'organe par son remplissage et aux stimulations douloureuses, les 30 % restants sont à seuil de réponse élevé à la distension, ils ne sont mis en jeu qu'à partir du seuil douloureux. Ces derniers récepteurs fonctionnent donc comme des nocicepteurs.

 

Caractéristiques des nocicepteurs

Les nocicepteurs ont des seuils d'activation élevé, nécessitant une stimulation intense pour déclencher un potentiel d'action.

Ils ont la capacité à coder l'intensité du stimulus : leur réponse augmente parallèlement à l'intensité du stimulus.

Ils ont une capacité de sensibilisation : la répétition des stimulations nociceptives diminue le seuil des nocicepteurs et augmente leur activité participant ainsi aux phénomènes d'hypersensibilisation au niveau périphérique.

 

Mode d'activation des nocicepteurs

Le mise en route des nocicepteurs n'est pas suffisante à elle seule pour expliquer la douleur et notamment la douleur chronique. La douleur n'est pas proportionnelle à l'intensité du stimulus algogène. Les nocicepteurs sont activés par la libération par la lésion tissulaire des médiateurs chimiques de la réponse inflammatoire (bradykinine, sérotonine, histamine, ions potassiums puis prostaglandines). Cette activation des nocicepteurs chémosensibles va aussi diminuer le seuil de réponse des nocicepteurs mécaniques et thermiques expliquant alors l'hypersensibilité locale. Il existe cependant un feedback positif car l'activation des nocicepteurs va leur faire libérer des substances algogènes ainsi que de la substance P. Celle-ci est normalement présente dans les terminaisons des fibres nerveuses des fibres afférentes et n'attend que l'activation de ces dernières pour être larguée. La substance P est un polypeptide vasodilatateur qui active, d'une part, les mastocytes et leur dégranulation favorisant la libération d'histamine et, d'autre part, les plaquettes avec libération de sérotonine.

Ces réactions locales sur le site lésé font partie de l'hyperalgésie primaire.

 

Les voies afférentes périphériques

 

Les différents types de fibres

Les fibres périphériques afférentes font suite aux récepteurs et vont conduire le message nociceptif de la périphérie à la racine dorsale de la moelle. On retrouve donc des fibres A∂ et des fibres C. Les fibres A∂ sont peu myélinisées, donc à conduction relativement lente, leur champ récepteur est petit permettant une discrimination fine du stimulus douloureux, elles ont un seuil de sensibilité élevé, supérieur à celui des afférences non nociceptives. Les fibres C sont plus petites, amyéliniques et du fait de leur petite taille, de l'absence de myéline destinée à accroître la vitesse de transmission, elles conduisent l'influx à très faible vitesse. Elles ont un large champs récepteur, elles sont sensibles aux stimulis mécaniques, thermiques ou chimiques, en particulier lorsque ceux-ci sont répétitifs.

 

Le rôle des fibres A∂ et C

De part leurs caractéristiques différentes, les fibres nociceptives A∂ et C permettent de détecter des stimulis différents.

Si on applique une stimulation électrique sur un nerf sensitif cutané, à faible intensité, on provoque une sensation tactile par recrutement des fibres myélinisées de gros calibres et à conduction rapide de type A⍺ et Aß. À forte intensité, ce sont les fibres nociceptives de petit calibre de type A∂ qui sont recrutées provoquant la sensation douloureuse. Quand la stimulation devient très intense, ce sont les fibres C amyélinique, qui sont recrutées générant la perception d'une douleur intolérable, surtout si le stimulus est répétitif.

On individualise ainsi deux types de sensations douloureuses : une douleur à valeur localisatrice, précise et perçue rapidement, à type de sensation de pincement, de piqûre qui est véhiculée par les fibres A∂, ces fibres permettent le développement de réactions réflexes rapides, de protection ; et une douleur plus sourde et moins localisée, retardée, à type de brûlure ou d'écrasement, véhiculée par les fibres de type C.

Les fibres afférentes (amyélinique de type C et Aδ) qui proviennent des trois feuillets embryonnaires (ectoderme, mésoderme, endoderme) sont ainsi activées. Un groupe spécial de fibres de type C, appelées « silencieuses » ne sont recrutées qu'en cas de stimulation algogène très intense ou très prolongée. Trente à quatre-vingt pourcent des fibres à destinées viscérales sont de fibres silencieuses de ce type [3

Cliquez ici pour aller à la section Références]. La vessie est particulièrement riche en fibres silencieuses [4

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Il existe des mécanismes périphériques locaux d'amplification : l'inflammation neurogène

La réaction douloureuse locale déborde rapidement la zone lésée. Certains mécanismes locaux vont l'expliquer (Figure 1).

 
Figure 1
Figure 1. 

Réflexes d'axones et inflammation neurogène : l'extension de proche en proche de la réaction inflammatoire en relation avec la sécrétion, par stimulation antidromique, des substances algogènes.

Les substances algogènes et la substance P sécrétée par les fibres afférentes lors de l'agression tissulaire vont, elles-mêmes, sensibiliser les nocicepteurs de voisinage et favoriser l'extension de la réaction inflammatoire de proche en proche avec une extension de la zone douloureuse indépendamment de la présence du stimulus lésionnel.

La stimulation des fibres afférentes amyéliniques de type C provoque non seulement l'émission de messages vers la corne postérieure de la moelle mais aussi de façon paradoxale des messages antidromiques (réflexe d'axone). C'est ce qui augmente la sécrétion périphérique de neuropeptides algogènes (substance P et nerve growth factor ). La substance P libérée de façon antidromique stimule l'activation des mastocytes et la libération par ceux-ci d'histamine et d'autres substances pro-inflammatoires. La mise en route rapide de cette conduction antidromique dans les fibres afférentes peut participer à la vasodilatation locale participant à la rougeur (vasodilatation), à l'œdème (extravasation plasmatique) et à l'hyperalgésie secondaire (alors que la stimulus initial n'existe plus) qui s'étend progressivement autour de la lésion initiale. C'est l'inflammation neurogène, réponse adaptée permettant une augmentation rapide des substrats tissulaires, l'activation des cellules de défense locale et l'augmentation des débits circulatoires locaux afin de diluer et de limiter la prolifération des germes et des toxines. Parfois, pour des raisons inconnues, la réponse n'est plus adaptée et on connaît le rôle de l'inflammation neurogène dans la survenue de plusieurs maladies comme l'asthme, la migraine ou l'arthrite.

 

Trajet des fibres sensitives pelvipérinéales avant leur entrée dans la moelle

 
Les fibres somatiques

Elles empruntent le trajet du nerf pudendal [5

Cliquez ici pour aller à la section Références]. Prenant en charge la peau de la marge anale, du pénis et des bourses ou du clitoris et des lèvres, de la région intermédiaire correspondant au noyau fibreux central du périnée, ces fibres suivent ensuite le trajet du nerf pudendal dans le canal pudendal d'Alcock tout d'abord, constitué par un dédoublement du fascia du muscle obturateur interne, se plaçant ensuite dans un plan supralevatorien à leur sortie du canal. Elles contournent alors la partie distale du ligament sacroépineux ou l'épine sciatique, se plaçant médialement par rapport au nerf sciatique et se placent dans la région glutéale dans le canal infra-piriforme. Ensuite, ces fibres confluent vers leurs racines d'origine majoritairement S3 parfois S2 et S4 et pénètrent les trous sacrés pour remonter dans la queue de cheval et gagner la partie terminale sacrale de la moelle spinale.

Au cours de leur trajet, ces fibres rencontrent des obstacles qui sont maintenant bien connus : le canal pudendal d'Alcock lui-même dont le fascia peut être épaissi et sténoser le nerf, le processus falciforme du ligament sacrotubéral qui peut plaquer le nerf notamment à la partie dorsale du canal d'Alcock, la pince ligamentaire dans la portion rétrospinale entre ligament sacroépineux et le ligament sacrotubéral où le nerf peut être pris dans une véritable pince [6

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Concernant la sensibilité, la région périnéale est sur le plan cutané innervée par le nerf pudendal essentiellement. Il faut noter cependant que des suppléances sont possibles puisqu'il existe des chevauchements métamériques émanant des nerfs ilio-inguinal, ilio-hypogastrique, génitofémoral, clunéal inférieur. Ainsi s'explique sans doute l'absence habituelle de déficit sensitif lors de l'atteinte du nerf pudendal.

 
Les fibres orthosympathiques

Elles peuvent être médiées par le nerf pudendal dont un tiers des fibres environ appartiennent à ce contingent. Cela explique certaines sensations végétatives avec des douleurs irradiantes, pluri-métamériques, responsables notamment de sensation de fesses froides, de scrotum froid de sensation de corps étranger intrarectal ou intravaginal.

Ces fibres vont émaner des structures périnéales et vicérales, gagner les lames sacro-recto-génitopubiennes qui sont une condensation infrapéritonéale supralevatorienne de mésenchyme noyant les vaisseaux et les nerfs. Le mode de migration de ces fibres se fait autour des artères qu'elles empruntent et habillent d'un fin treillis. Ces fibres convergent dans le ganglion préviscéral qui est le ganglion hypogastrique inférieur qui les collecte et les envoie dans la chaîne ganglionnaire latérovertébrale orthosympathique, d'une part, dans le nerf hypogastrique et le plexus hypogastrique supérieur situé en avant du promontoire en pré-aortique d'autre part.

Les corps cellulaires de ces fibres orthosympathiques sont situés dans la chaîne latérovertébrale. La plupart des convergences se font au niveau de la jonction thoracolombaire et notamment à l'étage L1-L2. Les fibres orthosympathiques vont quitter la chaîne latérovertébrale par les rameaux communicants blancs pour gagner une racine sensitive et donc dorsale avant leur pénétration dans la moelle. Elles ont leur ganglion dans la racine dorsale de la moelle. Dans le ganglion spinal, elles s'articulent avec un interneurone, lui-même connecté avec les voies sensitives cérébrospinales.

La volée d'influx afférents qui bombarde la corne postérieure, est avant tout destinée à une conduction orthodromique ascendante vers les centres corticaux ou à une réponse réflexe au niveau segmentaire.

 
Au total

Il y dans le périnée deux types d'innervation :

une innervation somatique par le nerf pudendal ;
une innervation végétative qui sur le plan sensitif est constituée par le système orthosympathique médié à la fois par le pudendal et par le plexus hypogastrique inférieur.

La sensibilité pelvienne est assumée par le système sympathique de façon exclusive.

Ainsi, les douleurs somatiques sont bien localisées, dans une systématisation radiculaire ou tronculaire alors que les douleurs végétatives, captées par plusieurs racines sont diffuses, plurimétamériques.

 
La douleur viscérale peut diffuser vers le système somatique : convergences viscérosomatiques

La douleur viscérale est diffuse et difficile à localiser. Elle est souvent localisée par le patient au niveau d'une projection cutanée située à distance du viscère : elle est projetée ou référée au niveau des structures cutanées. Quels sont donc les mécanismes qui permettent au message viscéral d'être perçu, projeté au niveau cutané ?

Le modèle simple d'interprétation des douleurs référées repose sur l'idée que la convergence viscérosomatique survient au niveau des fibres afférentes avec de multiples branches innervant à la fois les structures viscérales et les structures somatiques. Elle ne repose pas sur des réalités physiologiques [7

Cliquez ici pour aller à la section Références], leur explication fait intervenir des phénomènes de convergence viscérosomatique situés au niveau de la corne postérieure de la moelle.

 
Théorie de la convergence–projection

Les nerfs afférents de la sensibilité viscérale sont beaucoup moins nombreux que ceux qui proviennent de la peau. En revanche les neurones spinaux qui répondent à la stimulation viscérale sont estimés à plus de 50 %. La distribution intramédullaire des afférences viscérales est donc beaucoup plus grande que celle des afférences cutanées.

Dans la théorie de la convergence–projection (Figure 2), les neurones afférents somatiques et viscéraux sont différents mais convergents vers des neurones spinaux communs de la corne postérieure de la moelle (neurones convergents). Les fibres nociceptives d'origine viscérale pénètrent la base de la corne grise dorsale et vont gagner, par le biais d'interneurones, les neurones convergents de la lame V de Rexed sur lesquels projettent aussi les neurones somatiques extéro et proprioceptifs. En fait, les fibres végétatives qui suivent les artères de l'organe douloureux vont rejoindre deux ou trois ganglions latérovertébraux et se mettre en rapport avec plusieurs dermatomes contigus recouvrant l'organe qui souffre. Cela explique le caractère diffus des douleurs viscérales projetées sur la paroi somatique. Il existe de nombreux arguments expérimentaux pour cette théorie [3

Cliquez ici pour aller à la section Références]. Si celle-ci explique bien la nature segmentaire des douleurs référées, elle explique mal l'hyperalgésie constatée dans la zone référée.

 
Figure 2
Figure 2. 

Théorie de la convergence–projection : convergence au niveau du système nerveux central des fibres afférentes somatiques et viscérales sur les neurones convergents qui sont le point de départ de la douleur via le tractus spinothalamique. Les fibres viscérales gagnent plusieurs racines et ainsi s'explique le caractère plurimétamérique de la douleur d'origine viscérale.

 
Théorie de l'activation des arcs réflexes segmentaires

La seconde théorie repose sur l'activation des arcs réflexes segmentaires (Figure 3) dont la voie afférente est composée par les influx d'origine viscérale et la voie efférente par les axones efférents du système somatique (notamment musculaires).

 
Figure 3
Figure 3. 

Théorie de l'arc réflexe : le message nociceptif afférent d'origine viscérale déclenche de façon métamérique des réponses motrices vers les viscères et les tissus cutanés et sous-cutanée par l'intermédiaire de fibres motrices viscérales, mais aussi des réponses motrices somatiques musculaires engendrant des contractures dans les myomères intéressés et une certaine amyotrophie si la douleur est chronique.

Ainsi s'explique la contracture musculaire liée à la mise en tension permanente des muscles recouvrant l'organe, ce phénomène expliquant par exemple la défense de la fosse iliaque droite dans la crise d'appendicite commune. Cette contracture peut elle-même devenir douloureuse et faire penser à tort à une origine musculaire des troubles. Le syndrome du releveur est ainsi un terme galvaudé, dans lequel le muscle n'est qu'une victime de la douleur mais non son primum movens. Ces influx efférents vers la périphérie pourraient alors sensibiliser les nocicepteurs périphériques des structures pariétales de la zone référée participant ainsi au phénomène de l'hyperalgésie secondaire (musculaire, sous-cutanée et cutanée et muqueuse).

 
La douleur viscérale peut diffuser vers le système végétatif : convergences viscéroviscérales

La théorie de l'activation réflexe segmentaire s'applique aussi au système végétatif (Figure 4). La volée d'influx afférent au viscère va diffuser vers les neurones sympathiques de la corne latérale et de la racine antérieure des structures somatiques (peau, structures sous-cutanée, muscles) ou viscérales. Ainsi s'expliquent les phénomènes végétatifs cutanés en regard de la région qui souffre (troubles de la sudation, rougeur).

 
Figure 4
Figure 4. 

Organisation du métamère végétatif : le viscère envoie des influx nociceptifs via les fibres sensitives orthosympathiques qui cheminent dans la chaine latérovertébrale. Plusieurs ganglions étagés sur le flanc du rachis sont récepteurs du message. À chaque niveau, les fibres orthosympathiques rejoignent les fibres somatiques et gagnent avec elles la corne grise dorsale de la moelle spinale. En réponse à cette sommation spatiale plurimétamérique, l'enregistrement des douleurs végétatives sera régionale, intéressant plusieurs dermatomes. La réponse musculaire se fera à la fois sur la musculature lisse et striée et sur cette dernière de façon plurimétamérique également (contractures musculaires réflexes diffuses).

Une hyperalgésie viscérale peut également être expliquée de la même façon au niveau des différents organes pelviens voisin de la vessie, le péritoine (endométriose et adhérences), l'intestin (syndrome de l'intestin irritable).

Ces interactions fonctionnelles neuronales ont été bien montrées chez l'animal [8

Cliquez ici pour aller à la section Références, 9

Cliquez ici pour aller à la section Références] réalisant des convergences viscéroviscérales. Ces convergences se font aussi au niveau central vers des zones spinales proches sur des niveaux adjacents centrés sur la région sacrée pour les influx périnéaux et sur la région thoracolombaire pour les influx pelviens.

 

L'intégration spinale et les voies ascendantes spinales

 

La corne dorsale de la moelle

La racine dorsale aborde donc la moelle spinale. Sont mêlées les fibres extéroceptives somatiques d'origine cutanée, les fibres proprioceptives d'origine musculaire, osseuse tendineuse et ligamentaire, les fibres végétatives à la fois médiées par les nerfs somatiques et notamment par le nerf pudendal et par les fibres d'origine viscérale qui ont quitté la chaîne latérovertébrale.

Les modèles animaux ont montré que la persistance d'influx nociceptifs entraînait des modifications au niveau des cornes postérieures de la moelle. Cette neuroplasticité [10

Cliquez ici pour aller à la section Références] favorise d'une part une diminution des seuils de réponse réflexe aux influx afférents mis en route par les mécanorecepteurs (toucher, froid, chaud) et d'autre part, une extension des zones de réception au niveau central favorisant la diffusion des zones douloureuses aux organes proches. Cette hypersensibilisation centrale se manifeste au niveau biologique par une activation de certains récepteurs comme les récepteurs N -methyl-d-aspartate (NMDA), c-Fos, NO synthetase (NOS), glutamate, dynorphin et protéine kinase C. À ce stade, les processus inducteurs de la nociception fonctionnent en boucle auto-entretenue.

 

Les voies spinales ascendantes

Dans la moelle les fibres extéroceptives d'origine cutanée s'arrêtent au niveau de l'apex de la corne grise dorsale. Les fibres proprioceptives rejoignent l'isthme. Les fibres intéroceptives gagnent la base (Figure 5).

 
Figure 5
Figure 5. 

Arrivé des fibres extéroceptives (), proprioceptives () et intéroceptives () dans la corne grise dorsale de la moelle. Les premières gagnent l'apex (A), les secondes l'isthme (I), les troisième la base (B). L'apex correspond aux lames I, II et III de Rexed, l'isthme aux lames IV et V, la base à la lame VI.

Il y a donc trois tissus embryonnaires ectoderme, mésoderme, et endoderme ; trois sensibilités extéroceptive, proprioceptive et intéroceptive ; et trois douleurs possibles d'origine cutanée, d'origine musculaire, d'origine viscérale. Ces fibres peuvent donc transmettre la douleur or il n'existe qu'un faisceau nociceptif : le tractus spinothalamique (Figure 6). Les trois fibres précédemment citées se terminant dans l'apex, l'isthme et la base vont donc devoir se projeter sur l'origine du tractus spinothalamique dans la lame V de Rexed c'est-à-dire dans la région isthmique de la corne grise dorsale. Des interneurones sont ainsi nécessaires et il existe une convergence entre les influx d'origine cutanée, mésodermique et endodermique. Les fibres du tractus spinothalamique ainsi constituées vont croiser la ligne médiane, et donc décusser pour former le tractus spinothalamique dans la partie ventrolatérale de la substance blanche de la moelle, lequel se répartit en deux tracti principaux : le spinothalamique ventral et le spinothalamique dorsal.

 
Figure 6
Figure 6. 

Constitution des tracti-spinothalamiques : les fibres de la douleur convergent sur des neurones qui vont constituer le tractus spinothalamique, deuxième neurone de la sensibilité douloureuse. Ici ne sont représentées que les fibres extéroceptives. Elles gagnent l'apex de la corne grise dorsale. Un interneurone (oranger) les amènent au neurone convergent constituant dans l'isthme de la corne grise dorsale le tractus spinothalamique (bleu entouré de jaune). De la même façon, les fibres d'origine mésodermique (proprioceptives) et endodermiques (intéroceptives) vont projeter sur ce tractus. Ainsi, dans le tractus spinothalamique sont rassemblées toutes les informations douloureuses. Le spinothalamique ventral renseignera sur la topographie de la douleur ; le spinothalamique dorsal sur ses caractéristiques (brûlure, pincement, torsion, etc).

Ce faisceau transporte la sensibilité thermique et douloureuse. La nécessaire convergence tient au fait que les fibres somatiques qui vont se prolonger dans la moelle, le tronc cérébral, le thalamus vont ensuite être enregistrées sur le cortex pariétal qui a pour mission de localiser la douleur.

 

Les centres supra segmentaires

 

Dans le tronc cérébral

À ce niveau siège la formation réticulée qui est composée de trois groupes nucléaires (Figure 7).

 
Figure 7
Figure 7. 

Les trois composantes de la formation réticulée : 1 : réticulée facilitatrice ascendante responsable de l'éveil explique l'insomnie liée à la douleur. Elle renforce le gate control par le tractus réticulospinal () ; 2 : réticulée descendante motrice qui règle le tonus musculaire ; 3 : réticulée latérale végétative projetant dans les sphères corticales buccales (), sur les émonctoires () et sur le système cardio-pneumovasculaire ().

Les noyaux du raphé appartenant à la réticulée facilitatrice ascendante qui reçoivent des impressions sensitives et sensorielles, et envoient des projections dans les corps striés et le cervelet expliquant les comportements moteurs automatiques face à la douleur, dans l'hypothalamus sur lequel nous reviendrons de même que dans l'hippocampe.

Les noyaux centraux de la réticulée constituent la réticulée descendante ou motrice et vont se charger de l'état de contraction des muscles notamment face à la douleur.

Les noyaux de la réticulée latérale de valeur végétative vont projeter sur l'insula et le noyau amygdalien et expliquent les comportements buccaux face à la douleur (cris, pleurer, morsure), une projection se fait au niveau des sphincters et peut expliquer leur faiblesse face à la douleur, un autre contingent de fibres va vers les organes thoraciques et les gros vaisseaux expliquant les variations tensionnelles face à la douleur.

Le tractus spinothalamique ventral monte dans le tronc cérébral et va s'attacher à la partie dorsale du lemniscus médial de REIL.

Ce lemniscus médial n'est que le deuxième neurone prolongeant les tracti graciles et cunéïformes de Goll et Burdach qui constituent les cordons dorsaux de la moelle. Le lemniscus médial ne transporte aucune sensibilité douloureuse. Il transmet des informations extéroceptives discriminatives (la sensibilité fine), et la sensibilité proprioceptive consciente celle qu'utilise le funambule pour être en permanence informé de la position de son corps par rapport à l'espace. Cette voie lemniscale est une autoroute et monte très vite vers le thalamus. Le spinothalamique ventral est donc un opportuniste. Il va s'attacher à cette voie comme le fait un cycliste à une mobylette pour progresser plus vite et va gagner ainsi très rapidement le thalamus (Figure 8).

 
Figure 8
Figure 8. 

Le tractus spinothalamique ventral (1) monte rapidement vers le thalamus en accompagnant la voie lemniscale (3) pour renseigner sur la topographie douloureuse. Le tractus spinothalamique dorsal (2) monte à petite vitesse vers le thalamus et envoie des fibres dans la réticulée qui va analyser la douleur, renforcer le gate control spinal et si besoin remonter les informations nociceptives au thalamus.

Le tractus spinothalamique dorsal a une autre destinée. Certaines de ses fibres vont monter dans le tronc cérébral à petite vitesse et gagner à grand peine le thalamus. D'autres, et elles sont nombreuses, vont percuter la formation réticulée et au prix de nombreuses synapses essayer de traverser cette réticulée qui nous le verrons est un filtre de la douleur. Si le stimulus est suffisant, ces différentes fibres vont gagner à petite vitesse le thalamus.

 

Dans le thalamus

Le thalamus est un gros noyau gris central et encéphalique. Il constitue ce que Lhermitte a appelé le filtre de la douleur. Les différentes sensibilités que nous avons vues vont percuter le noyau latéroventral postérieur du thalamus et y être analysées. Ce thalamus enverra ses impressions au cortex, c'est-à-dire à la conscience seulement si la douleur vaut la peine d'être vécue consciemment. Dans le cas contraire, c'est-à-dire la plupart du temps il va négocier avec le cervelet, les corps striés pour agencer une motricité automatique qui, par exemple, va faire varier les points de pression en position assise, le croisement et le décroisement automatique des jambes avant que ne surviennent des effets délétères (escarrification cutanée, ou compression des nerfs intéressés par cette posture (exemple : le nerf fibulaire commun sur la tête fibulaire).

 

Dans l'hypothalamus

La réticulée va envoyer ses informations notamment douloureuses à l'hypothalamus. La description qu'en a fait Cushing est exemplaire : « dans cette zone archaïque de la base du cerveau que l'ongle du pouce pourrait cacher, se dissimule le ressort essentiel de la vie instinctive et affective que l'homme s'est efforcé de recouvrir d'un manteau, d'un cortex d'inhibition ».

Harvey Cushing voulait dire par là que cet hypothalamus ou cerveau végétatif vrai commande le système végétatif, répercute ses informations bruyamment sur les structures effectrices (tronc cérébral avec les nerfs crâniens et moelle épinière avec les nerfs spinaux). On peut le schématiser facilement en quatre noyaux : les noyaux trophotropes situés ventralement sont responsables de l'entretien de la trophicité. Ainsi s'explique par exemple le manque d'appétit que procure habituellement la douleur. Les noyaux hypophysiotropes situés sous les précédents commandent la glande hypophyse et son système hormonal. L'aménorrhée des femmes douloureuses chroniques est explicable par ce phénomène. Le noyau ergotrope du dorsal est la véritable dynamo de l'organise et va expliquer le manque d'entrain qu'ont habituellement les douloureux chroniques avec un penchant vers un état dépressif. Le noyau mnémotrope situé sous le précédent est chargé d'emmagasiner dans sa mémoire les phénomènes douloureux. Cette dernière fonction est importante. La mémoire de la douleur permet de mieux se préparer à une douleur identique survenant éventuellement.

 

Aires corticales somesthésiques nociceptives

 

Dans le cortex limbique

Dans un but de simplification, nous ne nous intéresserons qu'à sa fonction émotionnelle et mnésique.

Le circuit HMTC (hippocampo-mamillo-thalamocingulaire) décrit par PAPEZ nous explique que les différents points du néocortex vont projeter dans l'hippocampe ventral lequel projette ensuite ses informations sur le tubercule mamillaire (noyau hypothalamique déjà vu) qui transmet au noyau antérieur du thalamus lequel projette dans le cortex limbique ou cortex péricalleux de Broca (Figure 9). Mémoire et émotion utilisent le même parcours, ce cortex explique les réactions émotionnelles face à la douleur et à titre d'exemple les noyaux du septum vont projet les informations limbiques au niveau des noyaux des nerfs crâniens du tronc cérébral. Parmi ces noyaux le nerf facial va jouer un rôle important dans l'expression de la sensation douloureuse : le sujet a un masque sardonique par le biais de la contraction des peauciers de la face sous l'impulsion du noyau branchial moteur du VII. Parallèlement le noyau lacrymo-muconasal parasympathique du VII entraîne les larmes qui accompagnent habituellement les pleurs. C'est là une expression visible du sentiment douloureux.

 
Figure 9
Figure 9. 

Circuit hippocampo-mamillo-thalamocingulaire de Pappez : il transporte à la fois la douleur et l'émotion. Le premier neurone () reçoit des informations corticales sur la douleur vécue consciemment, et à partir de cette structure bosselée correspondant à l'hippocampe les transmet via le fornix au tubercule mamillaire qui appartient à l'hypothalamus (noyau mnémotrope). De là un court tractus () projette sur le thalamus antérieur (tractus mamillo-thalamique de Vicq d'Azyr. Le thalamus filtre les informations et si besoin ou nécessité les transmet () au cortex péricalleux. La douleur s'accompagne alors de phénomènes émotionnels et est stockée en mémoire.

 

Les projections néocorticales

Revenons un peu sur le thalamus où nous avons vu converger dans le noyau latéroventral postérieur le tractus spinothalamique dorsal et le spinothalamique ventral. Ce dernier, qui a bénéficié de l'autoroute de la sensibilité ou voie lemniscale pour gagner rapidement le thalamus va être dirigé par lui sur le gyrus post central ou circonvolution pariétale ascendante qui est organisée sous forme d'homonculus où chaque partie du corps est cartographiée. Il est important en effet de savoir rapidement où siège la douleur. Le tractus spinothalamique dorsal et les fibres spinoréticulothalamiques projettent plus lentement dans le cortex préfrontal où se fait l'analyse de la douleur, ce qui est moins urgent.

 

Les systèmes inhibiteurs

Ils sont nombreux, diffus, et vont s'efforcer de ne pas faire parvenir l'impression douloureuse au néocortex.

 

Au niveau de la moelle spinale

Nous avons décrit les petites fibres qui pénètrent dans la substance grise et qui vont donner naissance au tractus spinothalamique. Dans la racine dorsale passent également des fibres extero et proprioceptives qui vont constituer les tractus dorsaux gracile et cunéiforme de Goll et Burdach. Ces fibres sont très myélinisées, conduisent rapidement l'influx, et ont un seuil d'excitation bas. Ce sont des fibres A alpha. Elles transmettent les sensibilités exteroceptive discriminative et proprioceptive consciente et sont dégagées de toute fonction nociceptive. Pourtant leur simple effleurement lors de la chirurgie de la moelle quand elle se pratiquait sous anésthésie locale déclenchait des douleurs vives comparables à celles du tabès. Or les patients tabètiques ont une destruction de ces tractus.

Wall et Melzack ont élucidé ce problème par leur théorie du gate control qui, si elle est parfois remise en cause, explique cependant bien des phénomènes cliniques (Figure 10).

 
Figure 10
Figure 10. 

Gate control de Wall et Melzach : bien que discuté, il permet de comprendre l'inhibition douloureuse métamérique des fibres nociceptives par les collatérales des fibres myélinisées allant constituer les cordons dorsaux. Les grosses fibres A alpha constituant les cordons dorsaux ne transmettent pas la douleur mais envoient des collatérales () sur les interneurones issus des voies nociceptives provenant des trois feuillets. Ainsi s'établit un barrage à la douleur. Les fibres nociceptives A bêta et C sont lentes, les A alpha rapides. La douleur est désavantagée. La stimulation des cordons dorsaux renforce le gate et est une des voies efficaces du traitement de la douleur neurogène.

En fait les fibres de la racine spinale dorsale sont compétitives. On peut opposer les fibres A alpha qui sont rapides aux fibres A delta et C, lentes et difficilement excitables. Ces dernières ont été décrites précédemment. Ce sont celles émanant des trois feuillets et qui vont après synapse constituer le tractus spinothalamique. L'influx porté par les A alpha arrive à la moelle en premier. Des collatérales issues des tractus gracile et cunéiforme vont gagner la corne grise dorsale et par des moyens complexes vont fermer la porte à la douleur (gate ) l'empèchant d'être captée par les neurones convergents. En pratique courante d'ailleurs la stimulation de ces grosses fibres par frottement par exemple après une brûlure superficielle va renforcer le gate et rendre la douleur supportable. La stimulation cutanée et la stimulation des cordons postérieurs procèdent du même phénomène.

 

Au niveau du tronc cérébral

La formation réticulée est, comme nous l'avons dit, un filtre de la douleur, rendant périlleux le trajet des fibres spino-réticulothalamiques. Certains noyaux réticulaires, particulièrement denses au niveau du mésencéphale dans la substance grise périaqueducale vont envoyer vers la moelle spinale des fibres sérotoninergiques via les tractus réticulospinaux qui auront pour mission de renforcer le gate control .

 

Au niveau des autres structures

De nombreux systèmes inhibiteurs diffus de la douleur sont sans cesse mis à jour. Il serait fastidieux de les citer. Un fait récent mérite cependant d'être retenu. Des équipes neurochirurgicales travaillent actuellement sur la stimulation corticale antalgique. Leur cible est en fait, et sans explication scientifique probante à l'appui, le néocortex moteur au niveau du gyrus précentral (aire de Rolando). Le cortex moteur ainsi stimulé renforcerait le filtre thalamique.

 

Conclusions pratiques

La connaissance des voies de la douleur guide le thérapeute pour la prise en charge des patients douloureux. La nociception concerne les facteurs locaux pouvant générer l'émotion qu'est la douleur. La douleur pelvienne ne relève que du système sympathique, la douleur périnéale à la fois du système somatique et du système sympathique. La douleur somatique sera bien définie dans un territoire anatomique défini, la douleur sympathique sera diffuse, étendue, échappant à une métamérisation précise. Il existe au niveau périphérique des interconnexions et des convergences entre les différents systèmes et les différents viscères pouvant expliquer des douleurs pluriviscérales sans pathologie d'organes. Le chemin de la douleur de la périphérie vers le cortex est semé d'embuches, de filtres par exemple au niveau des cornes dorsales de la moelle justifiant l'application des techniques de neurostimulation, mais il existe aussi des processus de d'inhibition descendante justifiant les techniques d'apprentissage du contrôle de la douleur comme l'hypnose par exemple.

 

Conflit d'intérêt

Aucun.

   

 

 
 
 

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