Prise en charge urologique des vessies neurogènes : Partie 2 Synthèse des connaissances anatomiques et physiologiques sur la continence

23 juin 2007

Mots clés : Rapport, Neuro-urologie, vessies neurogènes, Physiologie sphinctérienne, sphincter anal, sphincter uréthral, anatomie, incontinence urinaire, incontinence anale. anatomie, Vessie, Urètre, sphincter
Auteurs : E. Chartier-Kastler - A. Ruffion ; Leroi A.M., Le Normand L.; B. Parratte - V. Bonniaud - L. Tatu - D. Lepage - F. Vuillier
Référence : Prog Urol, 2007, 17, 329-335
Chapitre A
Physiologie de l'appareil sphinctérien urinaire et anal pour la continence :
Anne-Marie LEROI (1), Loïc LE NORMAND (2)
(1) Pavillon Derocque, Hôpital Charles Nicolle, Rouen, France, (2) Service d'Urologie, Hôtel-Dieu, Nantes, France
Article référencé : Progrès en Urologie (2005), 15, 123-148
Cet article de revue a pour but de montrer les mécanismes qui permettent à l'appareil sphinctérien uréthral et anal d'assurer la continence urinaire et fécale.
Il aborde successivement l'anatomie sphinctérienne, la structure et l'ultrastructure de ses composantes musculaires, son innervation, la neuromédiation et des schémas de fonctionnement au repos, à l'effort et en retenue.
Ce travail permet de montrer les différences mais aussi les similitudes de fonctionnement de ces deux appareils sphinctériens. Cela peut expliquer la grande fréquence de l'association des incontinences urinaires et anales.
Chapitre B
Bases anatomo-fonctionnelles du bas appareil urinaire
B. Parratte - V. Bonniaud - L. Tatu - D. Lepage - F. Vuillier
Les troubles urinaires d'origine neurologique sont fréquents. Ils sont la conséquence de l'atteinte du système nerveux central et ou périphérique, somatique et ou végétatif dont le rôle est d'assurer la régulation et le contrôle du fonctionnement du bas appareil urinaire. Du fait de la présence, au sein des structures du bas appareil urinaire, d'une double musculature, lisse et striée, les voies et les centres nerveux appartiennent à la fois au système nerveux somatique et végétatif.

Chapitre A

Physiologie de l'appareil sphinctérien urinaire et anal pour la continence :


Anne-Marie LEROI (1), Loïc LE NORMAND (2)

(1) Pavillon Derocque, Hôpital Charles Nicolle, Rouen, France, (2) Service d'Urologie, Hôtel-Dieu, Nantes, France

Article référencé : Progrès en Urologie (2005), 15, 123-148 Cliquez sur ce lien pour accéder au texte intégral

Chapitre B

Bases anatomo-fonctionnelles du bas appareil urinaire
B. Parratte - V. Bonniaud - L. Tatu - D. Lepage - F. Vuillier

Introduction

Le bon fonctionnement des structures du bas appareil urinaire impose l'intégrité du système nerveux central et périphérique, somatique et neurovégétatif qui assure l'innervation des structures anatomiques, mais aussi la régulation et le contrôle du fonctionnement du bas appareil urinaire. C'est à cette seule condition que la motricité vésico-sphinctérienne peut assurer l'alternance des phases de remplissage (continence) et de vidange (miction), par des phénomènes d'activation et de désactivation de fibres musculaires lisses ou striées, présentes dans les différentes structures anatomiques. Si la miction est sous le contrôle de la volonté, elle est préparée de façon automatique lors de la continence par une veille sensitive progressive qui ne s'impose que lorsque la capacité vésicale atteint sa réplétion ou lorsque des conditions sociales la nécessitent.

Les structures impliquées sont représentées par la vessie, l'urètre et son complexe sphinctérien, sphincter lisse et sphincter strié reliés par un système nerveux périphérique à des structures nerveuses hiérarchisées plus ou moins individualisées situées à différents étages du névraxe.

I. La vessie

C'est un réservoir fait de fibres musculaires lisses schématiquement organisées : en un muscle détrusor et un muscle trigone. Le détrusor constitue l'essentiel de la paroi vésicale. Il s'organise en trois plans musculaires :

- Un plan externe fait de fibres longitudinales concentrées sur les faces ventrales et dorsales, formant des faisceaux incomplets. Les fibres ventrales sont tendues de l'ouraque jusqu'au col vésical et les fibres dorsales, plus larges, sont divisées en trois faisceaux : un médian rejoignant la face postérieure du col vésical et deux latéraux s'unissant en avant cravatant le col vésical.

- Un plan moyen plus développé, fait de fibres musculaires lisses à orientation circulaire, constituant ainsi des anneaux superposés de la base de la vessie jusqu'au sommet.

- Un plan interne, fait de fascicules de fibres musculaires lisses, entrecroisées, plexiformes, ayant une organisation d'ensemble longitudinale, convergeant également vers le col. Cette couche déforme la couche muqueuse interne qui prend alors un aspect plissé.

Le trigone, d'aspect triangulaire s'inscrit entre les méats urétéraux et le col vésical. Son sommet inférieur se place en avant du col vésical qui pour la plupart des auteurs constitue un authentique sphincter, le sphincter lisse interne [1,2]. Le muscle lisse du col vésical est histologiquement et pharmacologiquement distinct du détrusor [3]. Ses particularités en font une unité fonctionnelle de structure différente chez l'homme et chez la femme.

II. L'urètre

C'est une structure tubulaire complexe pluristrastifiée, qui s'étend de l'orifice urétral interne (col vésical) au méat externe urinaire. De longueur et de morphologie différentes chez l'homme et chez la femme, il est constitué d'une muqueuse interne, d'une sous-muqueuse, riche en plexus vasculaires constituant un véritable manchon spongieux et d'une musculeuse faite de fibres musculaires lisses circulaires et longitudinales et obliques. Ces fibres musculaires lisses sont différentes de celles de la vessie [4].

Le sphincter "strié" de l'urètre situé distalement est lui aussi une structure complexe difficile à préciser surtout chez les femmes. Des techniques histochimiques [5] ont permis de proposer une "modélisation" de ce sphincter, qui semble organisé en deux parties, chez l'homme [6] comme chez la femme [7]. Un sphincter para-urétral, intramural fait de fibres striées dépourvues de fuseaux neuromusculaires, mais fait aussi de plusieurs contingents de fibres lisses. On l'appelle rhabdosphincter ou sphincter strié intrinsèque. Un sphincter péri-urétral est formé par la portion médiale des muscles élévateurs de l'anus. Il possède des fuseaux neuro-musculaires. Ces 2 structures musculaires striées appartenant au plancher pelvien participent ensemble à la continence urinaire. Ces données ont fait l'objet d'un rapport détaillé à la SIFUD dont la synthèse a été rapportée dans un article reproduit à la suite de ce chapitre.

La coexistence au sein du bas appareil urinaire d'une musculature lisse et d'une musculature striée, nécessite la présence d'une double innervation motrice. L'une de type végétative parasympathique et sympathique, l'autre de type somatique.

III. L'innervation végétative

(Figures 1, 2 et 3)

Figure 1 : Innervation du bas appareil urinaire 1. Vessie ; 2. Plexus hypogastrique gauche (inférieur) ; 3. Nerfs pelviens gauches ; 4. Nerfs hypogastriques gauches ; 5. Nerfs pré sacrés; 6. Chaîne sympathique latéro-vertébrale gauche ; 7. Branche antérieure du 3ième nerf spinal sacré gauche ; 8. Nerf pudendal gauche ; 9. Efférences neurovégétatives vésicales gauches ; 10. Efférences neurovégétatives prostatiques gauches ; 11. Nerfs caverneux gauches 
Figure 2 : Systématisation des voies et des centres nerveux impliqués dans le fonctionnement du bas appareil urinaire. Niveaux médullaire, tronc cérébral et cortex
Figure 3 : Systématisation des voies et des centres nerveux impliqués dans le fonctionnement du bas appareil urinaire. Niveaux médullaire et cortex.

En périphérie, le plexus hypogastrique (inférieur) (l'un droit, l'autre gauche), constitue un carrefour végétatif recevant à la fois des fibres sympathiques et des fibres parasympathiques. De topographie intra-pelvienne et latéro-rectale, ce plexus a une forme grossièrement losangique.

Il reçoit des afférences sympathiques et parasympathiques.

Les afférences sympathiques sont représentées par :

- Les nerfs hypogastriques (contingent postéro-supérieur) émanés du nerf pré-sacré (plexus hypogastrique supérieur) qui est une lame nerveuse plus ou moins étalée ou plexiforme située devant la cinquième vertèbre lombale sous la bifurcation aortique. Il est lui-même constitué par les nerfs splanchniques pelviens droit et gauche nés de chaque côté des quatre ganglions composant les chaînes sympathiques lombaires et de quelques filets émanés du plexus mésentérique inférieur.

- Des fibres sympathiques provenant de la chaîne sympathique sacrée, plus souvent des deuxième et troisième ganglions sacrés.

- Les neurones sympathiques pré et post-ganglionnaires synapsent dans le nerf pré-sacré

Les afférences parasympathiques sont constituées par les nerfs pelviens (nerfs érecteurs d'Eckard), formés par des fibres pré-ganglionnaires issues de la moelle spinale sacrée, et s'extériorisant au niveau des branches antérieures des 2ième , 3ième et 4ième nerfs spinaux sacrés (prédominance S3). Dans le plexus hypogastrique synapsent les neurones pré et post ganglionnaires.

Ses efférences sont constituées par les nerfs viscéraux organisés le plus souvent dans des cordons neuro-vasculaires destinés à un système nerveux autonome intrinsèque regroupant les formations végétatives, situés dans la paroi des structures du bas appareil urinaire ou à leur contact.

Les terminaisons nerveuses sont identifiées en histochimie par les neuro-transmetteurs qu'elles contiennent [8]. Ainsi, la densité des terminaisons nerveuses varie selon les niveaux et semble beaucoup plus faible dans l'urètre que dans la vessie. [9]. Si ces terminaisons nerveuses cholinergiques et adrénergiques sont présentes chez l'homme comme chez la femme, elles se distribuent plus uniformément le long de l'urètre masculin [9]. Elles sont essentiellement adrénergiques chez l'homme pour intervenir dans sa fonction sexuelle et à prédominance cholinergique chez la femme [10]. Il existe aussi au niveau de l'urètre des terminaisons nerveuses autres que cholinergique ou adrénergique. De véritables ganglions intra-muraux possédant des corps cellulaires sont retrouvés dans les parois vésicale et urétrale de certains animaux, mais l'urètre humain n'en serait que faiblement pourvu voire même dépourvu [10,11].

IV. L'innervation somatique

(Figures 1, 2 et 3)

Elle est assurée par le nerf pudendal (honteux interne) qui constitue la branche terminale du plexus pudendal. Il emprunte le canal pudendal (canal d'Alcock) pour se rendre à la partie inférieure du pubis et se diviser en ses branches terminales motrices pour le sphincter strié de l'urètre et sensitives correspondant au nerf dorsal de la verge chez l'homme et au nerf dorsal du clitoris chez la femme.

Ces voies périphériques sont issues de centres assurant le contrôle de la fonction vésico-sphinctérienne. Celui-ci s'élabore dans le système nerveux central de façon automatique et volontaire.

Différents niveaux de contrôle peuvent être mis en évidence : des centres médullaires et des centres supra médullaires activés par des informations sensitives.

V. Les centres médullaires

(Figures 2 et 3)

Ils sont végétatifs, sympathiques et parasympathiques, puis somatiques.

- Le noyau spinal sympathique

Il s'organise en colonne au niveau de la corne latérale de la substance grise de la moelle spinale s'étalant depuis le dixième métamère thoracique jusqu'au deuxième métamère lombal. Son fonctionnement est à médiation adrénergique. Sa stimulation entraîne le relâchement du muscle détrusor riche en récepteurs b (effet b -) et la contraction du sphincter lisse de l'urètre riche en récepteurs a (effet a +). Relâchement du muscle détrusor et contraction sphinctérienne du col vésical contribuent au remplissage vésical et à la continence passive.

- Le noyau spinal parasympathique :

Il constitue dans l'ancienne nomenclature le centre de Budge. Il contient les corps cellulaires des neurones moteurs parasym-pathiques situés dans la zone intermédiaire de la substance grise de la moelle spinale sacrée, à hauteur des deuxième, troisième et quatrième métamères. Son fonctionnement est à médiation cholinergique et sa stimulation entraîne la contraction du muscle vésical pour assurer la miction.

- Le noyau spinal somatique

Il est représenté par le noyau d'Onufowicz (ou noyau d'Onuf), contenant les corps cellulaires des neurones moteurs somatiques. Il se situe dans la partie antérieure des cornes ventrales des deuxième, troisième et quatrième métamères sacrés. Sa stimulation entraîne une contraction du sphincter strié de l'urètre permettant la continence active. Son relâchement (relaxation active) permet la miction.

VI. Les centres supra-médullaires (Figure 2 et 3)

- Au niveau du tronc cérébral.

À partir de nombreux travaux effectués chez l'animal, l'hypothèse d'une implication du tronc cérébral dans le déroulement des séquences de remplissage et de miction a été évoquée. Les principaux travaux furent ceux de BARRINGTON FJ[12] (1941) qui ont permis d'entrevoir l'existence d'un centre du déclenchement mictionnel au niveau du tronc cérébral, plus précisément localisé dans la partie dorso-latérale du tegmentum pontis. Certaines études [13-15] ont permis de préciser la topographie et le fonctionnement de ce centre appelé centre M (médian) situé dans la partie médiale du tegmentum pontis. Il possède des projections directes vers le noyau spinal parasympathique. C'est le centre mictionnel ou centre principal activateur médian, proche du locus coeruleus et fonctionnant en synergie avec ce dernier. Sa stimulation chez l'animal augmente les pressions vésicales, diminue les pressions urétrales et l'activité électromyographique du sphincter strié L'existence d'un autre centre pontique, plus latéral, appelé centre L a été authentifié [14]. Il possède des projections directes vers le noyau spinal somatique ou noyau d'Onuf situé dans la moelle sacrée. C'est un centre activateur direct de la contraction du sphincter strié de l'urètre. Ce dernier fonctionne en coordination avec le premier centre qui le commande. Le tronc cérébral représente ainsi un site commutateur vis-à-vis de l'alterance des phases de continence et de miction participant à la bonne synergie vésico-sphinctérienne.

- Centres supra médullaires non corticaux

Des centres supra médullaires non corticaux semblent également impliqués dans la régulation et le contrôle du fonctionnement du bas appareil urinaire. Ces hypothèses dérivent d'expérimentations menées chez l'animal. Peu d'informations sont disponibles sur les relations entre les noyaux de la base (noyau lentiforme et noyau caudé) et le thalamus dans le contrôle de la motricité du bas appareil urinaire. Des études cliniques [16] menées chez des patients atteints d'une maladie de Parkinson, ont précisé le rôle des noyaux de la base (noyau lentiforme et noyau caudé) et le thalamus dans la motricité vésicale. Les résultats restent complexes. De la même façon, très peu d'informations sont disponibles concernant la relation entre le cervelet et le fonctionnement vésico-sphinctérien.

- Cortex cérébral (figures 2 et 3)

Au niveau du cortex cérébral, des études cliniques et des expériences de stimulation menées chez l'animal ont permis d'identifier des structures contrôlant spécifiquement l'activité vésico-sphinctérienne. Certaines sont situées dans le lobe frontal. Les aires corticales les plus spécifiquement impliquées sont, selon la classification de Brodmann, les aires 6, 8, 9. L'aire 24 (située sur la face médiale du lobe frontal) jouerait plus particulièrement un rôle dans le comportement associé à l'action d'uriner, autorisant ou refusant le déclenchement du réflexe mictionnel. La musculature striée périnéo-sphinctétienne serait sous la dépendance du gyrus précentral dans sa partie supéro-médiale [17]. Le lobe limbique serait aussi impliqué régissant les conséquences vésico-sphinctériennes lors de situations émotionnelles. Ainsi le cortex joue un rôle dans le déclenchement volontaire de la miction, mais aussi dans tout ce que l'on peut qualifier de comportement mictionnel.

VII. L'innervation sensitive

La voie sensitive transmettant les données concernant l'état de réplétion de la vessie se projette sur l'encéphale au niveau du cortex pariétal. Elle véhicule une information qui doit être reconnue, intégrée et interprétée. Il s'opère alors un phénomène de corticalisation d'une fonction autonome. Ainsi au niveau du lobe frontal vont s'organiser la régulation de la miction volontaire et les comportements psychosociaux associés. L'innervation sensitive provient de récepteurs situés dans la vessie et dans l'urètre. Des mécano-récepteurs informent sur l'état de tension pariétale du muscle détrusor et sur le passage urétral de l'urine. Leur activité véhiculée par des afférences de type A delta est à l'origine de la sensation de besoin modéré (afférences vésicales) et de miction imminente afférences urétrales. Elles empruntent les nerfs pelviens et hypogastriques pour la vessie et les nerfs pudendaux pour l'urètre. D'autres récepteurs, chémo-récepteurs, récepteurs au froid, récepteurs au tact muqueux, à l'origine d'afférences de type C peuvent aussi augmenter la réflexivité du détrusor et le réflexe mictionnel segmentaire.

Toutes ces structures sont impliquées dans l'alternance des phases de continence et de miction.

Conclusion

La continence résulte de mécanismes réflexes sous-tendus principalement par un renforcement progressif du tonus de fermeture urétral (continence passive) et sous dépendance partielle de l'activité croissante du sphincter strié urétral (continence active) puis par inhibition réflexe de la contraction du muscle détrusor. Des afférences adjacentes coliques et génitales participent aussi à l'inhibition de l'activité du détrusor par voies réflexes médullaires.

Sur cette base de fonctionnement médullaire réflexe contrôlée par les centres supra médullaires, l'acte volontaire mictionnel nécessite l'intervention du cortex cérébral qui en jouant sur la synergie d'activation des centres pontiques permet d'ordonner ou de refuser la miction.

Durant la phase de remplissage, au delà d'un seuil de distension la stimulation des récepteurs vésicaux entraîne une volée d'influx dans les nerfs pelviens. La volée gagne la moelle sacrée et par stimulation du système parasympathique, déclenche la contraction du muscle détrusor et conjointement l'ouverture du col vésical. C'est le réflexe mictionnel élémentaire, intégré au niveau de la moelle sacrée. L'inhibition du sphincter strié de l'urètre participant à la relaxation urétrale, précède et accompagne cette contraction grâce à une coordination vésico-sphinctérienne contrôlée par les centres du tronc cérébral. Cette synergie de fonctionnement constitue une caractéristique fondamentale de la miction normale.

L'intégrité du système nerveux central et périphérique est nécessaire pour le bon fonctionnement du bas appareil urinaire. Toute lésion de ce système entraîne une dysfonction vésicosphinctérienne. La physiopathologie des troubles urinaires induits varie selon le niveau de l'atteinte. Ils se caractérisent par une modification de l'alternance des phases de continence et de miction.

Références

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3. Elbadawi A. Ultrastructure of vesicourethral innervation. III. Axoaxonal synapses between postganglionic cholinergic axons and probably SIF-cell derived processes in the feline lissosphincter. J Urol 1985;133:524-8

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5. Gosling JA, Dixon JS, Critchley HO, Thompson SA. A comparative study of the human external sphincter and periurethral levator ani muscles. Br J Urol 1981;53:35-41

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8. Elbadawi A. Ultrastructure of vesicourethral innervation. I. Neuroeffector and cell junctions in the male internal sphincter. J Urol 1982;128:180-8

9. Bridgewater M, Davies JR, Brading AF. Regional variations in the neural control of the female pig urethra. Br J Urol 1995;76:730-40

10. Gosling JA, Dixon JS, Lendon RG. The autonomic innervation of the human male and female bladder neck and proximal urethra. J Urol 1977;118:302-5

11. Crowe R, Burnstock G, Light JK. Intramural ganglia in the human urethra. J Urol 1988;140:183-7

12. Barrington FJ. The component reflexes of micturition in the cat. Part III. Brain 1941;64:239-43

13. Blok BF, Holstege G. Two pontine micturition centers in the cat are not interconnected directly: implications for the central organization of micturition. J Comp Neurol 1999;403:209-18

14. Holstege G, Griffiths D, de Wall H, Dalm E. Anatomical and physiological observations on supraspinal control of bladder and urethral sphincter muscles in the cat. J Comp Neurol 1986;250:449-61

15. Kuru M, Yamamoto H. Fiber Connections of the Pontine Detrusor Nucleus (Barrington). J Comp Neurol 1964;123:161-85

16. Aranda B, Cramer P. Effects of apomorphine and L-dopa on the parkinsonian bladder. Neurourol Urodyn 1993;12:203-9

17. Fukuda H, Koga T. Stimulation of three areas of the primary motor cortex interrupts micturition in dogs. J Auton Nerv Syst 1992;38:177-90