Innervation extrinsèque

Les nerfs extrinsèques des systèmes nerveux autonome, parasympathique et orthosympathique, participent à la transmission des signaux de /vers le système nerveux central (SNC) pour adapter la réponse du tube digestif à l’environnement, en régulant par exemple la motricité intestinale.

1. Innervation extrinsèque efférente

Les fibres efférentes orthosympathiques : Les corps cellulaires de ces fibres se situent dans la partie thoraco-lombaire de la moëlle épinière. Les axones circulent par les nerfs splanchniques jusqu’au ganglion prévertébral pour former une synapse cholinergique avec les neurones post-ganglionnaires. Ces fibres suivent le trajet des artères qui vascularisent l’intestin et aboutissent à l’innervation des artérioles de l’intestin, du système nerveux entérique et de la muqueuse. Ces efférences contrôlent ainsi le flux sanguin, la motricité et les sécrétions intestinales (Brierley et al., 2004).

Les fibres efférentes parasympathiques : Ces fibres ont leurs corps cellulaires dans les noyaux dorsaux moteurs et ambigus situés au niveau du bulbe rachidien. Elles innervent principalement l’œsophage, l’estomac et l’intestin grêle proximal par l’intermédiaire du nerf vague. D’autres corps cellulaires situés au niveau sacré de la moëlle épinière innervent le rectum et le sphincter anal par l’intermédiaire du nerf pelvien. La principale fonction de ces fibres est d’innerver les neurones du SNE pour moduler les réflexes internes de l’intestin.

2. Innervation extrinsèque afférente

Les afférences neuronales primaires détectent les stimuli et les transmettent au système nerveux central. Les fibres au niveau gastro-intestinal peuvent être classées en fonction des neurotransmetteurs, des canaux ioniques et des récepteurs exprimés, du type de neurofilament ou encore de leurs fonctions. Nous utiliserons ici une classification basée sur l’emplacement spécifique des terminaisons nerveuses intestinales, ce qui permet de définir 5 types de neurones sensitifs intestinaux (Brookes et al., 2013).

1. Type I : Les afférences laminaires intraganglionnaires

Les terminaisons nerveuses de ces nerfs sensitifs sont principalement localisées au niveau du ganglion myentérique de la paroi intestinale. Ces fibres innervent le tube digestif par le nerf vague pour la partie proximale ou le nerf pelvien pour la partie distale. Il s’agit de mécanorécepteurs à bas seuil d’activation, sensibles à la tension, activés par la distension et la contraction, notamment au niveau de l’estomac et de l’intestin activant le système nerveux parasympathique lors de la défécation. (Brookes et al., 2013; Denny-Brown and Robertson, 2004; Iggo, 1955; Paintal, 1957; Tassicker et al., 1999)

2. Type II : Les afférences muqueuses

Ces fibres innervent le tube digestif par l’intermédiaire des nerfs vagues, pelviens et splanchniques. Les terminaisons nerveuses sont localisées dans la muqueuse intestinale. Au niveau de l’intestin grêle, les terminaisons se projettent le long des villosités, et se ramifient en dessous de la couche épithéliale. D’autres terminaisons n’entrent pas dans les villosités et encerclent les cryptes de Lieberkühn. Ces fibres ne sont pas sensibles à la contraction et la distension mais sont activées par l’effleurement ou la compression de la muqueuse, les variations du potentiel hydrogène (pH), les stimuli chimiques et osmotiques en provenance de la lumière intestinale (Clarke and Davison, 1978; Paintal, 1957; Powley and Phillips, 2011) et par les sécrétions des cellules entéroendrocrines, et notamment la sérotonine secrétée par les cellules entérochromaffines (Hicks et al., 2002).

3. Type III : Les afférences musculo-muqueuses

Ces fibres innervent le tube digestif par l’intermédiaire des voies pelviennes et sacrées, leurs terminaisons nerveuses sont situées dans la musculaire muqueuse et la lamina propria. Elles sont activées par la distension et la distorsion faible de la muqueuse (Page and Blackshaw, 1998). Leur rôle n’est pas clairement défini, il semblerait que ces fibres, au niveau du rectum, participent à la défécation et aux sensations conscientes.

4. Type IV : Les afférences intramusculaires vagales et spinales. Les terminaisons nerveuses de ces neurones constituent un réseau dense parallèle aux faisceaux de fibres musculaires de la musculeuse(Berthoud and Powley, 1992). Leur densité est accrue dans le fundus et les zones des sphincters de l'estomac où elles sont localisées à proximité des cellules interstitielles de Cajal (CIC) (Powley and Phillips, 2011). Elles sont également retrouvées dans le côlon et entre les couches circulaire et longitudinale de la

musculeuse, principalement au niveau du rectum. Les axones empruntent le système nerveux parasympathique. Ces fibres sont des mécanorécepteurs peptidergiques qui en fonction de la localisation peuvent exprimer le récepteur TRPV1 (Yu et al., 2005). Elles partagent ainsi de nombreuses similarités avec les nocicepteurs (cf chapitre La nociception viscérale dans le syndrome de l’intestin irritable/ II.Les récepteurs de la nociception). Ces afférences sont sensibles à la distension et à l’effleurement (Lynn and Brookes, 2011), elles sont donc mécanosensibles et transmettent les informations sur la tension, l’étirement ou les deux simultanément.

5. Type V : Les afférences spinales vasculaires.

Les afférences spinales de l'intestin proviennent des ganglions rachidiens de la racine dorsale au niveau des segments thoraco-lombaire et lombo-sacré, à l'exception de l'œsophage supérieur innervé par les afférences venant des segments cervicaux (Sang and Young, 1998; Dütsch et al., 1998). Ces fibres innervent les vaisseaux mésentériques, les artères et les artérioles de la sous muqueuse intestinale (Song et al., 2009). Des branches collatérales innervent les plexus myentériques, sous muqueux, la muqueuse, et la musculeuse intestinale et les tissus viscéraux tels que la rate, les ovaires, la vessie et le pancréas (Floyd and Morrison, 1974). Ces afférences sont activées par de multiples stimuli tels que la contraction et la distension de l’intestin, l’ischémie, l’hypoxie, la capsaïcine (agoniste naturel du récepteur TRPV1) et jouent un rôle majeur comme nocicepteur (Haupt et al., 1983; Longhurst et al., 1984; Longhurst and Dittman, 1987).

Ces fibres nerveuses possèdent également un rôle efférent dans la régulation de la vasodilatation. En effet, elles libèrent le peptide relié au gène de la calcitonine (CGRP) et la substance P (Gibbins et al., 1985) qui favorisent respectivement la dilatation et l’augmentation de la perméabilité des vaisseaux sanguins pour protéger le tissu vasculaire lors de stimulations nociceptives (Holzer, 1998; Vanner and Surprenant, 1996). Ces afférences sont activées ou modulées par les médiateurs inflammatoires relargués lors de dommages tissulaires tels que l’ATP, la bradykinine, le glutamate, les protéases et l’histamine des mastocytes, le facteur de croissance nerveux, les prostaglandines et la sérotonine (Gschossmann et al., 2004; Sengupta et al., 1999). Elles possèdent également des récepteurs pour les cytokines pro inflammatoires telles que l’IL6, l’IL1β et le TNFα (Andratsch et al., 2009; Binshtok et al., 2008; Li et al., 2004). L’excitabilité de ces neurones est particulièrement modulée en conditions inflammatoires et post inflammatoires, en association avec l’augmentation de la réponse viscéromotrice à la distension colorectale (Gschossmann et al., 2004; Sengupta et al., 1999). Enfin, l’activation de

ces fibres sensitives est médiée en partie par les canaux ioniques à potentiel de récepteur transitoire (TRP) tels que TRPV1, TRPV4 et TRPA1, fortement suspectés d’être impliqués dans l’augmentation de la sensibilité viscérale des patients atteints par le SII (cf chapitre La nociception viscérale dans le syndrome de l’intestin irritable/ II.3. Les canaux ioniques à potentiel de récepteur transitoire).

Figure 4 : Innervation du tube digestif par les systèmes nerveux intrinsèque et extrinsèque.

Les corps cellulaires et les projections des neurones intrinsèques, appartenant au système nerveux entérique, sont localisés dans la paroi intestinale. Ils contrôlent la motilité, la sécrétion et la vasodilatation des vaisseaux sanguins qu’ils innervent. Les systèmes nerveux parasympathiques et orthosympathiques assurent l’innervation extrinsèque. Les fibres efférentes sont impliquées dans la modulation des réflexes intrinsèques par le système nerveux central et les fibres afférentes contribuent à la perception consciente du transit, et à la nociception. (D’après Brierley, Nat. Rev. Gastroenterol. Hepatol., 2014)

L’aluminium

Présence de l’aluminium dans notre environnement.

L ‘Al est le métal le plus présent dans notre environnement et le troisième élément le plus abondant de la croûte terrestre. L’Al est très réactif et n’est jamais rencontré sous forme libre dans l’environnement. Il est couplé à d’autres éléments tels que l’oxygène, le silicium ou le fluor. Ces composés chimiques sont retrouvés dans le sol, les minéraux, les roches, et les terrains argileux. L’Al, stocké dans les milieux naturels, peut être mobilisé par les pluies acides et être rejeté dans l’air par les procédés industriels. D’autres utilisations conduisent à la présence d’Al dans l’eau potable ou les denrées alimentaires (Krewski et al., 2007).

En 2014, les principaux producteurs d’Al primaire étaient la Chine, la Russie, le Canada, et les Emirats Arabes Unis et la production mondiale d’Al primaire a atteint 49,3 millions de tonnes, soit une augmentation de 3,6% entre 2013 et 2014 (USGS, 2015).

L’Al sous forme métallique est principalement utilisé dans l’industrie des transports, les constructions, les emballages et les équipements électriques. Sous forme de poudre, il est principalement utilisé sous forme de pigments pour la peinture, en additif pour le carburant et dans les combustibles. Les oxydes d’Al sont utilisés comme additifs pour la nourriture et dans les manufactures pour fabriquer les céramiques, les isolants électriques, les catalyseurs, le papier, les bougies, les ampoules, les pierres précieuses artificielles, les alliages, le verre et pour les fibres résistantes à la chaleur. L'hydroxyde d'Al est quant à lui largement utilisé dans l’industrie pharmaceutique et dans la fabrication des produits de soin personnel. Les composés d’Al sont également utilisés dans l’alimentation courante en tant que conservateurs, colorants, agents anti-agglomérants, émulsifiants et levures artificielles, et dans les laits infantiles. Les minéraux naturels d’Al sont quant à eux utilisés pour la purification de l'eau de boisson, le raffinage du sucre, la brasserie et l'industrie du papier.

L’utilisation de l’Al dans la majeure partie des produits de consommation courante laisse supposer que l’Homme est largement exposé à ce composé.