Voltage des PUM
3.3 LES POTENTIELS D'UNITES MOTRICES DE REINNERVATION APRES LESION
TRAUMATIQUE DES NERFS PERIPHERIQUES. PHENOMENES DE FLUCTUATION DE LATENCE ET DE BLOCAGE DE LEURS COMPOSANTES.
Afin de mieux comprendre les données de l'analyse des potentiels d'unités motrices dans différentes conditions pathologiques nous avons entrepris une étude détaillée des potentiels de réinnervation dans les lésions traumatiques graves des
nerfs périphériques. Nous avons pu saisir divers stades de la réinnervation après
dénervation complète. Dans un muscle dénervé les fibres musculaires acquièrent une activité électrique spontanée individuelle ( fibrillations) et ont perdu toute relation fonctionnelle entre-elles ( disparition des unités motrices du fait de la dégénérescence Wallérienne des axones moteurs). Le muscle est constitué dans ce cas d'un ensemble de fibres musculaires à activité autonome et anarchique pouvant
persister de nombreux mois. Les potentiels de fibrillation enregistrés à 1' EMG indiquent l'intégrité fonctionnelle et donc anatomique des fibres musculaires.
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initiaux et l'évolution de la réinnervation. On assiste ainsi à la néo-formation des unités motrices au fur et à mesure de la régénérescence axonale. Comme celle-ci subit une progression différente selon les axones on peut envisager des prises de contact échelonnées dans le temps avec le muscle, certains axones ayant déjà
réinnervé une ou plusieurs fibres musculaires tandis que d'autres n'ont pas encore
atteint le muscle. Nous devrons considérer également la richesse du bourgeonnement terminal de l'axone et la maturation fonctionnelle des plaques motrices néo-formées. Seule la méthode que nous avons décrite plus haut permet une telle approche de la
restructuration d'unités motrices à partir de fibres musculaires n'ayant au départ aucune relation anatomique et fonctionnelle. Nous procéderons de manière progressive en allant des aspects les plus simples aux aspects plus complexes à l'aide
d'exemples appropriés.
Le potentiel représenté en A dans la figure 3.3.1 a été enregistré dans le muscle frontal d'un patient de 48 ans ayant subi une atteinte traumatique du nerf
facial droit lors d'un accident de moto ( fracture du crâne). L'examen EMG a été
effectué 9 semaines après l'accident. Le patient présentait alors une paralysie faciale globale importante du côté droit : paralysie complète des muscles inférieurs
de 1'hémiface ( orbiculaire des lèvres et houppe du menton), contractions très
faibles possibles du frontal et de 1'orbiculaire oculaire ( signe de Bell très net).
L' EMG de ces deux derniers muscles montrait l'existence d'une activité spontanée
pathologique abondante et diffuse constituée de fibrillations et de potentiels positifs lents de dénervation. La contraction volontaire n'activait qu'un nombre très réduit de potentiels d'unités motrices donnant aux tracés l'aspect caractéris- -tique des lésions neurogènes : tracés simples à fréquence élevée de pulsations. Les P.U.M. étaient polyphasiques, du type de ceux rencontrés communément dans les réinnervations ( potentiels " polyphasiques naissants de réinnervation" de bas
voltage). L'un de ces potentiels ( fig. 3.3.1.-A) n'était cependant constitué que de deux pointes de brève durée et de forme constante, ce qui faisait supposer qu'ils pouvaient bien être la traduction de l'activité électrique de deux fibres musculaires
Fig.3.3.1 - Potentiel d'unité motrice de réinnervation correspondant à l'activité de 2 fibres musculaires,enregistré dans le muscle frontal d'un patient de 48 ans ayant subi 9 sanaines avant l'ESlG une lésion traumatique grave du nerf facial droit. A : le PüM,qui est constitué de 2 conposantes,déclenche le balayage de l'oscillos cope et une ligne de retard est utilisée pour restituer la partie du balayage ayant précédé le niveau de déclenchaient.Une quinzaine de potentiels ont été superposés et photographiés avec un appareil Polaroid.La 2ème cotposante du PUM présente une variabilité importante de latence par rapport à la lère(jitter) et des blocages fréquents.Calibrage de tatps : 10 kc.
B et C : enregistrement continu du même pxDtentiel d'unité motrice en balayage trans verse sur film de 35 imi pandant une contraction volontaire modérée.
- colonne de gauche:1e balayage est déclenché par la 1ère cotposante.
- colonne de droite:1e balayage est déclenché par la 2ême carposante,la 1ère étant restituée par la ligne de retard.Le balayage n'est pas déclenché quand la 2ème con- posante est bloquée.
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( appartenant à la même unité motrice) n'est pas possible dans le muscle normal avec l'aiguille concentrique conventionnelle ( on n'enregistre que des potentiels d'unité motrice). Seule une technique adéquate comprenant l'utilisation de multi- électrodes spécialement conçues pour 1' EMG unitaire permet une telle étude
( EKSTEDT, 1964; STALBERG, 1966). Nous nous trouvons donc ici dans des conditions particulières où à la faveur d'une réinnervation débutante nous avons pu surprendre l'activité d'une unité motrice nouvellement formée et qui n'est constituée encore
que de deux fibres fonctionnelles. Ceci nous permet d'observer des phénomènes physio pathologiques particulièrement intéressants.
Les deux composantes de ce potentiel ont une forme simple, la deuxième ayant une amplitude un peu plus élevée que la première.
En superposant un grand nombre de potentiels en A, grâce au procédé de
déclenchement du balayage que nous avons décrit plus haut, on peut constater que la 2e composante, qui est liée temporellement à la 1ère présente cependant une
variabilité de latence par rapport à celle-ci : c'est le phénomène décrit en EMG
unitaire sous le nom de JITTER ( cf EKSTEDT et STALBERG). La valeur de ce jitter est ici de 480 psec. De plus, on note également que pour un certain nombre de balayages seule la ligne isoélectrique apparaît â la place de la 2e composante.
D'un potentiel à l'autre cette dernière se présente ou disparaît selon la loi du " tout ou rien".
On peut donc observer un deuxième phénomène qui est celui d'un BLOCAGE intermittent de cette composante. Sa survenue selon le principe de " tout ou rien"
suggère que ce potentiel correspond à l'activité d'une seule fibre musculaire. La variabilité de latence (jitter) qui est très importante ( les valeurs normales obtenues par EKSTEDT et STALBERG avec leur multiélectrode se situent entre 20 et 30 psec) et les blocages fréquents traduisent probablement une déficience
fonctionnelle de la conduction au niveau de la jonction neuro-musculaire nouvellement formée, encore immature à un stade précoce de réinnervation.
Les colonnes en B et C de la figure 3.3.1 montrent l'enregistrement sur film de ce même potentiel en séparant les tracés successifs, ce qui permet
32.
Les conditions d'amplification et la base de temps ont été modifiées pour des raisons pratiques ( voir les calibrations dans le coin inférieur droit de la figure).
Dans la colonne de gauche le balayage de l'oscilloscope est déclenché
par la 1ère composante du potentiel à un niveau constant, aussi reste-t-elle fixe. La 2e composante par contre montre des fluctuations de latence tout en conservant
ses caractéristiques de forme, d'amplitude et de durée; à maintes reprises elle cesse de se manifester et la 1ère composante est suivie d'une ligne isoélectrique.
Dans la colonne de droite en B et C le balayage a été déclenché par la 2e composante, aussi est-ce la 1ère qui présente cette fois la variabilité de latence correspondant au jitter.
Dans ces conditions, quand la 2e composante est absente du fait d'un
blocage, la totalité du potentiel fait défaut puisque c'est cette composante qui déclenche le balayage. Cela s'observe aisément en comparant image par image les tracés des deux colonnes.
Il est à noter que la 1ère composante n'est visible dans les colonnes de
droite que grâce à l'utilisation de la ligne de retard qui restitue les 3 msec de balayage ayant précédé le déclenchement par la 2e composante. Les variations
de latence entre les 2 composantes sont évidemment les mêmes quand on compare les images correspondantes des deux colonnes. L'analyse de ce potentiel d'unité motrice
constitué de deux pointes élémentaires dont la deuxième tout au moins est certainement le potentiel d'action d'une seule fibre musculaire nous permet de comprendre à partir d'un potentiel simple des aspects plus complexes de la
réinnervation. Nous avons eu l'occasion d'enregistrer ce type de potentiels dans de nombreux autres cas d'atteinte neurogène traumatique à un stade précoce de la réinnervation.
En ce qui concerne ce patient un examen EMG pratiqué 3 mois plus tard dans le frontal et l'orbiculaire ne montrait plus d'activité spontanée au repos et les
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Le nombre de P.U.M. avait augmenté considérablement. Leur forme était polyphasique et ils comprenaient souvent des éléments tardifs présentant les mêmes caractéristiques que la 2e composante du potentiel illustré dans la figure 3.3.1. Sur le plan clinique l'amélioration était très importante et il ne subsistait plus au niveau du frontal et de 1'orbiculaire qu'une légère parésie.
La disparition des fibrillations et l'accroissement du nombre de potentiels polyphasiques indiquait donc une bonne réinnervation ce qui se traduisait par une récupération importante de la force musculaire.
Dans les figures 3.3.2., 3.3.3., 3.3.4. et 3.3.5 nous avons illustré
différents types de potentiels d'unités motrices de réinnervation enregistrés chez un patient de 22 ans qui a subi une fracture de la partie supérieure du cubitus
gauche ayant entraîné une paralysie radiale immédiate. Deux mois après l'accident r EMG de détection montrait dans l'extenseur commun des doigts et l'extenseur
propre du pouce paralysés la présence d'une activité spontanée de fibrillation extrêmement abondante et diffuse accompagnée de potentiels positifs lents de
dénervation. Les essais de contraction volontaire ne suscitaient aucune activité d'unités motrices et la dénervation due à la lésion traumatique du nerf radial
était donc totale. Trois mois après l'accident une légère amélioration était signalée par le patient et l'on pouvait noter à l'examen neurologique la
possibilité d'une extension très légère du poignet et des doigts à l'exception
du pouce. Une amyotrophie importante des extenseurs de la main et des doigts
pouvait être observée et l'on constatait une hypoesthésie dans le territoire d'innervation cutanée du nerf radial ( 1er espace interosseux, dos du pouce). La paralysie radiale épargnait 1'huméro-stylo-radial ce qui confirmait une lésion basse du nerf. Toutes les variations possibles de P.U.M. nouvellement formés ont pu être observées dans l'extenseur commun des doigts où la réinnervation avait débuté. Des potentiels du type décrit pour le patient précédent ont été enregistrés à maintes reprises et nous illustrons dans la figure 3.3.2 des aspects de potentiels qui s'en rapprochent étroitement. Il est logique de concevoir que l'axone en
Fig. 3.3.2 - i^lication de l'EMG œhérente.
A-B ; Deux potentiels d'unités motrices recueillis au premier stade de la réinnervation dans l'extense\ir conttun des doigts,3 mois après lésion trau matique grave du nerf radial chez un hcraie de 22 ans.
A : PUM bref correspondant à l'activité d'une seule fibre musculaire réin nervée. Son activité répétitive volontaire est bloquée entre la 7ème et la Sème trace.On notera la ressemblance de ce PUM avec les potentiels de fibril lation.
B : PUM de réinnervation ccnprenant 2 à 4 éléments au cours de son activité répétitive.Les 2 dernières coiçosantes présentent un jitter iitportant.
La dernière ccmposante n'apparaît pas de la 6è à la 9è trace du fait d'un blocage.La 1ère conposante présente un blocage à la 8è trace,démasquant ainsi une petite ccmposante supplémentaire déjà observable sur la 4è trace. Calibrage de temps en msec.Calibrage d'amplitude ; 100 pV.
A B
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ou s'il réinnerve plusieurs fibres une seule pourrait être fonctionnelle du fait d'une transmission neuro-musculaire arrivée à maturation. Nous pensons que le potentiel présenté en A peut correspondre à cette idée. Il s'agit d'un potentiel activé volontairement malgré sa ressemblance très nette avec un potentiel de
%
fibrillation spontanée. En effet, nous avons pu constater que sa fréquence de pulsation pouvait être modifiée à volonté par le patient et que celui-ci pouvait cesser son activation pour la reprendre ensuite ce qui ne serait pas possible s'il s'agissait d'une fibrillation spontanée. Ce potentiel de très courte durée (3 msec) de configuration et d'amplitude constantes au cours de sa répétition peut être
considéré à notre avis comme la forme la plus précoce du potentiel naissant de réinnervation : l'unité motrice n'est ici constituée, paradoxalement, que d'une seule fibre musculaire fonctionnelle. Si un bloc neuro-musculaire se produisait
au niveau de la synapse entre l'axone moteur et la fibre unique qu'il innerve ce potentiel devrait disparaître soudainement du tracé et c'est en effet ce qui paraît se produire entre la 7è et la 8è activation. L'intervalle libre est le double de celui qui sépare les potentiels successifs, ce qui indique un bloc.
Ce phénomène de tout ou rien confirme encore le fait qu'il s'agit bien de l'activité d'une fibre unique. La petite déflexion que l'on retrouve quelques fois à la
terminaison du potentiel pourrait cependant représenter l'activité d'une 2è fibre plus distante du fait de son voltage faible. Cela n'enlève rien à la réalité
théorique des faits et nous avons pu enregistrer fréquemment des PUM très fins ressemblant à des fibrillations dans les stades initiaux de la réinnervation.
En B, on peut voir une 3è variante après le potentiel de fibre unique ou la paire de potentiels. Le PUM est formé de 3 composantes bien apparentes, la première déclenchant le balayage et demeurant donc fixe au cours de la répéti tion de l'activité. La durée totale du complexe est courte puisqu'elle varie de 5 à 6 msec. Les 2è et 3è composantes présentent entre-elles et vis à vis de la 1ère composante un jitter très important comme on peut déjà le voir sur les 5 premières traces. Un bloc de la 3è composante se produit de la 6è à la 9è trace. A la 4è trace on peut constater la présence d'une composante supplémentaire
H
msec
Fig.3.3.3 - Potentiel d'unité motrice de réinnervation enregistré selon la méthode d'EMG cohérente dans l'extenseur commun des doigts chez un patient de 22 ans ayant présenté 3 mois auparavant une lésion grave du nerf radial avec dénervation complète.L'activité répétitive du PUM qui déclenche chaque fois le balayage de l'oscilloscope est illustrée de A à I.Les différentes composantes du complexe polyphasique sont indiquées par des chiffres. La composante 8 présente un blocage d'un élément intrinsèque qui entraîne une modification de sa forme et de son amplitude(cf les étoiles en D,E et H). La composante 9 subit des blocages fréquents tandis que la composante 7 pré sente une fluctuation de latence(jitter) sans blocages.
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de plus bas voltage entre la 1ère et la 2è composante. Elle n'est démasquée que lors de l'écartement de celles-ci en raison du phénomène de fluctuation de
latence et la composante supplémentaire semble donc intégrée en général à la 1ère composante dans laquelle elle se fond. Elle n'apparaît clairement d'ailleurs qu'à la 8è trace où l'on constate que c'est la 2è composante du complexe qui déclenche le balayage du fait du blocage de la 1ère et de la 3è composante.
Le nombre réduit de composantes constituant les potentiels présentés jusqu'ici permet une analyse aisée de leurs manifestations fonctionnelles et nous permettra d'envisager sans trop de peine des aspects plus complexes. Un exemple de poten
tiel de réinnervation plus fourni en éléments individuels est illustré dans la figure 3.3.3 où on en dénombre 7 en A. La calibration de 100 pV montre le faible voltage du complexe dont les composantes sont cependant reconnaissables au cours de l'activité répétitive. Tandis que les composantes 1, 2, 3, 4 et 6 sont rela tivement stables on notera la fluctuation de latence sans blocages cependant de
la composante 7 (jitter de l'ordre d'une msec). En B, C, F et G la composante 5 est plus grande et de voltage rigoureusement égal ce qui indiquerait l'addi tion à la même position que la composante 5 d'une nouvelle composante synchrone.
Aussi considérons nous cette composante comme plus complexe malgré sa forme simple. On peut constater de façon évidente par ailleurs que cette composante
n°8 subit à 3 reprises une transformation radicale. En effet, elle est remplacée à la position qu'elle occupe en D, E et H (cf les étoiles) par 2 ondes plus
minces qui se répètent avec la même configuration. On peut interpréter ce phénomène de deux manières : ou bien l'onde 8 se désynchronise en ces 2 éléments constitutifs ou bien il s'agit du blocage intermittent d'une 3è onde qui se superposerait en B, C , F et G à ces 2 éléments ce qui ne donnerait lieu qu'à une onde unique plus grande. Comme les éléments indiqués par les étoiles présen tent peu de fluctuation de latence la 2è hypothèse est plus vraisemblable et l'on assiste ainsi à un type différent de bloc neuro-musculaire qui se manifeste par un changement de forme et de voltage du potentiel. On notera la présence
intermittente dans le complexe d'une 9è composante bien individualisée en 0 et I. Son absence fréquente indique un bloc synaptique très marqué de la fibre
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musculaire dont elle manifeste l'activité. La durée totale de ce complexe qui comprend l'activité d'une dizaine de fibres musculaires constituant l'unité motrice néo-formée est de 10 à 11 msec compte tenu des fluctuations de latence de la dernière composante. Cette valeur est de l'ordre de celle des potentiels d'unités motrices normaux mais ici les éléments individuels sont désynchronisés et trop peu nombreux pour se sommer en un potentiel normal de configuration simple
triphasique.
Un autre type de PUM de réinnervation est illustré dans les 2 colonnes
(A et B) de la figure 3.3.4. L'activité répétitive continue passe de A à B. Bien
qu'il s'agisse bien du même PUM on remarquera la fluctuation remarquable de sa forme polyphasique malgré qu'on reconnaisse par endroits certains de ses éléments constitutifs. En A, nous avons dénombré une dizaine de ces éléments que l'on peut retrouver plus loin : par exemple les composantes 7 et 10 se reconnaissent
aisément sur la 1ère et dernière trace de la colonne A, les composantes 6 et 8 se retrouvent inchangées à l'avant dernière trace de la colonne B. Même une petite
onde comme la composante 4 peut être individualisée sur la 1ère et dernière trace
de la colonne A. Tandis que les composantes 7 et 10 sont absentes la plupart du temps (blocage) les composantes 6 et 8 apparaissent au contraire très stables
en forme, voltage et répétition.La composante 5,reconnaissable par places présente
de fréquents blocages tout comme la composante 3.
Il est évident que les 2 premières composantes sont en fait composites et sont constituées par l'intégration d'un certain nombre d'activités élémentaires.
Au niveau du dernier potentiel de la colonne A et des 3 dernières de la colonne B on observe une nette désynchronisation de ces ondes attribuable sans doute à des phénomènes de fluctuations de la latence et de blocages de leurs éléments constitutifs. On notera l'absence de toute autre onde avant et après le com plexe formé par ce PUM de réinnervation, ce qui lui confère une individualité entière et cohérente.Sur l'écran de l'oscilloscope un tel potentiel présente une grande instabilité de forme due en fait à la mauvaise synchronisation de l'ensemble des activi tés élémentaires,à la fluctuation de leur latence ainsi qu'à leurs blocages intermittents.
Il est bien évident que ce phénomène n'est pas dû à des changements de position de l'ai guille EMG.
Fig. 3.3.4 - Application de l'œ cohérente.
Potentiel d'unité motrice de réinnervation après dénervation ocxtplète chez le mâtie patient que pour les figures 3.3.2 et 3.3.3.L'activité répétitive du PUM enregistré dans l'extenseur ccititiun des doigts est ininterrorçue de A à B.Ce PUM est nettanent plus cotplexe que les pré cédents mais on peut en distinguer encore les éléments constitutifs
(cf les chiffres) dont certains présentent les phénonènes de jitter et de blocage.Ces phéncmènes sont responsables de la fluctuation im portante de forme de ce PUM polyfiîasique au cours de son activité répé