THE´ORIE
Les me´canismes de la douleur
Pain mechanisms
B. Calvino
Re´sume´ :Les principaux e´le´ments sous-tendant les me´canis- mes de la douleur sont pre´sente´s. La douleur chronique re´sulte de processus de sensibilisation pe´riphe´rique (inflammation, le´sion de nerf) et centrale (neuroplasticite´). D’un point de vue psycho-physiologique, la douleur re´sulte de l’expe´rience subjective d’une sensation e´motive de´plaisante, re´sultant de processus adaptatifs au sein de re´seaux de neurones situe´s a`
diffe´rents niveaux du syste`me nerveux central, dont les composantes peuvent augmenter ou diminuer en fonction des caracte´ristiques du stimulus, de l’e´tat du sujet et du contexte dans lequel ce stimulus est applique´.
Mots cle´s :Nociception – Douleur aigue¨ – Douleur chro- nique – Syste`mes de controˆles segmentaires – Syste`mes de controˆles supraspinaux
Abstract: This paper describes the major factors underlying the physiology of pain. Chronic pain stems from various sensitization processes involving inflammation and nerve damage at the peripheral level and neuroplasticity at the central level. Pain results from an unpleasant emotional experience. Its various components, especially the emotional one, may increase or decrease in importance based on the different characteristics of the stimulus, the affective state of the patient, and the context in which this stimulus is acting.
Keywords: Nociception – Acute pain – Chronic pain – Spinal gate control – Supraspinal mechanisms
Introduction
Selon la de´finition de l’IASP (International Association for the Study of Pain, socie´te´ savante internationale qui
rassemble tous les chercheurs et personnels soignants qui interviennent pour l’e´tude et la prise en charge de la douleur), la douleur est « une sensation de´sagre´able et une expe´rience e´motionnelle en re´ponse a` une atteinte tissulaire re´elle ou potentielle ou de´crite en ces termes ».
La douleur est donc une expe´rience s’articulant autour de quatre composantes fondamentales :
(1) sensori-discriminative ; (2) affective et e´motionnelle ; (3) cognitive ;
(4) comportementale.
En s’inte´ressant a` la premie`re composante sensori- discriminative de la douleur, Sherrington, neurophysiologiste anglais de la fin du XIXe sie`cle, a cre´e´ le terme de
« nociception » qui caracte´risait des stimulations sensorielles de haute intensite´, celles qui e´taient « susceptibles de remettre en cause l’inte´grite´ physique de l’organisme ».
Ainsi, une stimulation pe´riphe´rique nociceptive de forte intensite´ de´clenche une cascade d’e´ve´nements physiologiques conduisant a` l’inte´gration des informations codant pour les diffe´rents aspects de la douleur. Des perturbations peuvent eˆtre a` l’origine du prolongement dans le temps du processus a` l’origine de la douleur conduisant au de´veloppement d’une douleur chronique parfois sans cause organique, qui laisse le plus souvent le the´rapeute de´sarme´ et pour laquelle l’apport de la recherche n’en est encore qu’a` ses balbutiements. La douleur perd alors sa signification de signal d’alarme pour e´voluer vers un ve´ritable syndrome chronique dont les effets de´le´te`res sont le plus souvent handicapants.
Les douleurs chroniques peuvent eˆtre en rapport avec deux principales causes. On distingue principalement les douleurs par exce`s de nociception (inflammation, sensibi- lisation des nocicepteurs...) et les douleurs neuropathiques (neuropathies pe´riphe´riques conse´cutives a` des le´sions de nerfs sensoriels pe´riphe´riques ou neuropathies centrales conse´cutives a` des le´sions de structures relais du syste`me nerveux central).
Bernard Calvino () Professeur de physiologie
ESPCI Laboratoire de neurobiologie
CNRS UMR 7637 10, rue Vauquelin 75005 Paris E-mail : [email protected]
Dossier :
« Douleur et cancer »
DOI 10.1007/s11839-007-0025-1
D’un point de vue physiologique, la cascade d’e´ve´nements conduisant a` l’inte´gration des informations douloureuses met en jeu des re´cepteurs (nocicepteurs pe´riphe´riques), des voies me´dullaires ascendantes, des relais dans l’ence´phale inte´grant ces informations douloureuses (principalement au niveau thalamique) et enfin des sites de projection corticaux (cortex somesthe´siques primaire et secondaire, mais aussi insulaire et cingulaire) (Fig. 1).
La complexite´ de la compre´hension des me´canismes de la douleur vient en grande partie de la multiplicite´ des voies spinales ascendantes et des nombreuses structures de projection de l’ence´phale qui contribuent toutes a` la gene`se de la douleur. Cette vision extreˆmement sche´matique des relations entre les structures implique´es dans la physio- pathologie de la douleur ne rend compte que tre`s partielle- ment des relations complexes entre nociception et douleur, c’est-a`-dire entre physiologie et psychologie. La douleur est une sensation dont la perception peut eˆtre module´e en fonction de la situation psychologique de l’individu, mais aussi en fonction de l’environnement dans lequel il se situe, au sens le plus large du terme (affectif, socioculturel,
ethnologique, religieux...). Cette modulation re´sulte de la mise en jeu de controˆles inhibiteurs ou excitateurs exerce´s par les voies descendantes qui participent aux syste`mes de controˆle de la douleur, issus des structures aussi bien spinales (les controˆles segmentaires spinaux) que supra- spinales (les controˆles issus du tronc ce´re´bral : substance grise pe´riaqueducale, noyaux du Raphe magnus et du Locus coeruleus). Des controˆles issus des structures corticales ou sous-corticales interviennent e´galement, par exemple dans le controˆle inhibiteur de la perception de la douleur par une modification des processus d’attention.
Les me´canismes pe´riphe´riques associe´s a` la douleur aigue¨
A` la pe´riphe´rie, les informations nociceptives a` l’origine de la douleur par exce`s de nociception sont ge´ne´re´es par les nocicepteurs qui sont constitue´s par les terminaisons nerveuses libres des fibres sensorielles primaires de fin diame`tre, mye´linise´es (fibres Ad) ou non mye´linise´es (fibres C) disse´mine´es dans la peau, les muscles, les
Cortex
Insulaire Cortex S1
Cortex S2 Cortex
Cingulaire Antérieur
Moelle Épinière Périphérie
Stim.
Th. Méd.
Th. Lat.
F.S.T.
F.R.
F.S.R.
G.R.D.
F.S.T. : Faisceau Spino-Thalamique F.S.R. : Faisceau Spino-Réticulaire F.R. : Formation Réticulée Th. Lat. : Thalamus Latéral Th. Méd. : Thalamus Médian
G.R.D. : Ganglion de la Racine Dorsale
Fig. 1.Les deux grandes divisions des voies ascendantes spinales vers les structures supra-spinales de l’ence´phale : la grande division late´rale (trait simple) caracte´rise les composantes sensori-discriminatives de la nociception et de la douleur, et la grande division me´diane (trait double) caracte´rise les composantes affectives et e´motionnelles de la douleur
articulations ou les parois des visce`res. Ces nocicepteurs ne re´pondent qu’a` des stimulations d’intensite´ e´leve´e, susceptibles de remettre en cause l’inte´grite´ physique de l’organisme. Leur activation re´sulte soit d’une stimulation directe exerce´e a` leur niveau par des stimuli de haute intensite´, soit d’une stimulation indirecte par l’interme´- diaire de mole´cules libe´re´es par l’inflammation au site de le´sion (NGF, bradykinine, prostaglandines, histamine, se´rotonine, cytokines...) constituant la « soupe inflamma- toire ». Les fibres sensorielles primaires rejoignent ensuite la moelle e´pinie`re par l’interme´diaire des racines pos- te´rieures des nerfs rachidiens ; les terminaisons axonales centrales des fibres se situent dans la substance grise, au niveau de la corne dorsale de la moelle e´pinie`re (CDME), ou` elles vont e´tablir des synapses avec des neurones relais de la nociception, les neurones nociceptifs spe´cifiques ou non spe´cifiques [1].
De manie`re sche´matique, on distingue trois classes de nocicepteurs en fonction de la nature du stimulus : les me´cano-nocicepteurs qui re´pondent a` des pressions d’intensite´ tre`s e´leve´e ; les thermo-nocicepteurs, qui re´pondent soit a` des tempe´ratures basses (infe´rieures a`
13C, thermo-nocicepteurs au froid), soit e´leve´es (supe´ri- eures a` 43C, thermo-nocicepteurs au chaud) ; les che´mo- nocicepteurs qui re´pondent a` des mole´cules chimiques algoge`nes (celles de la soupe inflammatoire). En plus de ces trois classes de nocicepteurs, on en identifie une quatrie`me, les nocicepteurs polymodaux, qui re´pondent a`
deux ou, le plus souvent, trois modalite´s de stimulations diffe´rentes.
A` la pe´riphe´rie, au cours du de´veloppement d’une inflammation aigue¨, de nombreuses mole´cules sont syn- the´tise´es et libe´re´es par les cellules des tissus pe´riphe´ri- ques, les terminaisons nerveuses et les cellules immunocompe´tentes active´es, susceptibles d’activer et/ou de sensibiliser les nocicepteurs [3]. Parmi ces mole´cules, le NGF est synthe´tise´ et se´cre´te´ en grande quantite´ dans le foyer inflammatoire par les fibroblastes et les ke´ratino- cytes, apre`s stimulation par l’interleukine-1 (IL-1, la principale cytokine de l’inflammation). Le NGF exerce une action directe de sensibilisation pe´riphe´rique des fibres nociceptives : en se fixant sur son re´cepteur spe´cifique TrkA, localise´ sur les terminaisons pe´riphe´ri- ques de ces fibres, il permet la phosphorylation des re´sidus tyrosine de sa partie intracellulaire, ce qui entraıˆne secondairement celle d’autres mole´cules intracellulaires, comme les canaux ioniques, en les activant. De plus le complexe NGF/TrkA est internalise´ a` l’inte´rieur de la fibre nerveuse sensorielle dans des ve´sicules d’endocytose qui sont transporte´es re´trogradement par le flux axonal jusqu’aux corps cellulaires de ces neurones dans le ganglion de la racine dorsale (GRD) : a` ce niveau, le NGF va activer la synthe`se de nombreux peptides comme la substance P et le CGRP, mais aussi des re´cepteurs pour des peptides algoge`nes se´cre´te´s abondamment dans les foyers inflammatoires comme les re´cepteurs a` la bradykinine, ou
des re´cepteurs de type « canal ionique » sensibles a`
l’acidose inflammatoire ou a` la chaleur, comme les re´cepteurs vanilloı¨des VR1, et les canaux sodiques.
Le relais spinal de la corne poste´rieure
Une coupe transversale de moelle e´pinie`re permet de caracte´riser la substance blanche (ensemble de faisceaux d’axones mye´linise´s, ascendants ou descendants) et la substance grise (corps cellulaires des neurones et des cellules gliales) subdivise´e en corne poste´rieure sensorielle et corne ante´rieure motrice ; a` partir des travaux anato- miques de Rexed, on la divise classiquement en dix couches, six dans la corne poste´rieure et trois dans la corne ante´rieure, la couche X constituant la zone centrale pe´ri-e´pendymaire.
Les fibres nociceptives Ad et C entourent la couche superficielle de la corne poste´rieure dans laquelle elles pe´ne`trent perpendiculairement pour se terminer dans les couches superficielles (I et II), mais se prolongent e´galement dans les couches profondes (V, VI, VII et X) ; elles se prolongent dans la substance blanche dorso- late´rale dans deux ou trois segments spinaux de part et d’autre de leur segment d’entre´e, constituant le tractus de Lissauer. Les fibres non nociceptives, mye´linise´es de gros diame`tre (fibres Aa, b), contournent tangentiellement la couche superficielle de la corne poste´rieure, se divisent en deux branches dont l’une ascendante constitue la voie lemniscale de la somesthe´sie, et l’autre segmentaire se termine dans les couches interme´diaires de la corne poste´rieure (couches III et IV).
Les e´tudes e´lectrophysiologiques mene´es dans la corne poste´rieure de la moelle e´pinie`re ont permis d’identifier trois classes de neurones recevant des affe´rences des fibres sensorielles primaires [1] :
(a) les neurones nociceptifs spe´cifiques sont principa- lement situe´s dans les couches superficielles de la corne dorsale (couche I et secondairement II) ; ils ne re´pondent qu’a` des stimulations pe´riphe´riques de haute intensite´, de multiple origine (cutane´e, articulaire et visce´rale) ; ils rec¸oivent principalement des affe´rences des fibres Ad et C et leur champ re´cepteur pe´riphe´rique est de petite taille ; (b) les neurones nociceptifs non spe´cifiques (e´galement de´nomme´s neurones a` convergence multiple, ou neurones a` large gamme re´ceptive – wide dynamic range neurons, WDR – ou neurones polymodaux) sont principalement situe´s dans les couches profondes (couche V) ; ils re´pon- dent a` des stimulations pe´riphe´riques aussi bien de faible que de haute intensite´, et leur fre´quence de re´ponse augmente proportionnellement avec l’intensite´ du stimu- lus, constituant un codage de cette intensite´, dans une relation croissante (line´aire ou exponentielle) entre intensite´ et fre´quence de de´charge ; un meˆme neurone rec¸oit des affe´rences de territoires aussi bien cutane´s que visce´raux, musculaires ou articulaires, ce qui permet par
l’interme´diaire de cette convergence d’expliquer le phe´no- me`ne de douleur rapporte´e (une le´sion visce´rale, cardiaque par exemple, est rapporte´e comme ressentie douloureuse- ment dans un territoire cutane´, le bras gauche) ; ils rec¸oivent des affe´rences de fibres sensorielles non noci- ceptives (fibres Aa,b) et nociceptives (fibres Ad, C). Leur champ re´cepteur pe´riphe´rique est de taille variable, pouvant aller, par exemple sur un membre, de quelques phalanges au membre tout entier ; ils ont une organisation particulie`re, avec un centre dont la stimulation ge´ne`re une activite´ maximale du neurone, qui va de´croissant au fur et a` mesure que l’on se rapproche de la pe´riphe´rie du champ, a` intensite´ de stimulation constante ;
(c) les neurones non nociceptifs spe´cifiques qui ne re´pondent a` des stimulations pe´riphe´riques que de faible intensite´ et n’interviennent pas dans l’inte´gration de l’information nociceptive.
Les structures supraspinales mises en jeu dans la douleur
Les axones des neurones nociceptifs de la corne poste´- rieure constituent les faisceaux me´dullaires ascendants qui projettent leur information a` diffe´rents niveaux supraspi- naux ; dans la mesure ou` la plus grande partie de ces axones de´cussent (franchissent le plan de syme´trie de l’organisme et passent du coˆte´ ipsilate´ral a` la stimulation vers le coˆte´ contralate´ral, ce qui explique que les sites de projections des membres gauches par exemple soient projete´s dans les structures ence´phaliques droites) au niveau du segment me´dullaire, le trajet de ces faisceaux est controlate´ral et leur cheminement est principalement localise´ dans le quadrant ventrolate´ral de la substance blanche de la moelle e´pinie`re. Du fait de cette organisation anatomique, les sites de projection supraspinaux sont eux aussi controlate´raux. Les axones de ces neurones remon- tent vers les noyaux de projection de l’ence´phale par l’interme´diaire des faisceaux spino-thalamiques (FST) ou spino-re´ticulo-thalamiques (FSRT). D’autres voies ascen- dantes ont e´te´ plus re´cemment de´crites, en particulier les voies spino-ponto-amygdalienne et spino-ponto-hypotha- lamique, qui constituent un support anatomo-physiolo- gique important respectivement pour les composantes affective et e´motionnelle d’une part et neurove´ge´tative d’autre part de la douleur.
Tre`s sche´matiquement, on peut distinguer quatre sites supraspinaux de projection des neurones nociceptifs spe´cifiques ou non :
(a) le principal noyau de projection ce´re´bral de la nociception est commun avec celui de la sensibilite´ somes- the´sique lemniscale, le noyau ventro-poste´ro-late´ral du thalamus (VPLT) ; ces neurones thalamiques rec¸oivent rapidement les informations nociceptives ve´hicule´es par les axones des neurones spino-thalamiques dont les corps cellulaires sont localise´s dans les couches I, IV et principa-
lement V de la corne poste´rieure. La distribution de ces informations se fait de manie`re parfaitement structure´e du fait de l’organisation somatotopique de ces neurones thalamiques qui, du fait de leurs proprie´te´s e´lectrophysiolo- giques, semblent tre`s vraisemblablement engage´s dans la composante sensori-discriminative de la douleur ;
(b) des sites de projection bulbaires (noyau giganto- cellulaire) et me´sence´phaliques (substance grise pe´riaque- ducale) constituent des structures relais pour l’information nociceptive, ve´hicule´e par le faisceau spino-re´ticulo- thalamique jusqu’au thalamus me´dian non spe´cifique. On a e´galement caracte´rise´ des faisceaux ascendants projetant directement au niveau du thalamus me´dian. Ces sites relais interviennent dans la mise en jeu d’une re´action d’alerte et des centres cardio-respiratoires ainsi que dans l’e´labo- ration des re´actions motrices ou e´motionnelles et dans les me´canismes d’e´veil associe´s aux re´actions comportemen- tales conse´cutives a` une stimulation douloureuse ;
(c) l’hypothalamus rec¸oit des terminaisons axonales soit directes du faisceau spino-hypothalamique, soit indirectes du faisceau spino-parabrachio-hypothalami- que ; il intervient dans le controˆle des re´actions ve´ge´tati- ves de la douleur, mais aussi dans la libe´ration d’hormones intervenant dans le controˆle du stress ;
(d) enfin le complexe amygdalien, structure du syste`me limbique, rec¸oit, apre`s un relais dans le noyau parabrachial late´ral, des informations issues des neurones nociceptifs spe´cifiques localise´s dans la couche I de la corne poste´rieure, ve´hicule´es par le faisceau spino-ponto-amyg- dalien. Cet ensemble pourrait intervenir dans le controˆle des re´actions affectives et e´motionnelles de la douleur.
Enfin, pour terminer cette description rapide des neurones, voies et structures implique´es dans l’inte´gration de l’information nociceptive, a` l’origine de l’e´laboration de la sensation douloureuse, il reste a` envisager la dernie`re partie de ce cheminement. D’une part, les neurones du thalamus ventro-poste´ro-late´ral qui projettent leurs axones vers les aires somesthe´siques S1 et S2 du cortex parie´tal : les caracte´ristiques du message nociceptif y sont de´code´es permettant la gene`se de la perception de la sensation douloureuse (qualite´, localisation, intensite´, dure´e). D’autre part, les neurones du thalamus me´dian qui projettent leurs axones vers les aires corticales frontales, le cortex insulaire et le cortex cingulaire ante´rieur, implique´es dans les re´actions e´motionnelles plus e´labore´es a` la douleur.
Les me´canismes de controˆle de la douleur
Cette vision extreˆmement sche´matique des relations entre les structures implique´es dans la physiologie de la douleur ne rend compte que tre`s partiellement des relations complexes entre nociception et douleur, c’est-a`-dire entre physiologie et psychologie. La douleur est une sensation dont la perception peut eˆtre module´e en fonction de l’environnement au sens le plus large du terme (affectif,
socioculturel, ge´ographique...), mais aussi en fonction de la situation psychologique de l’individu. Cette modulation re´sulte de la mise en jeu de controˆles inhibiteurs exerce´s par des structures aussi bien spinales que supraspinales.
De manie`re sche´matique, on distingue trois cate´gories de tels syste`mes de controˆle [1] :
(a) les controˆles segmentaires spinauxont e´te´ les plus e´tudie´s et ont permis de mettre en e´vidence l’importance du roˆle de la corne poste´rieure de la moelle e´pinie`re dans la modulation de la transmission des messages nociceptifs.
Les donne´es e´tablies caracte´risent le fait que la corne poste´rieure de la moelle n’est pas qu’un simple relais de transmission de l’information douloureuse entre les fibres sensorielles pe´riphe´riques et les structures supras- pinales. La mise en jeu de ces controˆles a e´te´ mode´lise´e par Melzack et Wall [4] dans leur « the´orie du portillon » : ce mode`le repose sur l’e´quilibre d’une balance entre deux types d’activite´s exerce´es sur les neurones nociceptifs non spe´cifiques spinaux (appele´s « neurones T » dans leur mode`le), a` l’origine des faisceaux ascendants spino- thalamiques et spino-re´ticulaires. Les unes sont activa- trices d’origine segmentaire pe´riphe´rique (ve´hicule´es par les fibres nociceptives Ad et C), et les autres sont inhibitrices d’origine a` la fois segmentaire pe´riphe´rique (ve´hicule´es par les fibres non nociceptives Aa, b) et supraspinale (cf. ci-dessous). Ainsi la douleur n’est ressentie que lorsque le neurone T est active´, lorsque la balance penche en faveur des activite´s excitatrices soit pas un exce`s de l’activite´ des fibres nociceptives, soit par un de´ficit des controˆles inhibiteurs. En premie`re approxima- tion dans le mode`le de la the´orie du portillon [4], l’activation des fibres de la sensibilite´ tactile le´ge`re Aa,b inhibe les re´ponses de ces neurones T a` des stimulations nociceptives par des me´canismes d’inhibition exerce´s par l’interme´diaire de l’activation d’interneurones inhibi- teurs segmentaires localise´s dans la couche II (substance ge´latineuse). Ces interneurones active´s par les fibres non nociceptives seraient inhibe´s par les fibres nocicepti- ves. Ils exerceraient leur activite´ inhibitrice par l’inter- me´diaire de jonctions pre´-synaptiques sur les terminaisons des fibres affe´rentes primaires nociceptives et non nociceptives, en amont des synapses qu’elles exercent avec les neurones T. Ainsi, pour conclure en reprenant l’ide´e du mode`le, l’activation des fibres de la sensibilite´
tactile le´ge`re Aa, b, en augmentant l’activite´ des inter- neurones inhibiteurs, fermerait le portillon et bloquerait la transmission de l’information nociceptive vers les structures supraspinales (ide´e associe´e a` une analge´- sie) ; alors que l’activation des fibres nociceptives Ad et C, en inhibant l’activite´ des interneurones inhibiteurs, ouvrirait le portillon et favoriserait la transmission de l’information nociceptive vers les structures supraspi- nales (ide´e associe´e a` la sensation de douleur). Ce me´canisme de re´gulation segmentaire spinale est lui-meˆme soumis a` des controˆles descendants d’origine supraspinale (Fig. 2).
Mais ce mode`le e´tait bien loin de rendre compte de toutes les donne´es expe´rimentales, et des faits sont venus contredire partiellement certains de ses aspects, alors que d’autres e´le´ments du mode`le n’ont jamais pu eˆtre de´montre´s. D’ailleurs, Wall [7], prenant en compte ces e´le´ments, a modifie´ le mode`le initial en mettant en jeu non plus une mais deux familles d’interneurones (l’une inhibitrice des neurones T active´e par les fibres Aa, b et l’autre activatrice des neurones T active´e par les fibres Ad et C, ces deux familles e´tant sous le controˆle de syste`mes descendants d’origine supraspinale) ;
(b) les controˆles inhibiteurs descendants issus du tronc ce´re´bral s’exercent principalement a` partir de deux structures a` l’origine de voies descendantes dans la moelle e´pinie`re, l’une me´sence´phalique, la substance grise pe´ri- aqueducale, SGPA, et l’autre bulbaire, la re´gion bulbaire rostro-ventrale, RBRV, associant le noyau du Raphe magnus (NRM) et les noyaux paragigantocellulaire et gigantocellulaire. La stimulation des neurones de ces structures est a` l’origine d’effets analge´siques re´sultant de la mise en jeu de voies descendantes se´rotoninergiques exerc¸ant un controˆle inhibiteur sur les neurones nocicep- tifs non spe´cifiques me´dullaires, bloquant la transmission des messages nociceptifs. Les axones des neurones se´rotoninergiques de la RBRV (en particulier ceux du NRM) se projettent, aux diffe´rents segments spinaux, directement dans la corne poste´rieure de la moelle.
Par ailleurs, de nombreuses donne´es expe´rimentales ont permis de proposer e´galement la mise en jeu de syste`mes inhibiteurs descendants noradre´nergiques issus duLocus coeruleuset duLocus subcoeruleus(voir re´fe´rences dans Proudfit [6]). La caracte´risation, dans les couches II et V de la corne poste´rieure de la moelle, de re´cepteurs a2-noradre´nergiques active´s physiologiquement par la noradre´naline lorsqu’elle est libe´re´e par l’activation des voies inhibitrices descendantes noradre´nergiques, a permis
L
L = fibres de gros diamètre S = fibres de petit diamètre SG : interneurone inhibiteur de la substance gélatineuse T : neurone nociceptif spinal
S
SG T ACTION
SYSTEM CENTRAL CONTROL
GATE CONTROL SYSTEM
+ -
+ + -
-
Fig. 2.Les syste`mes de controˆle segmentaires spinaux : « The´orie du portillon » de Melzack et Wall (1965)
de proposer un mode`le explicatif pour les proprie´te´s analge´siques des agonistesa2-noradre´nergiques ;
(c) des controˆles facilitateurs descendants e´galement issus du tronc ce´re´bral ont e´te´ de´crits, exacerbant les conse´quences d’une stimulation nociceptive au niveau spinal. Cette notion re´sulte de la mise en e´vidence du fait qu’une stimulation de la RBRV a` des intensite´s de stimula- tion e´leve´es de´clenche des effets analge´siques (cf.ci-dessus) mais que des stimulations de la meˆme re´gion a` des intensite´s quatre a` dix fois plus faibles ont au contraire des effets facilitateurs pro-algiques, avec une possibilite´ de discrimina- tion entre des sites strictement inhibiteurs antalgiques et d’autres strictement facilitateurs pro-algiques [8, 9].
En conclusion, l’e´quilibre entre les deux syste`mes descendants concurrents que nous venons de de´crire, l’un inhibiteur descendant (partie b) et l’autre excitateur descendant (partie c), de´termineraitin finele degre´ global d’excitabilite´ du re´seau de neurones dans la corne poste´rieure de la moelle, degre´ qui a` son tour modulerait la transmission de l’information douloureuse vers les structures nerveuses centrales supraspinales (modulation de l’activite´ du neurone « T » du mode`le de la the´orie du portillon, mais dans ce cadre par l’interme´diaire de controˆles d’origine supraspinale, controˆles qui figuraient d’ailleurs dans le sche´ma initial du mode`le).
Les me´canismes de sensibilisation centrale associe´s a` la douleur chronique et la neuroplasticite´
Lorsqu’elles se prolongent dans le temps, les stimulations nociceptives deviennent chroniques et sont a` l’origine de me´canismes de sensibilisation, tant pe´riphe´rique que centrale, qui vont modifier profonde´ment l’activite´ de ces syste`mes. Au de´but des anne´es 1990, les re´flexions amorce´es par les cliniciens sur une autre conception de la douleur, opposant douleur aigue¨ et douleur chronique, ont permis de faire e´merger au cœur du processus de perception de la douleur le concept de « sensibilisation centrale ». Il est maintenant bien admis que la perception de la douleur ne met pas simplement en jeu une analyse extemporane´e de la stimulation nociceptive, dans une relation line´aire de cause a` effet (une le´sion est a` l’origine d’une douleur), mais plutoˆt un processus dynamique qui tient compte a` la fois de l’environnement imme´diat, de l’expe´rience passe´e et de l’e´tat de fonctionnement dyna- mique du syste`me nerveux sensoriel pe´riphe´rique et central, et de son inte´grite´ : de tre`s nombreux me´canismes contribuent en fait a` la gene`se de la douleur. Une le´sion tissulaire, ou a fortiori une le´sion nerveuse, peut eˆtre a`
l’origine de processus douloureux pathologiques multi- formes (douleurs spontane´es, douleurs persistantes, douleurs rapporte´es, hyperalge´sies, allodynies) dont cer- tains peuvent persister pendant des anne´es, bien au-dela`
de l’ache`vement des processus re´parateurs de cicatrisation.
Les travaux re´alise´s a` l’aide de mode`les expe´rimentaux de type inflammatoire ont contribue´ a` acque´rir chez le rat une meilleure compre´hension des me´canismes intervenant comme support dans le de´veloppement de la neuroplasticite´
associe´e a` la sensibilisation centrale de´veloppe´e au cours d’une douleur chronique. La neuroplasticite´ de´signe l’aptitude des neurones adultes et de leurs jonctions synaptiques au sein des re´seaux de neurones du syste`me nerveux central a` changer leurs proprie´te´s tant structurales que fonctionnelles en fonction de leur e´tat d’activite´. Cette notion de´ment cate´goriquement l’image que certains me´dias ont cherche´ a` imposer d’un syste`me nerveux central fige´, constitue´ d’un caˆblage fige´ a` jamais dans le temps de re´seaux de neurones connecte´s entre eux par la construction du tissu nerveux central, mis en place au cours du de´veloppement ontoge´ne´tique pilote´ par les ge`nes, e´tablissant ainsi a` l’e´tat adulte l’analogie avec un ordinateur. Ce qui structure le syste`me nerveux central dans sa dynamique temporelle, c’est l’activite´ a` laquelle il est en permanence soumis. Le prolongement au cours du temps d’une douleur, e´tablissant la transition entre une douleur aigue¨ et une douleur chronique, re´pond tout a` fait a` l’e´nonce´ de ce concept.
La sensibilisation centrale re´sulterait de nombreux facteurs intervenant dans la mise en place progressive d’une neuroplasticite´ au niveau du premier relais d’inte´- gration de l’information nociceptive, la` ou` les synapses forme´es par les terminaisons centrales des fibres nocicep- tives A-d et C des nerfs sensoriels avec les neurones nociceptifs post-synaptiques de la CDME sont conside´ra- blement active´es. Le roˆle joue´ par le syste`me de transmis- sion glutamatergique a e´te´ particulie`rement e´tudie´, neurotransmetteur synthe´tise´ et libe´re´ a` la fois par les fibres de gros diame`tre (Aa,b) et de petit diame`tre (Adet C) dans les synapses qu’elles forment avec les neurones nociceptifs post-synaptiques de la CDME. De nombreuses donne´es expe´rimentales ont privile´gie´ la participation de l’un des re´cepteurs du glutamate, le re´cepteur NMDA dans ce processus. L’utilisation de la ke´tamine en clinique pour le traitement des douleurs chroniques rebelles est une des applications pratiques de ce re´sultat, puisque cette mole´cule a retrouve´ de l’inte´reˆt du fait qu’elle est un antagoniste du re´cepteur NMDA, bloquant de ce fait le de´veloppement de la sensibilite´ centrale. On pourra lire avec inte´reˆt la revue publie´e par l’e´quipe de Melzack [2] sur cette proble´matique de la neuroplasticite´ associe´e a` la sensibilisation centrale de´veloppe´e au cours d’une douleur chronique.
En conclusion, la douleur re´sulte de l’expe´rience subjective d’une sensation e´motive de´plaisante, conside´re´e comme re´sultant de processus adaptatifs tant nerveux que chimiques au sein de re´seaux de neurones situe´s a` diffe´rents niveaux du syste`me nerveux central, dont les composantes peuvent augmenter ou diminuer en fonction des caracte´ristiques du stimulus, de l’e´tat du sujet et du contexte dans lequel ce stimulus est applique´. La dimension affective de la douleur re´sulte de sentiments de de´plaisir et d’e´motions associe´es a`
des implications susceptibles d’intervenir dans le futur a` court terme (telles que l’angoisse, la peur ou la de´tresse), mais aussi a` long terme (telles que la souffrance), de´nomme´es « e´motions secondaires » ; elles sont souvent associe´es a` la vie person- nelle de chacun, aux difficulte´s rencontre´es pour supporter la douleur au cours du temps et aux conse´quences qu’elles peuvent entraıˆner pour le futur [5]. Ces dimensions de la douleur associe´es aux interactions qui les lient entre elles sont a` mettre en relation avec un re´seau de structures du syste`me nerveux central les sous-tendant, qui traitent l’information nociceptive a` la fois « en se´rie » et « en paralle`le » : des voies spinales ascendantes conduisent l’information nociceptive vers le thalamus me´dian et les structures limbiques, en particulier le complexe amygdalien (dimension affective des comportements) ; une autre composante met en jeu les voies spinales ascendantes vers le thalamus late´ral sensori-discri- minatif puis vers les aires corticales somesthe´siques, pro- longe´es par une voie cortico-limbique qui inte`gre l’information nociceptive en association avec une information contextuelle et une me´moire qui e´tablissent une me´diation cognitive a` la dimension affective de la douleur.
Re´fe´rences
1. Calvino B, Grilo RM (2006) Central pain control. Joint Bone Spine 73: 10-6
2. Coderre TJ, Vaccarino AL, Melzack R (1993) Contribution of central neuroplasticity to pathologic pain: review of clinical and experi- mental evidence. Pain 52: 259-85
3. Coutaux A, Adam F, Willer JC, Le Bars D (2005) Hyperalgesia and allodynia: peripheral mechanisms. Joint Bone Spine 72: 359-71 4. Melzack R, Wall PD (1965) Pain mechanisms: a new theory. Science
150: 971-9
5. Price DD (2000) Psychological and neural mechanisms of the affective dimension of pain. Science 288: 1769-72
6. Proudfit HK (1992) The behavioural pharmacology of the nora- drenergic descending system. In: Besson JM, Guilbaud G (Eds), Towards the use of noradrenergic agonists for the treatment of pain.
Excerpta Medica/Elsevier Science, Amsterdam, pp 119-37
7. Wall PD (1978) The gate control theory of pain mechanisms: a re- examination and re-statement. Brain 101: 1-18
8. Zhuo M, Gebhart GF (1990) Characterization of descending inhibition and facilitation from the nuclei reticularis gigantocellu- laris and gigantocellularis pars alpha in the rat. Pain 42: 337-50 9. Zhuo M, Gebhart GF (1997) Biphasic modulation of spinal
nociceptive transmission from the medullary raphe nuclei in the rat. J Neurophysiol 7: 746-58
