L’automatisme intestinale et le contrôle nerveux des différentes fonctions digestives

L’automatisme intestinale et le contrôle nerveux des différentes

fonctions digestives

Update 11 septembre 2010

PL Toutain

Automatisme: mise en évidence in vitro d’activités phasiques

Contractions spontanées

Tension

temps

Régulation des fonctions digestives

 Les fonctions de sécrétion, de motricité et d’absorption doivent être intégrée pour assurer la digestion et

l’absorption optimale des aliments

 Le tube digestif possède un système nerveux

intrinsèque qui lui donne une large autonomie (ex:

automatismes moteurs), le système nerveux

extrinsèque assurant les intégrations spatiales et temporelles des fonctions.

Le système nerveux de l’intestin



Système nerveux intrinsèque

Fait partie du système nerveux autonome (SNA)

 Parasympathique

 Nerfs vagues et pelviens

 Sympathique



Système nerveux extrinsèque (ou entérique)

 Forment des réseaux dont les plexus myentériques et sous- muqueux sont les plus importants

 Sont interconnectés avec le système nerveux extrinsèque

1-Le système nerveux intrinsèque

La paroi musculaire digestive

1.

Deux couches musculaires de fibres lisses

 Couche longitudinale

 Manchon (IG) ou bande (Tenia coli)

 Couche circulaire

2.

Une Couches oblique supplémentaire dans l’estomac

3.

Muscle strié

 Œsophage, sphincter anal externe

Muscularis externa

Couche (fibres) longitudinale Epithelium

Muscularis mucosa

Muscularis interna

Couche (fibres) circulaire

Les couches musculaires du tube

digestif

La fibre lisse intestinale

 Petites fibres (10 µm de

diamètre, 50-200µm de long)

 Possède beaucoup d’actine et peu de myosine

 Sont regroupées pour former des faisceaux (fasciae)

entourés de conjonctif.

 Les fasciae forment les couches musculaires

Les 2 types de fibres lisses:

Unitaires et multiunitaires

Fibres lisses unitaires et multiunitaires

Unitaires

•la plupart des fibres lisses gastro-intestinales Couplées entre-elles (assure la synchronisation) avec des jonctions serrées ou nexus)

• Activité spontanée (myogénique)

• l’étirement provoque la contraction

• contraction indépendante d’une commande

Multi-unitaire

.Réticulo-rumen, vessie

•Pas d’activité spontanée

•pas de réponse à l’étirement

• activation par des neurones moteurs

• présence de jonctions

Synaptic vesicles Motor axon

Synaptic vesicles Motor axon

varicosities

Automatisme des fibres musculaires: rôle du système nerveux

 Fibre musculaire striées

 pas d’automatisme mais commande nerveuse

 Fibre lisse unitaire (ex. intestin)

 automatisme

 Genèse de l’activité indépendante du système nerveux (origine myogénique) mais contrôle (modulation) de l’activité motrice

 Fibres lisses multi-unitaires

(

 Pas d’automatisme

 Commande nerveuse

Les cellules de Cajal:

Cellules à l’origine de l’automatisme des fibres lisses gastro-intestinales

Les cellules interstitielles de Cajal forment un réseau qui interconnectent entre-elles les fibres lisses musculaires

• Les cellules de Cajal ne sont pas des cellules nerveuses mais des cellules d’origine mésenchymateuse

•Le mésenchyme s'oppose au parenchyme qui désigne les tissus des organes nobles. Le mésenchyme est un tissu considéré comme un tissu de remplissage et de soutien.

• Elles jouent le rôle de pacemaker de l’intestin et elles assurent la genèse des ondes lentes

• Elles contrôlent la fréquence et la propagation des contractions intestinales car connectées aux fibres lisses qui elles-mêmes sont interconnectées par des jonctions serrées (points de faible résistance facilitant le passage de la dépolarisation entre 2

cellules)

Les contractions musculaires du tube digestif



Contractions phasiques (fréquence de l’ordre de le seconde ou de la minutes)

Intestin grêle, antre gastrique…



Contractions toniques (fréquence de l’ordre de l’heure)

Sphincter œsophagien inférieur (LES), sphincters iléo-caecal et anal.

2-Genèse des ondes lentes, ondes

rapides (potentiels de pointe) et

activité mécanique des fibres lisses

Contraction musculaire lisse et

mouvements des ions intracellulaires

 Les contractions musculaires sont associées à des mouvements

intracellulaires de calcium

 On observe des variations régulières du potentiel de membrane nommées ondes lentes (OL); ces ondes lentes ne sont associées à aucun

mouvement (pour l’intestin mais pas l’estomac).

 Des signaux électriques appelés potentiels d’action ou potentiel de pointe (PP) (spikes) se superposent aux OL

Relation entre dépolarisation et

activité mécanique

Les Ondes lentes

• Potentiel de repos faible (-60 mV)

• Dépolarisation partielle de 10-15 mV

• Fréquence détermine le rythme électrique de base (REB)

 3/min au niveau du fundus

 12-15/min: duodénum

 8 /min :iléon

• Ont pour origine une interaction entre les cellules de Cajal et les autres cellules lisses (forment un

Electrical activity occurs at different frequencies in stomach, small intestine and colon

Ondes rapides ou potentiels de pointes

• Vrai potentiel d’action

• Passe au dessus des - 40 mV pour atteindre presque le 0

• Durée d’un potentiel de pointe: 20 ms

• Dépolarisation liée à des canaux calciques (pénétration de Ca++) et très peu de Na+

Couplage des fibres lisses intestinales de la couche longitudinale

 Présence de jonctions serrées entre les cellules (tight junctions) des fibres lisses

 Assure une solution de continuité entre les cellules

 Donne à l’ensemble des propriétés de syncytium

 Le système nerveux n’est pas indispensable à la propagation des OL

Ondes lentes (couche longitudinale) & activité rapide (couche circulaire)



Pour l’intestin, le plateau de dépolarisation des

OL de la longitudinale n’est jamais surchargé

de potentiels rapides (contrairement à ce qui

est vu pour l’estomac) mais l’activité électrique

de l’OL se propage de façon électrotonique à la

couche circulaire qui pourra ou non se trouver

dépolarisée par cette OL

L’onde péristaltique implique une propagation synchrone sur une section intestinale des OL

Temps zéro

5 secondes plus tard

OL

Propagation électrotonique des OL sur la longitudinale

Intestin

grêle Colon

Propagation synchrone des OL sur une section :

péristaltisme

Propagation asynchrone des OL sur une section: mixage

3-Le système nerveux intramural:

les plexus sous-muqueux et

myentériques

Plexuses innervate

Les cellules de Cajal assurent le relais entre l’innervation intrinsèque intramurale et la

musculature lisse

varicosités axonale

Les neurotransmetteurs diffusent à partir des varicosités axonales vers les cellules interstitielles de Cajal (organisation synaptique dite en passage)

Cellule de Cajal

Muscle lisse Innervation

extrinsèque

le système nerveux intrinsèque: les plexus



Les plexus sont des structures type système

nerveux central avec vésicules synaptiques, des cellule gliales…



d'où son nom anglais : brain gut axis (littéralement : cerveau viscéral).



Il est connecté au système nerveux central via

le nerf vague.

Les neurones des plexus

 Neurones cholinergiques

 Excitateur

 Neurones inhibiteur non-adrenergique

 Purinergiques (récepteurs à l’adénosine, ATP…)

 Présence d’un tonus inhibiteur permanent

 le VIP & le l’oxyde nitrique (NO) sont les 2 principaux neuromédiateurs des motoneurones inhibiteurs

 Responsable de l’iléus paralytique

 Ils représentent la voie terminale de l’innervation extrinsèque

Les plexus de la paroi digestive sont contrôlés par l’innervation extrinsèque

Plexus

Système nerveux extrinsèque

Contrôle du système nerveux intrinsèque par le système nerveux extrinsèque (parasympathique & sympathique)

Rôle des neurones des plexus



Indispensable à la formation de l’onde

péristaltique c’est-à-dire à la coordination temporelle des différents événements:

 de contraction en amont

 de relâchement en aval

loi de l’intestin

4-Le système nerveux extrinsèque

Rôle du système nerveux

extrinsèque: contrôle des fonctions

digestives (motricité, sécrétions…)

Muscle

squelettique

Système nerveux périphérique

Système nerveux somatique

Système nerveux autonome

Système nerveux parasympathique

Système nerveux sympathique

Activation Selective

Activation Diffuse

Glandes, Muscle lisse

& coeur

Système nerveux extrinsèque du tube digestif

 Double innervation



Parasympathique



Sympathique

P a ra s y m p a th iq u e

préganglionnaires (longues, en bleues)

Fibres

postganglionnaires (courtes, enrouges)

S y m p a th iq u e

Fibres

postganglionnaires (rouges)

Innervation extrinsèque et

couplage aux plexus

Plexus myentérique Plexus sous-muqueux

Comparaison des systèmes nerveux somatique et autonome

Fonctions du système

parasympathique

Le système parasympathique:

fonctions

Rôle majeur dans l’inhibition de la motricité (relaxation vagale de l’estomac, réflexe de

déglutition..) via par le système purinergique

 Effets inotrope et chronotrope négatifs sur les contractions de l’estomac

Stimulation de la motricité intestinal (rôle modeste ou nul)

Stimulation des sécrétions digestives

Fonctions du système sympathique

Le système nerveux sympathique



Inhibiteur



Libère de la noradrénaline

 action directe via les récepteur β

Action indirecte par inhibition présynaptique des fibres parasympathiques postganglionnaires



Nombreux réflexes inhibiteurs à point de

départ digestif

Le système sympathique inhibe la motricité digestive et contracte les

sphincters

Réflexes intestinaux longs



Réflexe iléo-gastrique

La distension de l’iléon inhibe la motricité intestinale



Réflexe intestino-intestinal

Iléus paralytique

Iléus paralytique



Absence de toute activité motrice

Ex. Après une chirurgie abdominale

Coliques de stase chez le cheval

Péritonite



Inhibition ayant pour origine des nocicepteurs intraparietaux



Voie afférente et efférente splanchniques

Le système nerveux

afférent

Le système nerveux afférent



Nombreuses fibres nerveuses partent du TD pour remonter vers le SNC

80% des fibres vagales sont sensitives

Fibres afférentes du nerf splanchnique

Réflexes viscéraux

 Visceral reflexes have the same elements as somatic reflexes

 They are always

polysynaptic pathways

 Afferent fibers are found in spinal and autonomic nerves