Connaître les bases neurophysiologiques de la douleur OIC-134-02-B
Connaître les bases neurophysiologiques de la douleur OIC-134-02-B
Bases neurophysiologiques de la douleur
· La douleur a un rôle physiologique majeur lié à la protection de l’intégrité de l’organisme.
· L’organisation neurophysiologique générale du système nociceptif sous-tendant la perception de la douleur est similaire à celles des autres systèmes sensoriels .
La détection
· Les stimulations nociceptives, c’est à dire potentiellement dangereuses pour l’organisme, sont détectées par des récepteurs périphériques appelés nocicepteurs.
· Les nocicepteurs correspondent à des terminaisons libres des fibres nerveuses périphériques de petit diamètre appelées fibres Adelta et C, localisées dans l’ensemble des tissus de l’organisme (peau, muscles, articulations, viscères).
· Les messages nociceptifs sont générés grâce à des molécules, appelées transducteurs, localisées à la surface des terminaisons des fibres Adelta et C.
La transmission :
· Après leur trajet dans les nerfs périphériques, les fibres Adelta et C rejoignent le système nerveux central par les racines rachidiennes postérieures et se projettent au niveau de la corne postérieure de la moelle épinière.
· Des neurones nociceptifs localisés dans la corne postérieure de la moelle transmettent ensuite ces messages vers le cerveau (Figure 1). .
· La majeure partie des axones des neurones nociceptifs de la corne postérieure de la moelle croisent la ligne médiane pour rejoindre le faisceau spino-thalamique.
· Une partie de ce faisceau, qui se projette sur le thalamus latéral, puis les cortex somesthésiques primaire et secondaire, est davantage impliquée dans les aspects sensori-discriminatifs de la douleur.
· Une seconde partie, qui se projette sur le thalamus médian puis les cortex cingulaire et insulaire (cortex limbique) est davantage impliquée dans les aspects émotionnels de la douleur (Figure 1).
· Les neurones nociceptifs médullaires se projettent également vers des relais bulbaires et ponto-mésencéphaliques impliqués dans les réactions cognitives (peur, anticipation, mémorisation de l'atteinte nociceptive), comportementales (fuites, immobilisation, défense, attaque) ou neuro-endocriniennes (libération des hormones de stress) associées à la douleur (Figure 1).
Figure 1 : les voies ascendantes
La modulation segmentaire et supra segmentaire
· De puissants mécanismes de contrôle permettent d’extraire, d’intégrer et de moduler les informations nociceptives générées à la périphérie.
· Des mécanismes de modulation segmentaire agissant dans la moelle épinière reposent sur l’inhibition des fibres de petit diamètre (les nocicepteurs) par l’activation simultanée des fibres de gros diamètre. La découverte de ces mécanismes est à l’origine de l’utilisation des stimulations électriques transcutanées et des stimulations électriques médullaires pour le traitement de certaines douleurs.
· Des mécanismes de modulation supra-segmentaire (Figure 2) trouvent leur origine au niveau de structures cérébrales, notamment dans le tronc cérébral (substance grise périaqueducale, noyaux du raphé...) et impliquent différents systèmes de neurotransmetteurs tels que les systèmes sérotoninergique et noradrénergique.
· On les appelle également contrôles descendants car ils sont capables de moduler, soit en l’inhibant, soit en la facilitant, de façon très puissante l’activité des neurones nociceptifs de la moelle.
· La mise en jeu de ces systèmes de modulation permet de rendre compte d'observations cliniques classiques telles que l'absence de relation directe entre l'importance d'une lésion et la douleur qui en résulte et, de façon plus générale, de l'influence des facteurs psychologiques, cognitifs, contextuels et culturels sur le vécu de la douleur.
· Des altérations ou dysfonctions de ces systèmes sont impliquées dans la physiopathologie de nombreux syndromes douloureux chroniques.
Figure 1 : la modulation supra-segmentaire (contrôles inhibiteurs issus du tronc cérébral)
Eléments physiopathologiques
· On distingue classiquement 3 grands types de douleur sur une base physiopathologique, même si certains mécanismes (en particulier centraux) sont communs à ces différents types de douleurs. Ces grands types de douleur peuvent être associées (ex : douleur postopératoire typiquement nociceptive mais fréquemment associée à une composante neuropathique).
Les douleurs par excès de stimulations nociceptives (ou douleurs nociceptives).
· Ces douleurs, secondaires à des lésions tissulaires diverses (traumatisme, brûlure, infection, processus malins...), sont les plus fréquentes en pratique clinique.
· Dans ce cas, les systèmes nociceptifs sont intacts et on considère qu’elles sont liées à la sur-stimulation de ces systèmes, notamment en raison des réactions inflammatoires fréquemment observés dans ce contexte.
· Les douleurs viscérales liées à une distension des cavités ou un spasme des muscles lisses (ex : gastro-entérite, colite, colique néphrétique, colique hépatique…) sont à rattacher aux douleurs par excès de nociception (étirement des parois, inflammation pariétale souvent associée…).
· Les processus inflammatoires entraînent une hyperactivation des nocicepteurs (sensibilisation périphérique) liée à l’action d’un grand nombre de substances pro-nociceptives (bradykinine, ions H+, prostaglandines, histamine, substance P, NGF, etc) libérées au cours de l’inflammation et susceptibles d’activer directement ou de sensibiliser les nocicepteurs.
· Dans les conditions d'inflammation, les nocicepteurs normalement silencieux lorsque l'on ne les stimule pas, deviennent spontanément actifs et leurs réponses évoquées sont augmentées et apparaissent avec un seuil plus faible.
· Ces mécanismes périphériques peuvent secondairement induire des modifications centrales consistant principalement en des phénomènes de sensibilisation centrale et d’altérations des systèmes de modulation, qui jouent un rôle déterminant dans la pérennisation de certaines douleurs et expliquent certains échecs thérapeutiques visant uniquement à agir sur les facteurs périphériques.
· Les mécanismes de la sensibilisation centrale sont complexes. Ils font notamment intervenir les récepteurs NMDA (N-Methyl-D-Aspartate) dont l’activation est liée à l'augmentation importante de la libération centrale de glutamate en raison de l'activation prolongée et de la sensibilisation des nocicepteurs.
· La cascade d'évènements intracellulaire déclenchés par l'activation de ces récepteurs NMDA est à l'origine d'une hyperexcitabilité durable des neurones nociceptifs centraux (sensibilisation centrale) qui contribue à majorer et amplifier la douleur et pourrait rendre compte de la transformation de certaines douleurs aiguës en douleurs chroniques
Les douleurs neuropathiques.
· Elles sont liées à des lésions ou maladies du système somato-sensoriel et en particulier du système nociceptif. Elles sont le plus souvent associées à un déficit sensitif (désafférentation) et ne peuvent donc pas s’expliquer par une simple sur-stimulation des nocicepteurs.
· Elles dépendent de mécanismes périphériques et centraux secondaires qui contribuent à amplifier et pérenniser la douleur.
· Un des mécanismes périphériques les plus documentés est l'apparition de décharges ectopiques, c'est à dire d’activités électriques (potentiels d’action) qui prennent naissance de façon aberrante au niveau de la lésion nerveuse. Ces foyers de décharges anormales résultent de l'accumulation au niveau de la lésion et de dysfonctionnements de canaux ioniques, en particulier de certains sous-types de canaux sodiques spécifiques, dont le rôle physiologique est de régler l'excitabilité membranaire.
· Les profondes modifications métaboliques associées aux lésions nerveuses sont responsables d'une réduction ou d'une augmentation de la synthèse et de la libération de divers neurotransmetteurs et neuropeptides (glutamate, substance P, BDNF etc.) à l’origine des modifications centrales secondaires.
· Les mécanismes centraux sont principalement : le développement de phénomènes de sensibilisation centrale, d’altérations de systèmes de modulation ou encore de neuro-plasticité (réorganisation des systèmes somato-sensoriels) qui contribuent à amplifier et pérenniser la douleur.
Les douleurs nociplastiques (ou dysfonctionnelles)
· Il s’agit d’un ensemble de syndromes douloureux chroniques comme la fibromyalgie ou le syndrome de l’intestin irritable, qui se caractérisent par l’absence de lésion identifiable susceptible d’expliquer les douleurs.
· La physiopathologie de ces douleurs est moins bien connue, mais l’hypothèse la mieux documentée actuellement est qu’elles dépendent principalement d’altération des systèmes de contrôle et de modulation de la douleur avec une diminution des mécanismes inhibiteurs et/ou une augmentation des mécanismes facilitateurs.