sndentaire_07 by BEN CHIR

INTRODUCTION A LA PHYSIOLOGIE DES FONCTIONS

PHYSIOLOGIE DES FONCTIONS I - De la cellule à l'organisme

Nutriments

O2 Nutriments + O2

ATP H20

Energies utiles  chimiques  électriques  mécaniques  osmotiques

+ H2O + CO2 + déchets + chaleur

 urée produits du métabolisme  toxines

chaleur

CO2

Cellule = transformateur d'énergie

Diffusion d'une molécule d'eau

1,7 m

Plusieurs années

1,5 µ

0,003 sec

Diffusion d'une molĂŠcule d'O2 environnement 100% O2

1 cm

0,7 mm

7 Âľm

saturation du cylindre en O2 obtenue en : 11 000 sec ~ 3 heures

54 sec < 1 min

0,0054 sec 5,4 ms

Pour assurer les flux de matières et d'énergie de toutes les cellules

les êtres pluricellulaires ont du : 1) s'organiser en compartiments = milieux dans lesquels plongent les cellules 2) développer des fonctions spécifiques au niveau d'organes

PHYSIOLOGIE DES FONCTIONS I - De la cellule à l'organisme II – Les principales fonctions viscérales

O2 CO2

Eau DĂŠchets

Chaleur Energie = ATP

Nutriments

COEUR

O2 CO2

Eau DĂŠchets

Chaleur Energie = ATP

Nutriments

POUMONS O2 CO2

COEUR

O2 CO2

Eau DĂŠchets

Chaleur Energie = ATP

Nutriments

POUMONS O2 CO2

COEUR

O2 CO2

Eau Déchets

Chaleur Energie = ATP Aliments Boissons

Nutriments

TUBE DIGESTIF Eau, nutriments Sels, vitamines

Féces

POUMONS O2 CO2

COEUR

O2 CO2

Eau Déchets

Chaleur Energie = ATP Aliments Boissons

Nutriments

TUBE DIGESTIF Eau, nutriments Sels, vitamines

R E I N

Urine ± Eau ± Electrol. ± H+ Toxines Féces

POUMONS O2 CO2

COEUR

O2 CO2

PEAU

Boissons

Déchets

Chaleur Energie = ATP

Aliments

Eau

Nutriments

TUBE DIGESTIF Eau, nutriments Sels, vitamines

R E I N

Urine ± Eau ± Electrol. ± H+ Toxines Féces

Les fonctions physiologiques : Bien qu'individualisées et spécialisées sont interdépendantes  conséquences physiologiques, physiopathologiques et cliniques Doivent être en permanence ajustables pour s'adapter aux besoins de l'organisme

 nécessité de contrôle et de coordination

PHYSIOLOGIE DES FONCTIONS I - De la cellule à l'organisme II – Les principales fonctions viscérales III – Contrôle et coordination des fonctions viscérales

Le contrôle et la coordination des fonctions viscérales impliquent des informations permanentes sur :  l'état exact du fonctionnement de chacune des fonctions viscérales  les besoins spécifiques d'un tissu donné  les besoins globaux de l'organisme un besoin particulier ne doit pas mettre en péril l'équilibre global

 les effets que ces changements entraînent sur les fonctions ellesmêmes  l'environnement dans lequel vit l'organisme (T°, P, humidité) il se meut (lumière, obscurité, relief) en fonction des périodes d'activité : alternance veille-sommeil, notion de rythmes biologiques

PHYSIOLOGIE DES FONCTIONS III – Contrôle et coordination des fonctions viscérales III.1 – Système nerveux

Système spécialisé dans traitement et transfert des informations  perception décryptage mémorisation circulation utilisation à la demande Réseaux interconnectés de structures excitables: Neurones – synapses – dendrites

Dendrites

Axone Cellule bipolaire de la rétine Axone

Cellule amacrine de la rétine

Cellules de Pürkinje du cervelet

SYSTEME NERVEUX CENTRAL  Reçoit et traite informations du milieu extérieur : vision, audition, olfaction, somesthésie nociception, thermoréception, proprioception  Génère des réponses motrices, réflexes ou non, mais complexes  Fonctions élaborées : langage parlé et écrit, lecture, fonctions cognitives, actes volontaires

SYSTEME NERVEUX AUTONOME

 Sympathique, parasympathique et mésentérique  Reçoit et traite informations chimiques et mécaniques du milieu intérieur  Contrôle, gère, coordonne les fonctions viscérales, les comportements, les rythmes, le sommeil  Système "autonome" mais sous contrôle du SNC

PHYSIOLOGIE DES FONCTIONS III – Contrôle et coordination des fonctions viscérales III.1 – Système nerveux III.2 – Système hormonal

Système de communication et coordination cellulaire Système endocrine * hormones diffusées à tout l'organisme  message "irradiant" * récepteurs cellules cibles localisées * temps de latence parfois élevé * concerne tous les organes

Système paracrine substance libérée agit sur les cellules situées à proximité : neuropeptides Système autocrine substance libérée agit sur la cellule qui l'a sécrétée : facteurs de croissance, NO, endothéline

PHYSIOLOGIE DES FONCTIONS III – Contrôle et coordination des fonctions viscérales III.1 – Système nerveux III.2 – Système hormonal III.3 – Système immunitaire

 Finalité propre = défense du "soi" contre le "non-soi"  Non-soi = ¢ "étrangères" ou "devenues étrangères" susceptibles de modifier le fonctionnement  Reconnaissance assurée par récepteurs tissulaires (système HLA) et lymphocytes circulants et contrôle par cytokines  Système qui confère "l'originalité" à chaque individu

PHYSIOLOGIE DES FONCTIONS III – Contrôle et coordination des fonctions viscérales III.1 – Système nerveux III.2 – Système hormonal III.3 – Système immunitaire III.4 – Synergie de fonctionnement

MAIS R

Second messager AMPc, GMPc, DAG, IP3, Ca++ Activation protéines kinases

Effets biologiques

Récepteurs peuvent avoir de l'affinité pour des ligands différents Les protéines kinases, responsables des effets biologiques peuvent différer d'une cellule à l'autre

Des molécules différentes peuvent avoir la même action au niveau d'une cellule L2

Une même molécule peut avoir des actions différentes selon la cellule cible Cellule 1

Cellule 2

Cellule 3

PK1

PK2

PK3

EB1

EB2

EB3

SYSTEME NERVEUX I - Organisation générale du SN I.1 – Neurones et névroglie

Neurones = cellules excitables Homme : 1011 Ă 1012 neurones

Cellules non excitables = cellules gliales (30 x neurones) = astrocytes, oligodendrites, c. de Schwann forment la nĂŠvroglie

 rôle trophique pour les neurones transfert de substances, sécrétions de facteurs trophiques (NGF)  maintien de l'environnement ionique neuronal  modulation fréquence propagation PA et transmission synaptique  remodelage nerveux, récupération après lésions tissu nerveux

SYSTEME NERVEUX I - Organisation générale du SN I.1 – Neurones et névroglie I.2 – Circuits et systèmes neuronaux

Neurones ne fonctionnent pas seuls mais sont organisĂŠs en circuits neuronaux = organisation et fonctionnement complexes permettant le traitement des signaux

 Notion de divergence et de convergence des neurones  Facilitation (temporelle ou spatiale) et occlusion  Circuits inhibiteurs (antagoniste, de Renshaw, latérale directe) = rôle modulateur

INHIBITION ANTAGONISTE +

Fléchisseur

activé

Extenseur

inhibé

INHIBITION DE

RENSHAW Interneurones inhibiteurs de Renshaw

Motoneurones Îą

 Notion de divergence et de convergence des neurones  Facilitation (temporelle ou spatiale) et occlusion  Circuits inhibiteurs (antagoniste, de Renshaw, latérale directe) = rôle modulateur  Rétroaction positive (réverbération) = prolongation temporelle du signal

"Neuropile" = substance grise Centre de traitement

N. AffĂŠrents

Interneurones

N. EffĂŠrents

Substance blanche

SYSTEME NERVEUX I - Organisation générale du SN I.2 – Circuits neuronaux I.3 – Principales régions du SN I.3.1 – Encéphale, système ventriculaire

Cerveau antérieur

Hémisphères cérébraux Diencéphale

D'après "Neurosciences", Purves et al. eds, 1999, De Boeck Université

HC = télencéphale

Sillon central = scissure de Rolando

 très enveloppants  85% poids cerveau  surface plissée  1,6 m²  cortex cérébral s. blanche souscorticale noyaux gris centraux (amygdale, n. caudé, putamen …..)

D'après "Neurosciences", Purves et al. eds, 1999, De Boeck Université

Diencéphale

Thalamus dorsal

Corps calleux

Hypothalamus Tige pituitaire Hypophyse Glande pinéale = épiphyse D'après "Neurosciences", Purves et al. eds, 1999, De Boeck Université

Hémisphère cérébral Thalamus Diencéphale Hypothalamus

Tronc cérébral

Mésencéphale Pont Bulbe Cervelet

D'après "Neurosciences", Purves et al. eds, 1999, De Boeck Université

Ventricule latéral G

Ventricule latéral D

4ème ventricule

3ème ventricule

Plexus choroïde

D'après "Neurosciences", Purves et al. eds, 1999, De Boeck Université

SYSTEME NERVEUX I - Organisation générale du SN I.2 – Circuits neuronaux I.3 – Principales régions du SN I.3.1 – Encéphale I.3.2 – Moelle épinière

Nerfs cervicaux

Renflement cervical

Nerfs thoraciques

Nerfs lombaires Nerfs sacrés

Renflement lombaire D'après "Neurosciences", Purves et al. eds, 1999, De Boeck Université

S. grise S. blanche Nerfs rachidiens Chaîne sympathique paravertébrale

Racine ventrale Racine dorsale Ganglions rachidiens Dure - mère Vertèbre

Ganglions sympathiques

D'après "Neurosciences", Purves et al. eds, 1999, De Boeck Université

SYSTEME NERVEUX I - Organisation générale du SN I.2 – Circuits neuronaux I.3 – Principales régions du SN I.3.1 – Encéphale I.3.2 – Moelle épinière I.3.3 – Les méninges

Granulation arachnoïdienne Pie-mère

Arachnoïde

Dure-mère

Sinus londitudinal supérieur Espace sous-arachnoïdien Plexus choroïdes

Liquide céphalo-rachidien

D'après "Neurosciences", Purves et al. eds, 1999, De Boeck Université

SYSTEME NERVEUX I - Organisation générale du SN I.3 – Principales régions du SN I.3.1 – Encéphale I.3.2 – Moelle épinière I.3.3 – Les méninges I.3.4 – La barrière hémato – encéphalique

SYSTEME NERVEUX I - Organisation générale du SN I.3 – Principales régions du SN I.3.1 – Encéphale I.3.2 – Moelle épinière I.3.3 – Les méninges I.3.4 – La barrière HE I.3.5 – Apport de l'imagerie médicale

 Tomographie assistée par ordinateur = scanner  Imagerie par résonnance magnétique = IRM

D'aprĂ¨s "Neurosciences", Purves et al. eds, 1999, De Boeck UniversitĂŠ

 Tomographie assistée par ordinateur = scanner  Imagerie par résonnance magnétique = IRM  IRM fonctionnelle et tomographie par émission de positrons (TEP) = mesures de faibles variations des débits cérébraux locaux

SYSTEME NERVEUX I - Organisation générale du SN I.3 – Principales régions du SN I.4 – Corticalisation chez l'humain

E = log10 pds encéphale Homme

E = k x P0,63

Simiens Prosimiens Rongeurs Insectivores P = log10 pds corporel

S télencéphale : rat = 5 cm², chimpanzé = 8 dm², homme = 160 dm²

SYSTEME NERVEUX I - Organisation générale du SN II – Principes de fonctionnement du SN II.1 – Axes sensoriels et moteurs

Axe sensoriel Système visuel, auditif, olfactif, gustatif et somesthésique Récepteurs = voies afférentes Nerfs sensitifs Formation médullaires réticulée Centres de traitement Thalamus Cortex somesthésique

Axe moteur ou effecteur Centres "moteurs" Cortex moteur

Hypothalamus (SN autonome et neuro-endocrine) vo ie s

Faisceau pyramidal

fĂŠ r

Sympathique Parasympathique

en te s

Motoneurones mĂŠdullaires

Muscles lisses Glandes Effecteurs Muscles

Axe sensoriel

2 manières

Axe effecteur

 ± directement :  répercution ± directe des informations de l'axe sensoriel sur l'axe effecteur = fonction réflexe du SN  Par l'intermédiaire des centres supérieurs  informations sensorielles traitées et mémorisées avant leur répercution sur l'axe effecteur  détermine action la mieux appropriée = fonction intégratrice du SN

SYSTEME NERVEUX I - Organisation générale du SN II – Principes de fonctionnement du SN II.1 – Axes sensoriels et moteurs II.2 – Fonctions réflexes du SN

 Réflexe = réponse motrice involontaire et stéréotypée déclenchée par un stimulus particulier  Notion d'arc réflexe Axe Récepteur

Axe Centre ?

sensoriel

Effecteur moteur

La réponse motrice réflexe est le plus souvent destinée à s'opposer au stimulus  localisation de réponse effectrice proche de celle de zone réceptrice

 Réflexe monosynaptique = connexion directe entre les neurones sensoriel et moteur : ex. : le réflexe myotatique rotulien Fibres sensitives

Fibres motrices Fuseau neuromusculaire

 Réflexes polysynaptiques : plusieurs synapses  latence plus longue  font appel à des interneurones : r. de flexion  ne sont plus segmentaires : r. de posture  obéissent à des programmes : r. de grattage  peuvent impliquer les centres supra-médullaires

 Intérêt clinique

SYSTEME NERVEUX I - Organisation générale du SN II – Principes de fonctionnement du SN II.1 – Axes sensoriels et moteurs II.2 – Fonctions réflexes du SN II.3 – Fonctions integratrices du SN

 Traitement de l'information afférente : l'analyser lui donner un sens la conserver en mémoire établir comparaisons et classements générer la décision la mieux adaptée  Fonction de filtre = choix des informations pertinentes pour réaliser l'acte précis sollicité par l'organisme

 Fonction de mémorisation des informations afférentes et des réponses comportementales :  apprentissage et possibilité d'anticipation  Fonctions intégratives et mnésiques :  contingent important de neurones : pour 1 neurone afférent  105 à 106 neurones cérébraux  Organisation hiérarchisée

 Le temps est un paramètre fondamental dans tous les processus cellulaires  Réponse à cette contrainte temporelle :  horloges biologiques = systèmes oscillants capables de générer des rythmes  Rythmes circannuels : T > 24 heures glande pinéale (épiphyse) rôle de la mélatonine

 Rythmes circadiens : T ~ 24 heures  rôle prépondérant du noyau suprachiasmatique qui contrôle plusieurs horloges biologiques  rôle des synchronisateurs externes : lumière, vie sociale, activité physique  Rythmes ultradiens : T < 24 heures hypothalamiques (T ~ 90 minutes) rôle physiologique peu connu

SYSTEME NERVEUX I - Organisation générale du SN II - Principes de fonctionnement du SN III – Le système somesthésique

Le système somesthésique est responsable des sensations somatiques et viscérales issues de la peau, des muqueuses, des viscères et des organes locomoteurs, à l'exclusion des sensations issues des appareils spécialisés (vision, audition, olfaction, gustation)

SYSTEME NERVEUX III – Le système somesthésique III.1 – Les récepteurs III.1.1 – Types de récepteurs

 Récepteurs classés selon :  l'information qu'ils transmettent : extériocepteurs entérocepteurs propriocepteurs  le stimulus auquel ils sont sensibles : mécanoréc. : toucher, pression, vibration chémoréc. : pH, PCO2, PO2, histamine… thermoréc. : chaud et froid nocicepteurs : sensation douloureuse

 Récepteurs peuvent être :  Encapsulés myéline

axone

= mécanorécepteurs tactiles : corpuscules de Pacini, Meissner, Ruffini, Merkel

ď&#x192;&#x2DC; A terminaisons libres

= nocicepteurs et thermorĂŠcepteurs

SYSTEME NERVEUX III – Le système somesthésique III.1 – Les récepteurs III.1.1 – Types de récepteurs III.1.2 - Transduction du signal

= transformation d'un stimulus quelconque en potentiel de récepteur qui par sommation peut générer un potentiel d'action propageable

SYSTEME NERVEUX III – Le système somesthésique III.1 – Les récepteurs III.1.1 – Types de récepteurs III.1.2 - Transduction III.1.3 – Propriétés des récepteurs

Adaptation : réponse à un stimulus continu

stimulus

ad. lente

= réc. toniques (Merkel, Rufini)

ad. rapide

= réc. phasiques (Meissner, Pacini)

Champ récepteur d'un neurone sensoriel : = région cutanée dans laquelle un stimulus tactile évoque une réponse sensorielle de la cellule Pulpe des doigts

1-2 mm

Paume de la main

5-10 mm

Abdomen Mollet

30-35 mm 45 mm

Codage des stimuli

Par la durée :  dépend du type d'adaptation Par l'intensité :  fréquence de décharge des PA

SYSTEME NERVEUX III – Le système somesthésique III.1 – Les récepteurs III.2 – Les voies sensorielles III.2.1 – Le système des colonnes distales = s. lemniscal

Concernent tous les récepteurs à fibres myélinisées (exclusion des thermo- et nocicepteurs)

Neurone de 3ème ordre

Cortex cérébral Thalamus (noyau ventropostero-latéral)

Neurone de 2d ordre Bulbe inférieur Neurone afférent primaire Aα Aβ Aγ Peau Muscle

Ganglion rachidien Moelle épinière

3 neurones en série

Notion de dermatomes

D'aprĂ¨s "Neurosciences", Purves et al. eds, 1999, De Boeck UniversitĂŠ

SYSTEME NERVEUX III – Le système somesthésique III.1 – Les récepteurs III.2 – Les voies sensorielles III.2.1 – Système lemniscal III.2.2 – Le cortex somesthésique

Scissure de Rolando Cortex somesthésique

D'après "Neurosciences", Purves et al. eds, 1999, De Boeck Université

Représentation somato-topique

"homunculus" D'après "Neurosciences", Purves et al. eds, 1999, De Boeck Université

SYSTEME NERVEUX III – Le système somesthésique III.1 – Les récepteurs III.2 – Les voies sensorielles III.3 – La douleur

"Une expérience sensorielle et émotionnelle désagréable, associée à une lésion des tissus, réelle ou potentielle, ou décrite en termes d'une telle lésion" Association Internationale pour l'Etude de la Douleur, Seattle, 1994

Par cette définition, la nociception diffère de la somesthésie classique par 2 aspects  La douleur n'est pas forcément associée à un stimulus nociceptif  Elle reconnaît une composante subjective à la sensation douloureuse, résultant du vécu de chacun et de sa propre perception

SYSTEME NERVEUX III – Le système somesthésique III.1 – Les récepteurs III.2 – Les voies sensorielles III.3 – La douleur III.3.1 – Une certaine finalité à la douleur

Forme aiguë : liaison stimulus - réponse  système d'alarme pour l'organisme et éviter des lésions  douleur = "mal nécessaire" ? Forme chronique  reflète lésions dues à diverses causes pathologiques  nécessité de prise en considération pour s'y opposer

SYSTEME NERVEUX III – Le système somesthésique III.1 – Les récepteurs III.2 – Les voies sensorielles III.3 – La douleur III.3.1 – Une certaine finalité III.3.2 – Genèse de la douleur

 mécanismes physiopathologiques générateurs de la douleur très variés  Douleur par excès de stimulation nociceptive : traumatismes, abcès, inflammation, agressions chimiques ou thermiques  Douleur neurogène : compression prolongée, lésion racines nerveuses, zona, douleurs des amputés  Douleur psychogène : céphalées, forte émotion ou anxiété

NOCICEPTEURS  Récepteurs à terminaisons libres  Localisation : peau, périoste, parois artérielles  Pas (ou peu) adaptables + seuils de réponse élevés  réponse appropriée quand risque de lésions

Stimulations  mécaniques : tensions extrêmes, chocs, pression soutenue, extension tendons  thermiques : chaud ou froid intense  électriques  chimiques : capsaïcine (piment rouge) lésions tissulaires  histamine, ATP, sérotonine, bradykinine, cations (K +, H+), prostaglandines, NO…..

LESION TISSULAIRE nécrose µorganismes

coagulation sanguine

inflammation histamine

PGE 2

bradykinine

ischémie protéines

sérotonine

vasodilatation  perm. vascul.

 [K+]e

oedème

dépolarisation

 press. tissul. sensibilisation hyperalgésie (stim. doulour.) allodynie (stim. indolore)

libération K+

NOCICEPTEURS

DOULEUR

SYSTEME NERVEUX III – Le système somesthésique III.3 – La douleur III.3.1 – Une certaine finalité III.3.2 – Les nocicepteurs III.3.3 – Voies ascendantes : spino-thalamiques

Neurone de 3ème ordre S. limbique Cingulum

C. somesthésique Thalamus (n. v-p-latéral)

Neurone de 2d ordre Tronc cérébral Substance P Neurone afférent primaire

Croisement des voies 1ère synapse médul.

Aδ myélinisée : 30% C amyélinique : 70%

6-30 m/s 0,5-2 m/s

Douleur = expérience sensorielle déclenchée par un stimulus qui détruit (ou menace de détruire) un tissu  réaction d'alerte pour le cerveau

SYSTEME NERVEUX III – Le système somesthésique III.3 – La douleur III.3.1 – Une certaine finalité III.3.2 – Les nocicepteurs III.3.3 – Voies ascendantes III.3.4 – Perception de la douleur 2 types de douleur provoquée

 Douleur rapide, aiguë (100 ms), bien localisée, de courte durée = douleur vive : type piqûre, décharge électrique  Douleur lente (1 à 10 secondes), durable (plusieurs minutes), mal localisée = douleur chronique (type brûlure), lancinante, nauséeuse et peut devenir atroce et intolérable  Rôle des fibres myélinisées Aδ et amyéliniques C

 Douleur liée aux organes profonds et mal localisée Prostate droite

Œsophage

Coeur

Cause : fibres nociceptives viscérales font synapse avec fibres cutanées au niveau d'un même segment médullaire  douleur viscérale faussement interprétée comme celle du dermatome correspondant

 Survient en l'absence de stimulation nociceptive : = lésions nerfs périphériques ou voies centrales  Douleur du "membre fantôme" après amputation

Substance grise périacqueducale

Mésencéphale

stimulation  sensation douleur

Bulbe

β endorphines Enképhalines Dynorphines

Noyau du raphé -

Sérotonine, Noradrénaline Peptides opioïdes

Voie descendante

5 HT NA

Inhibition libération subst. P

+ -

Endorphines Hyperpolarisation mb   dépolarisation n. 2d ordre

n. aff. Iaire

réc. subst. opioïdes

Subst. P

Aα, Aβ Aδ, C

+ n. 2d ordre

  traitement psychologique (perception douleur)

  narcose  alcool

  morphine

  électro-acuponcture  stim. transcutanée Aα, Aβ

  section

  morphine

  refroidissement  bloqueurs cx Na+

  refroidissement  prostaglandines

SYSTEME NERVEUX III – Le système somesthésique III.1 – Les récepteurs III.2 – Les voies sensorielles III.3 – La douleur III.4 – La somesthésie orofaciale III.4.1 – Importance des sensations buccales

 Face et région buccale sont les sources d'information dominantes chez les Mammifères  Dents : sensibilité tactile parodontale sensibilité nociceptive pulpaire  Cavité buccale = lieu exclusif de la gustation

 Informations sensorielles utilisées lors de multiples performances motrices :  manducatrices contrôle des sphincters labiaux, oesophagien et laryngien, de l'isthme du gosier, de la préhension des aliments et de la manipulation du bol alimentaire entre langue et joues…  articulation de la voix

 Cavité buccale = zone frontière entre extérocepteurs et entérocepteurs  importance des sensations buccales dans le développement de l'individu et la place qu'elles occupent dans les pathologies psychiatriques

Cortex Thalamus : n. ventro postéro médian ganglion de Gasser du trijumeau (V)

Mésencéphale

br. ophtalmique Pont médian

br. maxillaire

Complexe sensitif tri-géminal

br. mandibulaire n. principal n. spinal

Neurone 3ème ordre

Neurone 2d ordre Voie somesthésique Noyau principal

Noyau spinal

Neurone afférent primaire Voie nociceptive

Homunculus sensoriel D'aprĂ¨s "Neurosciences", Purves et al. eds, 1999, De Boeck UniversitĂŠ

 Douleur dentaire = douleur ressentie au niveau des dents  non odontogénique : neuralgie du trijumeau, zona, neurone accoustique…  odontogénique  douleur pulpaire

 Pulpe dentaire met en jeu des messages exclusivement nociceptifs  pulpe innervée par fibres Aδ et C uniquement  stimulation de la pulpe ne fait apparaître que des sensations douloureuses, quel que soit le type de stimulus : chaud, froid, acide, solution hyperosmotique de glucose, percussion…

 Perception des douleurs pulpaires  fibres Aδ et C  douleur rapide et douleur lente  douleur rapportée localisation de la douleur est confuse avec incapacité d'identifier de manière précise la dent affectée

GENESE DES DOULEURS PULPAIRES  Stimuli électriques ("pulpe testeur") Dépolarisation de l'axone des fibres Aδ au niveau des nœuds de Ranvier  Stimuli thermiques (chaud, froid) et hyperosmotiques (sucres, CaCl2)  théorie hydrodynamique de Brömström

Jet d'air

Système d'étanchéité

Dentine

Pulpe

Mouvement de liquide

 Dentine très poreuse (tubules)  mouvements de fluide (pulpe  dentine) par capillarité  Mouvements de fluide déforment la membrane des terminaisons libres nociceptives  PA  Changements brusques  fibres Aδ changements progressifs  fibres C

GENESE DES DOULEURS PULPAIRES  Inflammation pulpaire (pulpalgie)  libération de vasodilatateurs locaux (histamine, sérotonine, bradykinine) Histamine appliquée sur pulpe  douleur + hyperalgie  vasodilatation  œdème pulpaire   pression  mouvements de fluide  genèse douleur

SYSTEME NERVEUX I - Organisation générale du SN II - Principes de fonctionnement du SN III – Le système somesthésique IV – Le système moteur et la motricité

SYSTEME NERVEUX IV – Le système moteur et la motricité IV.1 – Fonctions motrices réflexes médullaires IV.1.1 – Structures médullaires responsables

Fibres sensorielles "intersegmentaires" "suprasegmentaires"

Racine dorsale

Fibres sensorielles afférentes "segmentaires"

Interneurone inhibiteur = inhibition réciproque

+ Interneurone de Renshaw Motoneurone α (60-80 µ ∅ )

- -

Racine ventrale Motoneurone γ

Unités motrices

Fuseau neuromusculaire

SYSTEME NERVEUX IV – Le système moteur et la motricité IV.1 – Fonctions réflexes médullaires IV.1.1 – Structures responsables IV.1.2 – Motricité réflexe

ETIREMENT du muscle

Fuseau neuromusculaire

Organe tendineux de Golgi

CONTRACTION du muscle

m. γ

Fibres intrafusales ( 9 à 12)

Ia Capsule

II m. α

m. γ Fibres extrafusales

mγ Fibres à sacs nucléaires n=3

mγ

Terminaisons Iaires

Fibres à chaînes nucléaires n=6à9 Terminaisons IIaires

 Réflexe monosynaptique = connexion directe entre les neurones sensoriel et moteur : ex. : le réflexe myotatique rotulien Fibres Ia

Motoneurones α Fuseau neuromusculaire

Motoneurone γ n'intervient pas

SYSTEME NERVEUX IV – Le système moteur et la motricité IV.1 – Fonctions réflexes médullaires IV.1.1 – Structures responsables IV.1.2 – Motricité réflexe IV.1.3 – Le réflexe myotatique IV.1.3.1 – Fuseau neuromusculaire IV.1.3.2 – La boucle gamma

BOUCLE GAMMA Ιa

m. α m. γ

BOUCLE GAMMA Ιa

m. α m. γ

1ère possibilité : α et γ stimulés simultanément  maintien efficacité du FN durant la contraction

Stim.

Enreg.

mot. α

Stim.

Enreg.

mot. α Ia

Ia mot. γ

1 kg

Activité FN

Contraction

1 kg

Activité FN

Contraction

BOUCLE GAMMA Fibres inter- ou suprasegmentaires

Ιa

+ +

m. α m. γ

2ème possibilité : γ stimulé indépendamment  rôle dans tonus musculaire et maintien de la posture

INNERVATION RECIPROQUE (Sherrington)

Fuseau neuromusculaire Muscle extenseur

 activation

+ -

m. α

Muscle fléchisseur

 inhibition

Fibres musculaires

Capsule

ORGANE TENDINEUX DE GOLGI

Ib Fibrilles de collagĂ¨ne

Tendon

REFLEXE MYOTATIQUE INVERSE

+ +

m. α Muscle extenseur

 inhibition Organe tendineux de Golgi

Muscle fléchisseur

 activation

SYSTEME NERVEUX IV – Le système moteur et la motricité IV.1 – Fonctions réflexes médullaires IV.1.1 – Structures responsables IV.1.2 – Motricité réflexe IV.1.3 – Le réflexe myotatique IV.1.4 – Le réflexe myotatique inverse IV.1.5 – Le réflexe de flexion

Fibres nociceptives Aδ + +

+ -

m. α

activation

F E inhibition

Aie !

Réflexe de flexion = r. nociceptif = r. de défense

Réflexe de flexion – extension croisée

Fibres Aδ

E -

Flexion  retrait jambe stimulée

F +

F -

E +

Extansion  appui jambe opposée

SYSTEME NERVEUX IV – Le système moteur et la motricité IV.1 – Fonctions réflexes médullaires IV.1.1 – Structures responsables IV.1.2 – Motricité réflexe IV.1.3 – Le réflexe myotatique IV.1.4 – Le réflexe myotatique inverse IV.1.5 – Le réflexe de flexion IV.1.6 – Les circuits spinaux de la locomotion

Régions initiant la locomotion : pont, mésencéphale, subthalamus

Cervelet Tronc cérébral

Générateur médullaire de rythme

Motoneurones Interneurones

Muscles Articulations

SYSTEME NERVEUX IV – Le système moteur et la motricité IV.1 – Fonctions réflexes médullaires IV.1.1 – Structures responsables IV.1.2 – Motricité réflexe IV.1.3 – Le réflexe myotatique IV.1.4 – Le réflexe myotatique inverse IV.1.5 – Le réflexe de flexion IV.1.6 – Circuits spinaux de locomotion IV.1.7 – Application à la mastication

 Extenseurs = élévateurs de la mandibule (masséter, temporal, ptérygoïdien interne) fléchisseurs = abaisseurs mandibule (ptérygoïdien externe, digastrique)  Présence de récepteurs proprioceptifs  FN (+ nombreux dans élévateurs)  organes tendineux de Golgi  récepteurs articulaires Ruffini (position de la mandibule) Pacini (début et fin de mouvement)

 Facilitation agoniste : contraction du masséter facilite celle du temporal inhibition antagoniste des abaisseurs sur les élévateurs  Tonus musculaire élévateurs (activité γ continue du noyau masticateur)  empêche machoire de tomber sous l'effet de la pesanteur Tonus + forces visco-élastiques  position de repos de la mandibule (arcades dentaires en inocclusion de 2 mm)

 Réflexe de flexion = réflexe d'ouverture de la bouche pour éviter morsure langue réfl. nociceptif avec réponse effectrice du digastrique  Générateur de la mastication noyau masticateur = noyau du V au niveau du mésencéphale  programme moteur aboutissant au fonctionnement alterné des abaisseurs et des élévateurs et des propulseurs latéraux (diduction)

SYSTEME NERVEUX IV – Le système moteur et la motricité IV.1 – Fonctions réflexes médullaires IV.2 – Contrôle suprasegmentaire de la motricité IV.2.1 – Organisation du contrôle suprasegmentaire de la motricité

Cortex moteur

Ganglions de la base

Planification, commandes et guidage des mvts volontaires

filtrage des commandes appropriées du mvt

Cervelet

Tronc cérébral

coordination sensori-motrice

Mvts de base contrôle postural Voies extrapyramidales

Voies pyramidales 20% 80%

Musculature axiale

Musculature distale

activité réflexe posture

mvts fins, précis, volontaires

MOTRICITE TONIQUE

MOTRICITE PHASIQUE

VOIES PYRAMIDALES Cortex Faisceau corticospinal Mésencéphale

Faisceau corticonucléaire

Noyaux des nerfs III, IV, V, VI, VII

Pont Bulbe caudal Faisceau corticospinal ventral : 20% Moelle épinière Musculature axiale

Faisceau corticospinal latéral : 80% Motoneurones α et γ Musculature distale

SYSTEME NERVEUX IV – Le système moteur et la motricité IV.2 – Contrôle suprasegmentaire de la motricité IV.2.1 – Organisation du contrôle suprasegmentaire IV.2.2 – Les voies descendantes IV.2.2.1 – Les voies pyramidales IV.2.2.2 – Les voies extrapyramidales

VOIES EXTRAPYRAMIDALES Tectum optique Noyau rouge Noyaux vestibulaires

Formation réticulée

Voie tecto-spinale Voie vestibulospinale Voie (cortico-) rubro-spinale

Voie (cortico-) réticulo-spinale

Rôle de contrôle dans la motricité respiratoire, cardiaque, squelettique  Noyau Rouge contrôle de la motricité des articulations comme le poignet  Tectum optique reçoit afférences du système visuel  contrôle de la position de la tête en relation avec la vision

 Noyau vestibulaire  afférences du VIII (cochléo-vestibulaire) issues des récepteurs de l'équilibre  efférences vers FR et moelle épinière  contrôle muscles nuque, dos, épaule, hanche  Formation réticulée  contrôle de la respiration, cardiovasculaire, veille-sommeil  contrôle musculature axiale des ceintures scapulaire et pelvienne

FR + NV  contrôle de l'équilibre postural mécanismes "rétroactifs" et "proactifs"

EMG biceps

gastrocnémien

Son

EFFET PROACTIF Adapté de "Neurosciences", Purves et al. eds, 1999, De Boeck Université

Commande centrale

Signal "proactif"

Mouvement d'un membre

Ajustement postural

agit en cas d'instabilité posturale anticipée

Instabilité posturale

Signal "rétroactif"

agit en cas d'instabilité posturale non anticipée

SYSTEME NERVEUX IV – Le système moteur et la motricité IV.2 – Contrôle suprasegmentaire de la motricité IV.2.1 – Organisation du contrôle suprasegmentaire IV.2.2 – Les voies descendantes IV.2.3 – Fonctions motrices du tronc IV.2.4 – Le cortex moteur

Cortex moteur supplémentaire Cortex prémoteur

Cortex moteur primaire Cortex somesthésique Voies éfférentes = f. pyramidal

 réponses à intensités + élevées que CMP seul  mouvements obtenus + complexes que CMP

60 % 20 % 20 %

D'après "Neurosciences", Purves et al. eds, 1999, De Boeck Université

Représentation somatotopique du CMP

Homunculus moteur

D'après "Neurosciences", Purves et al. eds, 1999, De Boeck Université

Appui sur 1 bouton  activation CM + CS

Séquence mvts doigts (exécution)  act. CM + CS + CMS

Séquence mvts doigts (répétition mentale)  activation CMS seul

 CM contrôle les mvts simples : exécution CP et surtout CMS interviennent dans la programmation et la planifications des mvts volontaires beaucoup plus complexes D'après "Neurosciences", Purves et al. eds, 1999, De Boeck Université

SYSTEME NERVEUX IV – Le système moteur et la motricité IV.2 – Contrôle suprasegmentaire de la motricité IV.2.1 – Organisation du contrôle suprasegmentaire IV.2.2 – Les voies descendantes IV.2.3 – Fonctions motrices du tronc IV.2.4 – Le cortex moteur IV.2.5 – Modulation de la motricité par le cervelet et ganglions de la base

GANGLIONS DE LA BASE Cortex

Entrées modulatrices

CERVELET Cortex

Caudé et putamen

Cortex cérébelleux

Noyaux de relais

Thalamus

Entrées modulatrices

GANGLIONS DE LA BASE

 rôle dans la planification, le démarage et l'arrêt des mvts surtout ceux à dimension cognitive complexe  lésions  déficits  incapacité à planifier et exécuter des actes moteurs entiers : par exemple la maladie de Parkinson

CERVELET  exécution harmonieuse et achèvement adapté des actes moteurs, particulièrement ceux avec guidage visuel  le cervelet est capable de "prévoir" le déroulement probable d'un mvt et d'y apporter les corrections nécessaires durant son déroulement  corrections indispensables dans les mvts rapides (balistiques) qui, sans le cervelet, dépasseraient leur but

Bien qu'il puisse y avoir des mouvements en l'absence des ganglions de la base ou du cervelet, ces systèmes assurent aux mouvements une planification adaptée et une exécution sans à-coups

SYSTEME NERVEUX I - Organisation générale du SN II - Principes de fonctionnement du SN III – Le système somesthésique IV – Le système moteur et la motricité V – Le système nerveux autonome V.1 – Généralités sur le SNA

SN central Axe effecteur secréteur

SN somatique

SN autonome

Environnement interne

Innervation viscérale

Axe sensoriel

Axe moteur

Environnement externe

 Fonctions viscérales  Glandes endocrines

Homéostasie

Vie de relation

 Le SNA contrôle le rythme cardiaque, le fonctionnement du tube digestif ou de la vessie et participe à de multiples régulations : PA, T° corporelle  Caractéristique du SNA = rapidité et intensité avec laquelle il modifie les fonctions viscérales : FC x 2 en 3-5 sec, PA x 2 en 10-15 sec et déclenche sudation en qques sec  Autonome mais pas indépendant : reste sous contrôle de certaines structures supramédullaires

 Le SNA fournit une capacité d'adaptation exceptionnelle  autonomie de vie et de mouvement : ex. thermorégulation homéothermique

SNA

SYSTEME NERVEUX V – Le système nerveux autonome V.1 – Généralités sur le SNA V.2 – Organisation anatomique et fonctionnelle du SNA

2 grandes composantes au SNA  système sympathique (ortho-) (Σ)  système para-sympathique (paraΣ)  (système mésentérique)

A l’inverse du neurone efférent unique du SN somatique, les voies efférentes Σ et paraΣ constituées de 2 neurones en série Ach (paraΣ) Ach Nor (Σ) effec teur

Ganglion n. préganglionnaire n. connecteur

n. postganglionnaire n. effecteur

fibres myélinisées au niveau du SNC

fibres amyéliniques périphérie

SYSTEME NERVEUX V – Le système nerveux autonome V.1 – Généralités sur le SNA V.2 – Organisation anatomique et fonctionnelle du SNA V.2.1 – Les voies efférentes sympathiques

Nerfs rachidiens

Chaîne sympathique paravertébrale Rameau communiquant blanc Rameau communiquant gris Ganglions sympathiques

Racine ventrale Racine dorsale Ganglions rachidiens

Vertèbre D'après "Neurosciences", Purves et al. eds, 1999, De Boeck Université

Centre primaire sympathique

Chaîne sympathique paravertébrale Fibres myélinisées B

? Rameau communiquant blanc

Zone intermédiolatérale Racine antérieure

Rameau communiquant gris Ganglion sympathique

neurones postganglionnaires (amyélin. C)

Organe cible

neurones préganglionnaires (myélin. B) Nerfs splanchniques  coeliaque Ganglion prévertébral  mésentérique sup  mésentérique inf

1) g. cerv. sup. 2) g. c. moyen 3) g. étoilé

Dilate la pupille Inhibe la salivation Dilate les bronches  diamètre vaisseaux

Crânien Cervical

1 2 3

 fréquence cardiaque et force contraction Inhibe la digestion Stimule piloérection et sécrétion sueur

Thoracique

Stimule production de glucose

g.c.

Lombaire

L2 g.m.s.

Sacré

g.m.i.

Diminue le péristaltisme Relâche la vessie Stimule l'éjaculation

SYSTEME NERVEUX V – Le système nerveux autonome V.1 – Généralités sur le SNA V.2 – Organisation anatomique et fonctionnelle du SNA V.2.1 – Les voies sympathiques V.2.2 – Les voies efférentes parasympathiques

Réduit le diamètre pupillaire et stimule la salivation Réduit le diamètre des bronches  fréquence cardiaque et force contraction

1 2

VII

1 : g. ciliaire 2 : g. ptérygopalatin 3 : g. sousmaxillaire

III

Crânien X

III oculomoteur VII facial IX glossopharyngien

Stimule la digestion

X pneumogastrique

Stimule libération de bile et sécrétions glandes digestives Stimule péristaltisme intestin et rectum Contracte la vessie

Sacré

Stimule l'érection nerfs pelviens et sacrés

g.c.

g.m.s. g.m.i.

SYSTEME NERVEUX V – Le système nerveux autonome V.1 – Généralités sur le SNA V.2 – Organisation anatomique et fonctionnelle du SNA V.2.1 – Les voies sympathiques V.2.2 – Les voies parasympathiques V.2.3 – Neuromédiateurs et récepteurs

NEUROTRANSMETTEURS

Para Σ

PRE

POST Ach (N,M)

PRE

médulo surrénale

effec teur

Ach (M) POST

effec teur

Ach (N,M)

Noradrénaline

(Dopamine) (GnRH)

(Ach)

effec teur

Ach (N,M)

(Somatostatine) (Neuropeptide Y)

Adrénaline et Noradrénaline dans le sang

RECEPTEURS CHOLINERGIQUES  NICOTINIQUES Récepteurs canaux Na+ K+ rapides  MUSCARINIQUES Récepteurs couplés à protéines Gq et phospholipase C   DAG, IP3 et Ca++i , relativement lents  Cohabitation réc. N et M au niveau de la synapse pré-ganglionnaire permet l'obtention d'un PPSE rapide suivi d'un PPSE lent  modulation du signal (surtout au niveau Σ : dopamine et GnRH)

RECEPTEURS ADRENERGIQUES RECEPTEURS α  α 1 (post-synaptiques) et α 2 (pré- et postsynaptiques  α 1 couplés à protéines Gq et phospholipase C   DAG, IP3 et Ca++ : contraction artérioles et sphincters,  gluconéogénèse  α 2 couplés à protéines Gi   AMPc :  sécrétion insuline,  agrégation plaquet.

RECEPTEURS ADRENERGIQUES RECEPTEURS β  β 1 et β 2 couplés à protéines Gs   AMPc : β 1  tachycardie β 2   sécrétion insuline, vasodilation des vaisseaux musculaires  Adrénaline stimule α et β Noradrénaline stimule plutôt α  sensibilité à Adr ou Nor dépend de la répartition de ces récepteurs au niveau des cellules effectrices

Actions possibles sur durée de vie des neurotransmetteurs et sur stimulation ou blocage des récepteurs

 nombreux agents pharmacologiques susceptibles de modifier l'activité du SNA  parasympathomimétiques : agonistes réc. M, anticholinestérasiques  parasympatholytiques : antagonistes réc. N et M, cholinestérasiques  sympathomimétiques : agonistes α et β, inhibiteurs recapture, inhib. MAO  sympatholytiques : antagonistes α et β, inhib. libération Nor et stokage granulaire

 Activité ± indépendante du SNA MAIS requiert l'intégrité du SNA  S'étend dans la paroi de tout le tractus gastrointestinal sous forme de 2 plexus connectés : myentérique (motricité m. lisse) et sousmuqueux (sécrétion et absorption GI)  Fonctionnement intrinsèque (selon profils moteurs pré-programmés) et extrinsèque par action du SNA Activité S et paraS modulée par les nombreux neurotransmetteurs du SN entérique (CCK, dynorphine, somatostatine, substance P…)

SYSTEME NERVEUX V – Le système nerveux autonome V.1 – Généralités sur le SNA V.2 – Organisation anatomique et fonctionnelle du SNA V.3 – Mise en jeu du SNA

 Réponses du SNA  pas de règle générale : Σ excitateur et paraΣ inhibiteur (ou inverse)  Réponses Σ et paraΣ peuvent s'opposer, se conjuguer se succéder, mais toujours de manière coordonnée

SYSTEME NERVEUX V – Le système nerveux autonome V.1 – Généralités sur le SNA V.2 – Organisation anatomique et fonctionnelle du SNA V.3 – Mise en jeu du SNA V.3.1 Effets des stimulations Σ et paraΣ

Stimulation Σ

Dilatation pupille (effet α)

Stimulation paraΣ

Contraction pupille :  éclairement   contraction Contraction muscle ciliaire :   convexité cristalin  mise au point vision proche

Stimulation Σ

PEUT diminuer sécrétion par  débit sanguin (vasoconstriction) Stimule fortement sécrétion glandes sudoripares (effet Ach)

Stimulation paraΣ

GLANDES SECRETRICES Sécrétion abondante au niveau : gl. nasales, lacrymales, salivaires, digestives buccales et gastriques

Stimulation Σ Très forte   progression du bol alimentaire  sécrétion pancréatique stimule glycogénolyse et néoglucogénèse hépatiques  métabolisme de base

Stimulation paraΣ

 péristaltisme et relâche sphincters  accélère progression du bol alimentaire

Stimulation ÎŁ

Dilate les bronches

Stimulation paraÎŁ

Contracte les bronches

Stimulation Σ  activité globale du cœur : effets chronotrope, inotrope, dromotrope >0 Vasocontriction des vx systémiques (effet α) Vasodilatation vx musculaires et coronaires (effet β 2)  tend à  PA

Stimulation paraΣ

 activité globale du cœur Peu d'effets sur vx sauf vx de la face (vasodilatation  rougissement)

 tend à  PA

Stimulation Σ par neurone préganglionnaire cholinergique  Libération massive de NOR (20%) et d'ADR (80%) dans le sang  NOR et ADR  synthèse séparée  innervation distincte  stimulus différent hypoglycémie  ADR asphyxie  NOR  Effets noradrénergiques + effets β adrénergiques :   métabolisme +  débit cardiaque effet anxiogène

Intérêt de ce type de sécrétion :    

mise en jeu rapide (stim. Σ) effet durable ( jusqu'à 2 minutes ) effet généralisé sur toutes les cellules effets adrénergiques spécifiques

 forte implication de la médullo-surrénale dans le "syndrome général d'adaptation" (stress)

Activité tonique du SNA permet à un système unique (Σ ou paraΣ) d' ou de  l'activité d'un organe stimulé, par  ou  de ce tonus

Activité tonique Σ

artère relachée

 act. Σ

Vasodilatation

 act. Σ

Vasoconstriction

Tonus Σ

Activité tonique paraΣ Rythme cardiaque sinusal (cœur dénervé) : 95 bpm  Tonus paraΣ  frein vagal : 70 bpm  Si act. paraΣ   bradycardie ( Fc)  Si paraΣ   tachycardie ( Fc)

SYSTEME NERVEUX V – Le système nerveux autonome V.1 – Généralités sur le SNA V.2 – Organisation anatomique et fonctionnelle du SNA V.3 – Mise en jeu du SNA V.3.1 - Effets des stimulations Σ et paraΣ V.3.2 - Activité tonique du SNA V.3.3 - Conditions de mise en jeu du SNA

Système sympathique  Mise en jeu souvent rapide, massive et globale, même si actions plus localisées et  Activé, dans ce cas, en réponse à un traumatisme ( physique, psychique, nociceptif ou non) et pour lui faire face (réaction de type " flight or fight ")

 Réponses "cataboliques" destinées à mettre l'organisme en conditions optimales pour faire face au traumatisme déclenchant :  stimulation des fonctions métaboliques, cardio-respiratoires, vasculaires et de la vigilance  Réponses peuvent se faire aux dépens des régulations homéostasiques  MAIS possibilité de réponses plus localisées : vasomotricité cutanée locale

Système parasympathique  Mise en jeu plus localisée, plus ponctuelle et concernant un nombre restreint d'organes  Système paraΣ fonctionne dans la durée et " plus silencieusement " que système Σ:  particulièrement impliqué dans le maintien de l'homéostasie ( fonction anabolique)

Réponses Σ et paraΣ parfois opposées  les deux systèmes ne peuvent être fortement sollicités en même temps  notion de balance sympatho-vagale

Informations sensorielles et nociceptives

Récepteurs viscéraux Organe cible

REFLEXES SYMPATHIQUES

Exemples : Réflexe sympathique de sudation en réponse à un échauffement local de la peau

Sécrétion de rénine au niveau du rein en réponse à une chute de la volémie

Noyaux du IX et X Vers cœur et poumons IX X

IX X

Formation réticulée

Noyau du tractus solitaire

Barorécepteurs ( ou  de PA) Chémorécepteurs ( ou  de PO2 et/ou PCO2) Crosse aortique Sinus carotidien

REFLEXES PARASYMPATHIQUES

Autres exemples : réflexes viscéraux digestifs  activation paraΣ des sécrétions salivaires et gastriques à la vue et l'odeur des aliments  réflexe de vidange vésicale ou rectale en réponse à la distension de la vessie ou du rectum

La mise en jeu du SNA se fait le plus souvent par le biais d’arcs réflexes MAIS possibilité de contrôle volontaire de ces réflexes : respiration, défécation, miction

 SNA sous contrôle de structures supramédullaires

SYSTEME LIMBIQUE Thermorégulation Contrôle prise eau Contrôle prise aliments

c. de contrôle vésical c. vasoconstricteur

c. apneustique "centre" respiratoire

c. cardiomodérateur

Merci de votre attention