SOMESTHESIE. Unités s d enseignements Tête et Cou Année e Universitaire Neuro-Physiologie. Physiologie. Pr.

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1 SOMESTHESIE Unités s d enseignements d Tête et Cou Année e Universitaire Neuro-Physiologie Pr. Denis CHEMLA Physiologie Université Paris Sud 11 Usage exclusif Paris Sud 11 - DCEM1 Reproduction et diffusion externes interdites

2 PLAN Généralités <----- Récepteurs Neurone 1 ou neurone afférent primaire Voies ascendantes vers le thalamus Autres voies ascendantes Aires corticales Séméiologie

3 SOMESTHESIE ou sensibilité somato-sensorielle sensorielle soma = corps aisthesis = sensation cutanée, musculo-articulaire articulaire,, viscérale sensation ou conscience de son propre corps = sensibilité générale alarme et éveil ---> > homéostasie ostasie représentation permanente du corps (int et du Monde (intérieur et extérieur)

4 Trois fonctions 1. Extéroceptive = peau/environnement sensibilités épicritique et protopathique consciente 2. Proprioceptive = propre position et propre mouvement muscles, tendons, articulations consciente et inconsciente 3. Intéroceptive = informations venant des viscères et du milieu intérieur inconsciente noter - que les fonctions sensorielles: vue, goût, olfaction, audition, et les organes sensoriels regroupant les récepteurs r sensoriels, sont décrits d sépars parément - que la douleur sera vue sépars parément

5 Principes de description et de codage de l information l afférente 1. Modalités s du stimulus et des sensations 2. Intensité du stimulus 3. Localisation du stimulus 4. Durée e du stimulus 5. RégulationR

6 Information afférente (1) «Modalités» des sensations 1. tactile et vibratoire toucher discriminant (actif, fin) («tactile sense = haptic sense = active touch») 2. pression 3. toucher léger l et non discriminant 4. douleur («pain») 5. température

7 Information afférente (2) 2. Intensité du stimulus: : fréquence des Potentiels d Action d (PA) (1Hz = 1/sec) 3. Localisation du stimulus: champ récepteurr inhibition latérale 4. Durée e du stimulus: adaptation rapide (phasique) ou adaptation lente (tonique) 5. Régulation R centrale de l information l afférente

8 Organisation généraleg 1. Récepteurs R ---> > neurone afférent primaire 2. Voies réflexes r des circuits médullaires m locaux 3. Faisceaux ascendants vers le thalamus +++ le cervelet la formation réticulaire r et des noyaux l hypothalamus et le tronc cérébralc 4. Terminaisons sur les aires corticales : pariétale et aires associatives sensation (conscience) et perception (compréhension, signification) intégration, modulation

9 Voies ascendantes 1. Vers le thalamus : sensibilité extéroceptive et proprioceptive consciente 2 voies principales qui croisent à des endroits différents système lemniscal (épicitique;; proprioceptive consciente) système extralemniscal (protopathique;; thermique; douleur) partie sensitive du trijumeau (V) 2. Vers le cervelet : sensibilité proprioceptive non consciente et modulation des réflexes r médullairesm 3. Vers la formation réticulairer : éveil veil ; caractère re agréable/d able/désagréableable 4. Vers l hypothalamus et le tronc cérébralc : afférences intéroceptives du SNA

10 PLAN Généralités Récepteurs <----- Neurone 1 ou neurone afférent primaire Voies ascendantes vers le thalamus Autres voies ascendantes Aires corticales Séméiologie

11 Quels sont les différents récepteurs r? 1. R cutanés s (extéroceptifs) Mécanorécepteurscepteurs Nocicepteurs Thermorécepteurs 2. R musculaires et articulaires (proprioceptifs) Mécanorécepteurscepteurs Nocicepteurs 3. R viscéraux (intéroceptifs) Mécanorécepteurscepteurs Nocicepteurs

12 PRINCIPALES ENERGIES Récepteur exemples ---> MECANIQUE ---> THERMIQUE CHIMIQUE ELECTROMAGNETIQUE MécanoR ThermoR ChémoR PhotoR toucher, pression chaud, froid odeurs, saveurs, O2 lumière

13 Effets d une stimulation Au niveau d un «champ récepteur r excitateur» peau, os, tendons, articulations, parois des organes Stimulation de la membrane réceptrice r du neurone afférent (ou d une vésicule v contenant un messager chimique) Potentiel de Récepteur R < seuil (infraliminaire) --- > seuil (supraliminaire) > pas de potentiel d action (P.A.). ---> P.A. propagé (dépolarisation liée à un influx rapide d ion Na+ dans l axone) Intensité de la stimulation ---> > fréquence des P.A. (Hz) Qualité: : théorie du R spécifique (+/- reconnaissance de patterns spatio-temporels) temporels) Codage de l information

14 Propriétés s des récepteurs r de la sensibilité superficielle 1. Selon l adaptation (temps) mécanorécepteurs cepteurs à adaptation rapide (toniques) sensations brèves = vibrations, toucher, mouvement mécanorécepteurs cepteurs à adaptation lente (phasiques) sensations soutenues = pression 2. Selon la taille du champ récepteur r (espace) champ récepteur r petit discrimination spatiale fine champ récepteur r étendu localisation de tact et de pession moins précise

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16 Récepteurs spécialis cialisés de la sensibilité superficielle (1) Terminaisons nerveuses libres; folliculaires; encapsulées es (Meissner, Ruffini, Krause, Pacini); cellule de Merkel-axone 1. Sensibilité tactile 1.1. Récepteurs R cutanés s (superficiels) corpuscules de Meissner pulpe des doigts (5µm). stimuli mécaniques m de basse énergie adaptation rapide ---> > feed-back (adaptation) prise des objets, activité musculaire réflexe r et motrice cellules (disques) de Merkel régions digitales et péribuccalep adaptation lente texture (tact soutenu, bords)

17 Récepteurs spécialis cialisés de la sensibilité superficielle (2) 1.2. MécanorM canorécepteurs cepteurs profonds corpuscules de Pacini champ large (doigts, mains) vibrations de haute fréquence corpuscules de Ruffini mouvements latéraux unidirectionnels rôle somatosensoriel chez l homme? 1.3. Terminaisons à la base des follicules pileux en corbeille (ou lancéol olées) adaptation rapide mouvements instantanés s (vitesse) des poils

18 Récepteurs spécialis cialisés de la sensibilité superficielle (3) 2. Sensibilité thermique récepteurs encapsulés s dans le derme et l épiderme 2 types de R. : au froid (corpuscules de Krause) et au chaud sensibles aux changements de T T plus qu à la T T absolue zones froid < 30 froid et chaud chaud > 35 petits champs récepteursr changements rapides (5 C/min), pas changements lents la localisation précise est liée e au toucher non à la T T 3. Sensibilité douloureuse

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20 Récepteurs spécialis cialisés de la sensibilité profonde (propriocepteurs) 1. Fuseaux neuro-musculaires tissu musculaire sensibles à l étirement («( stretch») proprioception et kinesthésie sie 2. Organes tendineux de Golgi tendons et gaines tendineuses sensibles à l augmentation de tension musculaire 3. Corpuscules profonds de Pacini aponévroses, séreuses, s derme des mains et des pieds déformations mécaniques m profondes et vibrations (os) 4. Terminaisons libres

21 PLAN Généralités Récepteurs Neurone 1 ou neurone afférent primaire <----- Voies ascendantes vers le thalamus Autres voies ascendantes Aires corticales Séméiologie

22 Changements du potentiel membranaire de repos 0 mv -70 mv seuil Intégration de tous les PPSE (dépolarisants) et de tous les PPSI (hyperpolarisants) au niveau du segment initial de l axone

23 Changements du potentiel membranaire de repos 0 mv overshoot Potentiel d Action avec inversion du potentiel de membrane -70 mv seuil undershoot

24 arrière = dorsal = postérieur neurone afférent primaire ganglion spinal racine postérieure corne postérieure substance grise canal central nerf rachidien substance blanche motoneurone racine antérieure corne antérieure avant = ventral = antérieur Figure 1. Coupe de moelle épinière.

25 Neurone 1 (neurone afférent primaire) corps cellulaire dans le ganglion rachidien

26 Le SNP : Nerfs spinaux ( rachidiens) Paires (droit et gauche) C1-8 T1-12 L1-5 S1-5 Cx ils innervent une région spécifique du corps selon une cartographie précise à connaître (clinique +++) Dermatomal map

27 à part : partie sensitive du nerf trijumeau (V) sensitif: peau du visage (sauf mandibule), muqueuse oro-nasale nasale,, dents, muscles de la mastication, dure mère, m vaisseaux intracrâniens.

28 Champ tronculaire d un d nerf périphp riphériquerique À ne pas confondre avec le «dermatome» (territoire cutané correspondant aux fibres empruntant ne seule et même racine dorsale). Champ tronculaire = territoire cutané assuré par un tronc nerveux (ex: nerf radial, nerf médian m etc ). A connaître en clinique +++ Ex: paralysie radiale

29 Caractéristiques ristiques des fibres nerveuses (1) 1. A chaque racine postérieure correspond un somite et un secteur viscéral profond somite = dermatome, myotome, sclérotome 3 influx centripètes tes correspondant aux trois protoneurones (cellules en T) extéroceptif, proprioceptif, intéroceptif 2. Types de fibres fibres myélinis linisées (A) : conduction saltatoire (noeuds de Ranvier) fibres non myélinis linisées (C) «règle des six» : vitesse en m/sec = diamètre en µm m x 6 3. Synapse (ou non): corne postérieure six couches histologiques distinctes (lames I à VI)

30 Corne postérieure (I-V), intermédiaire (VI-VII), antérieure (VIII, IX) et périaqueduc (X)

31 Caractéristiques ristiques des fibres nerveuses cutanées (2) 1. AβA myélinis linisées 6-12 µm m soit 36 à 72 m/sec Récepteurs du tact fin, corpuscules de Pacini 2. AδA myélinis linisées 1-6 µm m soit 6 à 36 m/sec Récepteurs du tact, de la température et de la douleur «rapide» 3. C amyéliniques < 1 µm m soit 0,5 à 2 m/sec Récepteurs du tact, température et douleur «lente»

32 Caractéristiques ristiques des fibres nerveuses musculaires (3) 1. A-I A I (Aα) myélinis linisées µm m soit 72 à 120 m/sec Ia : terminaisons primaires du fuseau neuromusculaire Ib : organe tendineux de Golgi 2. A-II A (Aβ) myélinis linisées 6-12 µm m soit 36 à 72 m/sec terminaisons secondaires du fuseau neuromusculaire 3. A-III A (Aδ) myélinis linisées 1-6 µm m soit 6 à 36 m/sec terminaisons sensibles à la pression et à la douleur

33 Caractéristiques ristiques des fibres nerveuses articulaires (4) 1. AαA position articulaire, adaptation lente organes de Golgi 2. AβA mouvement et position (Ruffini( Ruffini) ) et mouvement seul (Pacini( Pacini) 3. AδA et C nociception,, mouvements forcés

34 PLAN Généralités Récepteurs Neurone 1 ou neurone afférent primaire Voies ascendantes vers le thalamus <----- Autres voies ascendantes Aires corticales Séméiologie

35 +++++ Système lemniscal et extralemniscal Système lemniscal colonne dorsale ou dorso-médiane diane = cordon postérieur = faisceaux de Goll et Burdach = faisceaux gracile (Goll( Goll) ) (Sacr( Sacré,, Lombaire) ) et faisceau cunéiforme (Burdach( Burdach) ) (Thoracique,( Cervical) modalités s : toucher discriminant, pression, proprioception 2. Système extra-lemniscal cordon ventro-lat latéral = cordon antéro ro-latéral = faisceau spinothalamique ou spino-réticulo ticulo-thalamiquethalamique modalités s : douleur et température (latéral) toucher non discriminant (ventral)

36 colonne dorsale (voie lemniscale) C T L S Gracile (Goll) Cunéiforme (Burdach) Postérieur (dorsal) Couleurs gris/blanc inversées +++ cordon latéral (extralemniscal) cordon ventral (extralemniscal) C T L S From Haines, 2000 Antérieur (ventral)

37 Quelle somatotopie au niveau médullaire m? Pour chaque voie (lemniscale( et extralemeniscale) Somatotopie sacrée e (S), lombaire (L), thoracique (T), cervicale (C) Au niveau cervical : fibres SLTC Au niveau thoracique : fibres SLT Au niveau lombaire : fibres SL Au niveau sacré : fibres S Colonne dorsale : S en arrière re et en dedans, C en dehors Colonne antérolat rolatérale rale : C interne et médian, m S en dehors Cette somatotopie peut influencer les premiers symptômes des tumeurs extramédullaires et intramédullaires dullaires.

38 Trajets ascendants Voir fichier joint: Somesthésie sie suite et fin

39 PLAN Généralités Récepteurs Neurone 1 ou neurone afférent primaire Voies ascendantes vers le thalamus Autres voies ascendantes Aires corticales <----- Séméiologie

40 S I.. Cortex somatosensoriel primaire en arrière re du sillon central ou scissure centrale de Rolando circonvolution pariétale ascendante aire somato-sensitive sensitive ou postcentrale 1 et 3b peau; 2 et 3a: proprioception somatotopie (homunculus)) +++ S II Aires somatosensorielles du cortex PARIETAL II.. Aire somesthésique sique secondaire versant supérieur du sillon latéral ou scissure latérale de Sylvius reçoit une projection nociceptive du thalamus douleur; discrimination tactile avec SI. Aires pariétales postérieures 5 (et 7) de Brodmann

41 Circonvolution pariétale ascendante Somatotopie «homunculus» From Kandel et al., 1991

42 1 et 3b : peau 2 et 3a : proprioception From Kandel et al., 2000

43 afférents Afférences et efférences thalamus ventral postérieur (VPL, VPM) autres cortex somesthésique sique controlatéral ral (fibres commissurales par le corps calleux) cortex moteur primaire adjacent (homolatéral) (participent à la baresthésie) sie) efférents fibres d association commissurales --> > aire associative somatique (5) ---> > cortex pariétal inférieur (aire 40) : stéréognosie autres cortex somesthésique sique controlatéral ral (fibres commissurales par le corps calleux) cortex moteur primaire adjacent (homolatéral) (participent à la baresthésie) sie)

44 Aires corticales Sensation : conscience Perception : compréhension de la signification (influences multiples : apprentissages, culture, psychologie...)

45 PLAN Généralités Récepteurs Neurone 1 ou neurone afférent primaire Voies ascendantes vers le thalamus Autres voies ascendantes Aires corticales Séméiologie <-----

46 Déficit moteur et/ou sensitif récent r des membres: Localiser Syndrome de neuropathie centrale médullaire encéphalique Syndrome de neuropathie périphp riphériquerique Syndrome myasthénique (jonction neuro-musculaire musculaire) Syndrome myogène