LA FONCTION VÉSICO-SPHINCTÉRIENNE

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1 LA FONCTION VÉSICO-SPHINCTÉRIENNE BASES NEURO-ANATOMIQUES Vendredi 7 janvier 2011 Professeur Vincent DELMAS Service d Urologie Hôpital Bichat et Anatomie Université Paris Descartes

2 LA FONCTION VESICO -SPHINCTERIENNE 2 niveaux I. contrôle automatique (involontaire) : alternance remplissage/ miction, coordination vésico-sphinctérienne II. contrôle volontaire : corticalisation d une fonction végétative. 2

3 I Automatisme vésico-sphinctérien 3

4 A Expression Urodynamique 4

5 Expression Urodynamique A - Alternance des flux de remplissage et de miction la CMM explore la vessie La pression intra-vésicale évolue de façon discontinue longue période de basse pression pendant le remplissage = TONUS brève période de fortes pressions = CONTRACTILITE sous la dépendance du centre parasympathique sacré (BUDGE) Cette périodicité implique un mécanisme inhibiteur réglant l alternance. 5

6 Expression Urodynamique B - La coordination vésico- sphinctérienne (la P.U.est-elle un reflet de l uréthre?) La P.U. (50 à 80 cm d eau) est supérieure à la P.V. (12 à 20 cm d eau) Elle s élève parallèlement à la P.V. (gradient positif). La P.U. chute 8 à 12 secondes avant la contraction détrusorienne 6

7 Expression Urodynamique B - La coordination vésicosphinctérienne (EMG du sphincter strié) Augmentation de l activité EMG pendant le remplissage Suppression de toute activité électrique pendant la miction 7

8 Expression Urodynamique C - Le cycle mictionnel : Il existe une coordination vésicosphinctérienne qui fait qu un homme, neurologiquement normal, est continent sans être dysurique 8

9 B - Mécanismes de la coordination vésicosphinctérienne 9

10 Mécanismes de la coordination vésico-sphinctérienne Équilibre (pression/volume) au sein de la vessie 2 phases 1- remplissage, diastolique fonction d accommodation de la vessie tonus du muscle vésical propriétés biomécaniques 2- miction, systolique activité et contractilité vésicales contrôle neurologique de la vessie 10

11 Mécanismes de la coordination vésico-sphinctérienne A- La théorie mécaniciste Il existerait une innervation unique de la vessie pour une musculature unique : toute la musculature vésico-urétrale représente un seul et même muscle recevant une seule et même innervation. 11

12 Mécanismes de la coordination vésico-sphinctérienne A- La théorie mécaniciste La musculature cervico-urétrale est la prolongation de celle du détrusor par des fibres semicirculaires (occlusives) et longitudinales (dilatatrices). Théorie de l assiette plate et de l assiette creuse HUTCH, J. Urol., 1966, 96,

13 Mécanismes de la coordination vésico-sphinctérienne A- La théorie mécaniciste Le mécanisme de la coordination vésico-sphinctérienne serait : 1- en phase de remplissage (phase de repos) : - tonus du détrusor : propriétés biomécaniques - tonus urétral : tissu conjonctif de soutien, plexus vasculaire sous muqueux, fibres musculaires lisses obliques, l activité du sphincter strié. 13

14 Mécanismes de la coordination vésico-sphinctérienne A- La théorie mécaniciste Le mécanisme de la coordination vésico-sphinctérienne serait : 2- en phase mictionnelle : contraction des fibres longitudinales, infundibulisation de la base, ouverture du col, raccourcissement de l urètre suppression du tonus du sphincter strié. 14

15 Mécanismes de la coordination vésico-sphinctérienne B- La théorie de l innervation réciproque: Principe de la dualité de nature, de fonction et d innervation des musculatures lisses vésicale et cervico-urétrale. La première reçoit une innervation parasympathique (Ach), la seconde sympathique (Nad). 15

16 Mécanismes de la coordination vésico-sphinctérienne B- La théorie de l innervation réciproque: En opposition à la théorie mécaniciste (A), il faut considérer que toute la musculature lisse vésico-urétrale reçoit une double innervation sympathique et parasympathique dont la proportion varie suivant les régions (B). 16

17 Mécanismes de la coordination vésico-sphinctérienne B- La théorie de l innervation réciproque: Le parasympathique prédomine dans la vessie Le sympathique α (+) dans le col et l urètre Le sympathique β (-) dans le détrusor Selon le sexe (GOSLING et DIXON, BJU, 1975, 47, 549), l urètre est innervé par le sympathique α chez l homme, le parasympathique chez la femme. 17

18 Mécanismes de la coordination vésico-sphinctérienne Le parasympathique sacré (S2-S4) Le sympathique lombaire (T11-L3) 18

19 Mécanismes de la coordination vésico-sphinctérienne Le sympathique lombaire (T11-L3) Le parasympathique sacré (S2-S4) Le somitique sacré (S2-S4) 19

20 Mécanismes de la coordination vésico-sphinctérienne B- La théorie de l innervation réciproque: Le mécanisme de la coordination vésico-sphinctérienne serait : 1- en phase de remplissage : activité sympathique inhibitrice du parasympathique (plexus para-vésicaux) équilibre de la musculature lisse : β myo-relaxant (5 %) vésical, α myo-contractant urétral (50 %) 2- en phase mictionnelle : activité parasympathique relâchement du sphincter strié abaissement du tonus cervico-urétral 20

21 C - Contrôle neurologique A- Organisation du système nerveux B- Voies et centre nerveux de la miction C- Les réflexes intégrés mictionnels 21

22 Régulation du bas appareil urinaire contrôle neurologique 22

23 Contrôle neurologique #A Organisation du système nerveux 1- l arc réflexe segmentaire mono-synaptique le neurone sensitif le neurone moteur somitique ou végétatif les fibres nerveuses peuvent être : très myélinisées (A) : somitique faiblement myélinisées (B) : neurones préganglionnaires amyéliniques (C) : neurones postganglionnaires A = rapide B = moins rapide C = lente 23

24 Contrôle neurologique #A Organisation du système nerveux 1- l arc réflexe segmentaire mono-synaptique le neurone sensitif / le neurone moteur végétatif les fibres nerveuses peuvent être faiblement myélinisées (moins rapide) : neurones préganglionnaires amyéliniques (lente) : neurones post- ganglionnaires 24

25 Contrôle neurologique #A Organisation du système nerveux 2- le centre réflexe fait intervenir un interneurone pour moduler, mémoriser, focaliser ou diffuser, inhiber ou renforcer une réponse («gate control»). 3- le réflexe intégré Les centre vésico-sphinctériens : parasympathique sacré (végétatif) somitique sacré (somitique) Ils sont interconnectés assurant la coordination des réflexes les concernant. 25

26 Contrôle neurologique #A Organisation du système nerveux 4- le réflexe supra segmentaire et les voies sensitives afférentes voie lemniscale (sensibilité proprioceptive/ B1-2) voie extra lemniscale ou spinothalamique (sensibilité noceptive/ B3) en chemin elles abandonnent des fibres dans le tronc cérébral (moëlle allongée, pont, mésencéphale) ou le diencéphale (thalamus) avant d aboutir au cortex. 26

27 Contrôle neurologique #B Voies et centre nerveux mictionnels 1(a)- les centres et leurs efférences : médullaires centre parasympathique dans la colonne latérale de la moelle sacrée ( S2, S3, S4) : nerfs érecteurs centre sympathique thoraco-lombale dans le tractus intermédio-latéralis (T11 à L2 ) : nerfs hypogastriques le 3ème neurone me neurone : contact entre les 2 systèmes permet un contrôle mutuel au niveau périphérique 27

28 Contrôle neurologique #B Voies et centre nerveux mictionnels centre somitique : innervation de la musculature striée [Corne antérieure de la moelle sacrée (S2, S3, S4)] par le nerf pudendal noyau d Onuf] La variabilité selon les espèces limite les transpositions à l homme (modèles animaux expérimentaux): sites Urinaire et Anal, et niveaux médullaires 28

29 Contrôle neurologique #B Voies et centre nerveux mictionnels 1(bis)- les centres et leurs efférences : supra-médullaires les centres du tronc cérébral * pont : facilitateur * moelle allongée : inhibiteur le système extra-pyramidal provient des centres souscorticaux et des voies associatives qui les relient entre eux. 29

30 Contrôle neurologique #B Voies et centre nerveux mictionnels 3 tractus réticulo-spinaux : latéral : facilitateur parasympathique ventral : inhibiteur parasympathique médian : facilitateur somitique 30

31 Contrôle neurologique #B Voies et centre nerveux mictionnels À partir du centre mictionnel pontique Intérêt des neuromédiateurs GABA Action en S2 sur les centres parasympathique et somitique 31

32 Contrôle neurologique #B Voies et centre nerveux mictionnels Le complexe sphinctérien uréthral 32

33 Innervation pelvienne reconstruction 3D du pelvis d un fœtus de sexe masculin de 17 semaines 33

34 Contrôle neurologique #B Voies et centre nerveux mictionnels Le complexe sphinctérien urétral et son innervation 34

35 Contrôle neurologique #B Voies et centre nerveux mictionnels 1(ter)- les centres et leurs efférences : diencéphaliques : * hypothalamus : facilitateur *noyaux gris centraux : pallidum, NR, SN (inhibiteur), striatum (facilitateur) mésencéphale : *colliculus inhibiteur, *locus coeruleus facilitateur cerebellum : coordinateur 35

36 Contrôle neurologique #B Voies et centre nerveux mictionnels 2- les afférences sensitives : les récepteurs sensitifs : tension, volume, étirement pour le muscle, douleur et température pour la vessie et l urètre Récepteurs polymodaux capables de reconnaître plusieurs types de sensibilité (terminaisons libres) 36

37 Théories sur le rôle de l urothèlium +++ Etirement Etirement P2X Myofibroblastes ATP P2Y ACh CGRP, NGF MR ACh MR Nerfs efférents Cellules musculaires Nerfs afferents C Ad Moëlle 37

38 ACTION DE LA TOXINE BOTULIQUE Vessie Epithélium P2X, TRPV1,ATP, CGRP, NGF Toxine botulique Cellules musculaires Acétylcholine Nerf afférent sensitif Nerf efférent moteur Moelle 38

39 Contrôle neurologique #B Voies et centre nerveux mictionnels Mécanisme d action de la neuromodulation sacrée (NMS) : régulation des centres sacrés, lombaires et du centre mictionnel pontique 39

40 Contrôle neurologique #B Voies et centre nerveux mictionnels 2- les afférences sensitives : le territoire et les voies afférentes * afférences sacrées : nerfs érecteurs et pudendaux sensibilité de la muqueuse vésicale et urétrale. tensorécepteur * afférences lombaires : nerfs hypogastriques sensibilité muqueuse du trigone et du col 40

41 Contrôle neurologique : ex. HAV/OAB 41

42 Contrôle neurologique : ex. HAV/OAB 42

43 Contrôle neurologique #B Voies et centre nerveux mictionnels Role du glutamate 43

44 Contrôle neurologique #B Voies et centre nerveux mictionnels 44

45 Contrôle neurologique #B Voies et centre nerveux mictionnels 45

46 De Groat, 1997, explication de l HAD 46

47 47 DE GROAT, 1997, chez le rat!

48 Contrôle neurologique #B Voies et centre nerveux mictionnels (médiateurs) 48

49 Contrôle neurologique #B Voies et centre nerveux mictionnels Durant le remplissage vésical, la distension entraine une stimulation vésicale afférente de bas niveau qui en retour stimule : 1) l influx sympathique vers le col vésical (base et uréthre) et 2) l influx pudendal vers le sphincter strié externe. Ces réponses arrivent par les voies spinales réflexes et représentent un réflexe protecteur qui favorise la continence. La stimulation sympathique inhibe aussi le détrusor et la transmission dans les ganglions vésicaux. Au début de la miction, l intense activité afférente vésicale active le centre mictionnel du cerveau qui inhibe les réflexes protecteurs spinaux 49

50 Contrôle neurologique #B Voies et centre nerveux mictionnels Une section basse de la moelle spinale montre le siége et la morphologie du neurone pré- ganglionnaire dans le noyau sacré parasympathique (SPN), un motoneurone du sphincter dans le noyau d Onuf (ON) et les sites de terminaison central des projections afférentes à partir de la vessie. Une section plus haute de la moelle spinale montre les sites de terminaison des voies descendantes à partir du centre mictionnel pontique médial, le centre pontique latéral pour le sphincter et la continence, et les noyaux para-ventriculaires de l hypotalamus. Une section au niveau du pont montre la projection des noyaux hypothalamiques antérieurs vers le centre mictionnel pontique 50

51 Contrôle neurologique #C Les réflexes intégrés (Mahony) par stimulation des récepteurs de tension 1- alternance des phases de remplissage et de miction 2- coordination vésico-sphinctérienne 3- autres (par stimulation cutanéo-muqueuse) BARRINGTON, 1914 MAHONY, Urology, 1977, 9, 95 51

52 Contrôle neurologique #C Les réflexes intégrés Les réflexes intégrés par stimulation des récepteurs de tension La coordination vésico-sphinctérienne est une activité réflexe complexe. Cette coordination peut être résumé en 2 circuits réflexes (BRADLEY) coordination sympathique parasympathique, centres lombo-sacrés, principalement au niveau des plexus ganglionnaires coordination parasympathique somitique, circuits du tronc cérébral aux centres sacrés 52

53 Contrôle neurologique #C Les réflexes intégrés 1- alternance des phases de remplissage et de miction : - influx facilitateurs de la miction pour le centre parasympathique, par stimulation des récepteurs de tension (dépend de la compliance vésicale -détrusoro-détrusorien (6), réflexe automultiplicateur passant par les nerfs érecteurs et le centre pontique 53

54 Contrôle neurologique #C Les réflexes intégrés 1- alternance des phases de remplissage et de miction : - influx facilitateurs de la miction pour le centre parasympathique, par stimulation des récepteurs de tension (dépend de la compliance vésicale) - périnéo-bulbo-détrusorien (5), impliqué dans le déclenchement volontaire de la miction : relachement des muscles périnéaux (bulbe) 54

55 Contrôle neurologique #C Les réflexes intégrés 1- alternance des phases de remplissage et de miction : influx inhibiteurs de la miction (donc pour les centres parasympathiques) d origine somitique - perinéo-détrusorien (3a) pesanteur ou effort de retenue, dilatation anale (bulbe) - périnéo bulbo-détrusorien (12) d origine sympathique - d inhibition du détrusor (1) - de contraction sphinctérienne (2) 55

56 Contrôle neurologique #C Les réflexes intégrés 2- coordination vésico-sphinctérienne : pendant le remplissage le tonus du détrusor (cf récepteurs béta-myorelaxants en fin de remplissage) le tonus cervico-urétral : * musculaire lisse * musculaire strié : - réflexe protecteur urétro-sphinctérien (4), stimulation des récepteurs de tension du trigone ou la pénétration de l urine dans l urétre postérieur (nerf pudendal) 56

57 Contrôle neurologique #C Les réflexes intégrés 2- coordination vésico-sphinctérienne : pendant le remplissage le tonus du détrusor (cf récepteurs béta-myorelaxants en fin de remplissage) le tonus cervico-urétral : * musculaire lisse * musculaire strié : - réflexe facilitateur périnéo-pudendal (3b) feedback positif à partir d une stimulation des récepteurs d étirement périnéaux 57

58 Contrôle neurologique #C Les réflexes intégrés 2- coordination vésico-sphinctérienne : pendant la phase mictionnelle relâchement de la musculature lisse: réflexe inhibiteur détrusoro-urétral (7), stimulation des récepteurs de tension du détrusor par le plexus ganglionnaire juxta-vésical inhibition sympathique (blocage du neurone post-ganglionnaire) 58

59 Contrôle neurologique #C Les réflexes intégrés 2- coordination vésico-sphinctérienne : pendant la phase mictionnelle relâchement de la musculature striée: réflexe inhibiteur détrusoro-sphinctérien (8), par inhibition du centre somitique (Onuf) supérieure au relachement volontaire; réflexe court médullaire sous contrôle supramédullaire 59

60 Contrôle neurologique #C Les réflexes intégrés 3- autres réflexes, muqueux : facilitateur urétro-détrusorien (9, 10), récepteurs sous-muqueux de l urétre au contact de l urine inhibiteur urètro-sphinctérien (11) présents chez l enfant, disparaissent chez l adulte, réapparaissent chez les neurologiques (hyperréflectivité vésicale) 60

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62 II Le contrôle volontaire de la miction 62

63 Contrôle cortical Le contrôle volontaire de la miction n est pas le propre de l homme (marquage du territoire par les animaux) Comportement raisonné ou instinctif, cad néocortex et archicortex La corticalisation d une fonction végétative n est pas un fait réservé à la fonction vésico-sphinctérienne (cf sexualité). L éducation a un revers, les troubles du comportement mictionnel 63

64 Contrôle cortical A- Les centre corticaux : néo cortex : aire 6 inhibitrice, aire 4 facilitatrice,volontaire système limbique : mémorisation, comportements instinctifs, émotions, rituel de la miction 64

65 Contrôle cortical B- Les voies efférentes : voie pyramidale croisée voie extra pyramidale 65

66 Mécanismes du contrôle cortical A- Le besoin d uriner : le besoin vrai B1/B2 (contraction vésicale) : cordons postérieurs de la moelle le besoin douloureux B3 (distension vésicale) : voie spino-thalamique 66

67 Mécanismes du contrôle cortical A- Le besoin d uriner : C est une sensation comme la faim ou la soif : impression subtile et élaborée [hypothalamus] Origine : tension, récepteurs sous-muqueux, récepteurs variés (audition, vision, froid, ) Miction sans besoin par «désir» ou sur commande 67

68 Mécanismes du contrôle cortical B- Le contrôle de l automatisme vésico-sphinctérien : différer la contraction vésicale (accroitre la capacité) inhiber la contraction vésicale (retarder la miction) déclencher volontairement l automatisme mictionnel 68

69 Mécanismes du contrôle cortical B- Le contrôle de l automatisme vésico-sphinctérien : différer la contraction vésicale (accroitre la capacité) : influx inhibiteurs inhiber la contraction vésicale (retarder la miction) : le sphincter strié est fatigable (2mn), puis réflexe inhibiteur détrusorien déclencher volontairement l automatisme mictionnel : influx facilitateurs, libération de l automatisme vésico-sphinctérien 69

70 Connexions neuro-anatomiques 70

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72 Contrôle cérébral de la vessie normale et hyperactive HAD peut être due à des lésions corticales ou sous pontique, mais la plus part des patients n ont pas de lésion neurologique évidente. Par IRMf 12 sujets sans anomalie neurologique évidente : 6 pas d HD, 6 HD durant le remplissage vésical Activation bilatérale of substance grise péri aqueductale (PAG), thalamus, insula, circonvolution cingulaire antérodorsale, cerebellum ventromedial. Réponse du cortex orbitofrontal en l absence d HD, si HD activation inadéquate du cortex orbitofrontal. Griffiths D. J. Urol 2005, 174,

73 Activité cérébrale et urgenturie 73

74 Le contrôle volontaire de la miction Effet on/off Le doigt qui retient ou fait pencher la balance 74

75 Trop complexe? 75