Voies de la douleur Hyperalgésie postopératoire

Voies de la douleur Hyperalgésie postopératoire Dr O. Bernard Département Anesthésie-Réanimation Institut Bergonié

Plan de l exposé Définition de la douleur Bases de physiologie Bases anatomiques Activation des voies de la douleur Inhibition des voies de la douleur Sémiologie de la douleur Hyperalgésie Bases thérapeutiques

Historique La modélisation des voies de la nociception a longtemps été linéaire : stimulus nociceptif->un récepteur-> neurone sensitif-> cortex somesthésique Les neurones sensitifs se contentaient de transmettre cette information Cette vision explique mal les observations cliniques concernant les hyperalgésies et les douleurs chroniques

Définition de la douleur L IASP (International Association for the Study of Pain): «expérience sensorielle et émotionnelle désagréable associée à une lésion tissulaire réelle ou potentielle ou décrite en des termes évoquant une telle lésion» «La douleur chronique, définie par une durée supérieure à 3 (6) mois, altère la personnalité du patient ainsi que sa vie familiale, sociale et professionnelle»

Définition de la douleur «expérience sensorielle et émotionnelle désagréable» Le ressenti du patient «associée à une lésion tissulaire réelle ou potentielle» La lésion n est pas toujours visible «ou décrite en des termes évoquant une telle lésion» Doit être considérée comme douleur toute plainte exprimée comme telle

Evaluation de la douleur Le plus important n est pas le choix de l échelle mais la décision d évaluer la douleur par une échelle choisie par l équipe Réaliser les premières évaluations dès la prise en charge Le patient doit participer activement à la mesure de sa propre douleur Evaluer la douleur au repos et en mouvement (toux, mobilisation ) Evaluer et transmettre le résultat de l évaluation Intégrer l évaluation de la douleur dans les paramètres de surveillance habituels du patient

Définitions Nociception : Ensemble des mécanismes qui génèrent la douleur en réponse à un stimulus nociceptif ou décrit comme tel. Bouhassira D, Calvino B. Douleurs: physiologie, physiopathologie et pharmacologie. Arnette 2009 p.1-27 Transduction : Transformation d une énergie (thermique, mécanique, chimique, électrique) en un potentiel d action au niveau d un récepteur sensoriel («nocicepteur»)

Activation d un récepteur ionotrope

Inhibition d un récepteur ionotrope Exemple des anesthésiques locaux Membrane Canal sodique

Activation d un récepteur métabotrope Second messager

Membrane Potentiel d action

Au repos: fibre nerveuse polarisée Concentration de Na+ plus élevée à l extérieur de la cellule + Concentration de K+ plus élevée à l intérieur de la cellule - Les canaux sodiques sont fermés

Dépolarisation Ouverture des canaux sodiques et mouvement du sodium vers l intérieur de la cellule + -

Repolarisation La repolarisation implique la migration des ions + K+ en sens inverse des ions Na+ -

Repolarisation Le déséquilibre résultant des ces échanges est corrigé après la repolarisation par les pompes ioniques ( ouverture des canaux) + -

Activation des nocicepteurs

Conduction nerveuse

Physiologie de la synapse Recapture du neuro transmetteur Arrivée du potentiel d action dans la terminaison pré synaptique Vésicule pré synaptique Neurotransmetteur Libération du neurotransmetteur dans la fente synaptique Fixation du neurotransmetteur sur le récepteur de la membrane post synaptique Nouveau potentiel d action

Les voies de la douleur Cortex pariétal Thalamus 3 ème neurone 2 ème neurone Corne postérieure de la moelle Périphérie (récepteurs, fibres 1 er Aδ neurone et C)

Supports anatomiques périphériques Cortex N3 peau, muscle N1 Thalamus squelette N1 N2 viscères N1 Faisceau spinothalamique Récepteurs périphériques Moelle épinière Cortex

Les voies centrales de la douleur Cortex Thalamus Système limbique Hypothalamus ADN Tronc cérébral Corne postérieure Ganglion de la racine postérieure Moelle épinière Nerf Lésion tissulaire

Les stimuli nociceptifs Physiques Thermiques: brûlure, Mécaniques: piqûre, distension, lésion tissulaire Chimiques La soupe inflammatoire

Les récepteurs sensoriels Mécanorécepteurs Toucher, pression légère Corpuscule de Meissner (toucher), corpuscule de Pacini (pression en profondeur), corpuscule de Merkel (pression en profondeur) Thermorécepteurs Chaud, froid Corpuscules de Krause (diminution de la température & toucher) et de Ruffini (dans la peau) Propriocepteurs Changement de longueur et de tension des muscles et tendons Faisceaux neuromusculaires, organes tendineux de Golgi Nocicepteurs Stimulus douloureux

Nocicepteurs Douleur: fruit de la stimulation des terminaisons libres amyéliniques (=nocicepteurs) 200 par cm2, organisées en plexus, arborisées dans les tissus cutanés, musculaires, viscères Nocicepteurs cutanés (2 formes) : les mécano-nocicepteurs: stimulus douloureux mécaniques (pression, étirement) prolongés par des fibres A-delta myélinisées les nocicepteurs polymodaux: stimuli mécaniques, chimiques (substances algogènes), thermiques (T > 42 C) prolongés par des fibres C amyeliniques

Les différents types de fibres afférentes Bear et al., 2002 Fibres Aδ pour les mécanonocicepteurs 20 m/s Fibres C pour les nocicepteurs polymodaux Nb: Echelle conservée entre les différentes fibres

Substances support des stimuli algogènes: la soupe inflammatoire Bradykinine (sang) Sérotonine (plaquettes) Histamine (mastocytes) Potassium (cellules endommagées) Acides (lésions tissulaires) Enzymes protéolytiques Cytokines (cellules lésées, lymphocytes, macrophages): IL-6, IL-1, TNFα Prostaglandines E2 Facteurs de croissance: NGF

Activation directe et indirecte des nocicepteurs

Activation des nocicepteurs SNC Stimulus douloureux Lésion Bradykinine Substance P H+,K+ Mastocytes Histamine phospholipides Acide arachidonique Agrégation gation plaquettaire Sérotonine Fibres Aδ et C Leucotriènes Prostaglandines PGE2,PGE1 Thromboxane

Activation des nocicepteurs SNC Stimulus douloureux Lésion phospholipides Glucocorticoïdes Acide arachidonique AINS Bradykinine H+,K+ Mastocytes Agrégation gation plaquettaire Substance P Histamine Sérotonine Fibres Aδ et C Leucotriènes Prostaglandines PGE2,PGE1 Thromboxane

Les voies de la douleurs Cortex Thalamus Système limbique Hypothalamus ADN Tronc cérébral Corne postérieure Ganglion de la racine postérieure Moelle épinière Nerf Lésion tissulaire

Fonctionnement de la corne dorsale Libération de substance P dans la fente synaptique

Fibres C F.Néospinothalamique I Glutamate Fibre Aδ V Substance P F. Paléospinothalamique Les fibres Aδfont synapses dans la couche I (médiateur=glutamate), décussent et donnent le faisceau néospinothamamique Les fibre C font synapses dans la couche V (médiateur=substance P), décussent et donnent le Douleur 200935 faisceau paléospinothalamique

La synapse glutaminergique

Les récepteurs au glutamate

Neurones de deuxième ordre Ces fibres forment les faisceaux spinothalamiques et spinoréticulairequi forment la principale voie ascendante des stimuli thermiques et nociceptifs Rq: F. Néospinothalamique = spinothalamique F. Paléospinothalamique = spinoréticulaire

Le faisceau spinoréticulaire Ramifications pour le bulbe Ripostes végétatives à la douleur (tachycardie, FR, mydriase.) Ramifications pour la formation réticulaire Eveil Ramifications pour l hypothalamus Sécrétion de cortisol, autres hormones Ramification pour le système limbique Caractère anxiogène

Le faisceau spinothalamique Système oligosynaptique véhiculant des douleurs type piqûre, coups etc. Douleurs bien repérées sur le plan spatial et non anxiogènes Remonte directement vers le thalamus sans relai bulbaire, limbique etc. Le 3 eme neurone se projette sur les cortex primaire et secondaire

Le thalamus FOCALISATION «Le chef d orchestre» CONNECTEUR «Le facteur» MEMORISATION «Le bibliothécaire» Noyau Noyau antérieur réticulaire Système thalamique diffus Noyau dorso médian TOPOGRAPHIE Noyau latéro ventral post ANALYSEUR DE SOUFFRANCE «L homme»? «Le géomètre» «centre de tri de la douleur» Toutes les voies de la douleur passent par le thalamus

L intégration du signal douloureux au niveau de l encéphale à partir des relais thalamiques Tronc cérébral (brain stem) réactions végétatives Hypothalamus système neuro-endocrinien Hippocampe mémorisation et anticipation Cortex pariétal (CP) sensation douloureuse Cortex frontal (CF) souffrance, angoisse Rem: il n y a pas de centre de la douleur

Cortex pariétal et douleur Le cortex pariétal présente une somatotopie très précise pour la peau et les articulations, imprécise pour les muscles et les vaisseaux, inexistante pour les viscères d où les douleurs rapportées

Contrôle de la douleur Les mécanismes inhibiteurs de la transmission douloureuse sont: Gate control (théorie de la porte) contrôles segmentaires spinaux Contrôles inhibiteurs descendants: CIDN contrôle supraspinaux Endomorphine contrôles spinaux et supraspinaux

Contrôle de la douleur

Théorie de la porte

Conséquences de la théorie de la porte médullaire La stimulation liminaire des neurofibres du toucher provoque des PA dans la corne dorsale avec une période brève d inhibition de la transmission de la douleur (massages). La stimulation directe ou l électrostimulation des fibres du cordon dorsal entraîne un soulagement durable de la douleur.

Les contrôles inhibiteurs descendants supraspinaux L hypothalamus et la substance grise du mésencéphale contrôlent les fibres descendantes analgésiques qui font synapse avec les interneurones libérant les enképhalines à l étage médullaire.

Les contrôles inhibiteurs descendants supraspinaux les contrôles descendant déclenchés par des stimulations cérébrales: plusieurs zones du tronc cérébral ont une fonction analgésique: substance grise périaqueducale (SGPA), le noyau raphé magnus (NRM) neuromédiateurs impliqués = substances opioïdes, la sérotonine et la noradrénaline (cible d action du nefopam) La stimulation de ces structures permet en expérimentation animale de réaliser des chirurgies sans anesthésie et sans douleur! Ceci explique en partie l action antalgique de certains antidépresseurs (tricycliques).

Le système inhibiteur descendant Contrôle central de la douleur Centres supérieurs Centres supérieurs Thalamus E G? 5HT Noyau du raphe magnus Substance grise péri aqueducale Douleur Voies inhibitrices descendantes Faisceau dorsolateral Corne postérieure de la moelle E : interneurone enképhalinergique G : interneurone gabaergique 5 HT : 5 Hydroxytryptamine (sérotonine)

Les contrôles inhibiteurs descendants déclenchés par la nociception = (CIDN) Un stimulus nociceptif active les voies ascendantes nociceptives entraînant en retour un message secondaire descendant qui provoque une diminution de l activité des neurones nociceptifs de la moelle La réticulée bulbaire (substance grise périaquéducale, le noyau raphé magnus) est impliquée dans cette boucle. Neuro médiateurs: sérotonine et endomorphiniques. En clinique, les CIDN pourraient expliquer les douleurs de contre-irritation (pose de ventouses sur peau scarifiée) et les effets de l acupuncture.

CDIN Formation réticulaire du tronc cérébral Inhibition du signal douloureux Filtre facilitant la détection du signal douloureux (augmentation du rapport Signal/Bruit)

Endomorphines Les endomorphines se fixent sur trois types de récepteurs opioïdes: µ (Bêta endorphines), δ (Enképhalines), κ (Dynorphines) Ils sont largement distribués dans: SNC: CPM, centres bulbaires, thalamus, cortex En périphérie: SNP, fibres musculaires lisses, œil, bronches, tube digestif, tractus urinaire On pense que l hypnose et l analgésie induite par la stimulation font intervenir la sécrétion d opiacés naturels (β endorphines, enképhalines) par le cerveau.

Les récepteurs opioïdes µ δ κ Récepteurs µ 1 : analgésie supraspinale, bradycardie µ 2 : sédation, euphorie, dépression respiratoire Récepteurs δ : dysphorie, agitation, hallucination κ : analgésie spinale, sédation, myosis D après Lipman A G, Am G Hosp Pharma, 1990, modifié Couturier

Ex d action des endomorphines Libération de substance P dans la fente synaptique

Mécanisme d inhibition de la douleur par les enképhalines

SITE ET MODE D ACTION DE LA MORPHINE FAISCEAU DESCENDANT FREINATEUR (CIDN) INFLUX DOULOUREUX Interneurone ENDORPHINES MORPHINE bloque le passage de l influx du 1er au 2ème neurone renforce le CIDN Fibres Aδet C (douleur) agit sur l intégration de la sensation douloureuse au niveau thalamique

Les morphiniques: mode d action Activation d une protéine G Inhibition d acétyl cyclase Ouverture des canaux K+ Inhibition des canaux Ca++ voltage-dépendants Baisse de l excitabilité neuronale Analgésie

Morphiniques: actions cellulaires

Résumé des voies nociceptives Cortex limbique et associatif Cortex sensoriel primaire Tronc cérébral Stimuli nociceptif Nocicepteur Thalamus Aδ Moelle épinière C Conception homéostatique de la douleur: elle résulte d un équilibre permanent entre systèmes pro et antinociceptifs (McNally 1999; Fields 2000) Réflexe d évitement Manifestations végétatives réflexes

Mécanismes de la douleur Douleur par excès de nociception: stimulus nociceptif prolongé lié à une réaction inflammatoire intense (douleur post-opératoire, posttraumatique, viscérale) Douleurs neuropathiques ou de déafférentation : par lésion périphérique ou centrale du système nociceptif (étirements de plexus, atteintes thalamiques) Douleur par désordre émotionnel sévère modifiant l intégration du message douloureux conscient: douleurs psychogènes, douleurs sine materia. ex: les céphalées de tension, les fibromyalgies Douleur par stimulation locale du système sympathique, à l origine de troubles vasomoteurs,trophiques ex: causalgie, algodystrophie

Mécanismes de la douleur Douleurs par excès de nociception Douleurs neuropathiques Nocicepteurs Activation lésionnelle Absence d activation Système nerveux Type de douleur Réactivité à la douleur Traitement Normal Dépend de l organe lésé Proportionnelle Antalgiques Lésions des voies sensitives Stéréotypée : brûlures, décharges électriques, dysesthésies Amplifiée : allodynie, hyperpathie Antidépresseurs, antiépileptiques

Sémiologie des douleur par excès de nociception Douleur somatique Os, articulation, tendon, fascia, muscles, peau Liée à une stimulation mécanique, thermique, chimique Libération substances algogènes Hyperalgésie localisée, somatotopie précise

Dermatomes cutanés

Sémiologie des douleur par excès de nociception Douleurs viscérales Concerne tous les organes internes Profonde, diffuse, mal localisée, charge émotionnelle Stimulations: mécaniques (spasme, distension, ischémie ) chimiques ( inflammation, ischémie) réflexes moteurs et sympathiques Douleur projetée : hyperalgésie cutanée

Sémiologie clinique des douleurs neuropathiques Douleurs spontanées Douleurs provoquées continues Brûlure : dl superficielle Étau: dl profonde paroxystiques Décharges électriques Élancements Allodynie Hyperalgésie Mécanique ou Thermique Statique Froid Dynamique Chaud Dyesthésies, paresthésies Déficit sensitif (tact, Ө)

Physiopathologie des douleurs neuropathiques SNP SNC Lésion Décharges ectopiques Neuroplasticité Sensibilisation centrale Décharges ectopiques Changements phénotypiques Altération des systèmes de modulation D après N. Attal

Problématique de l hyperalgésie

Hyperalgésie

Les douleurs inflammatoires La caractéristique des douleurs inflammatoire est le phénomène de sensibilisationqui se manifeste par de l allodynie et de l hyperalgésie. Ce phénomènes est une expression de le plasticité neuronalequi est une réponse du système nerveux àdes lésions tissulaires périphériques et à l inflammation. La sensibilisation peut survenir à la fois à la périphérie (peau) et au niveau du central.

Hyperalgésie primaire et secondaire

Sensibilisation périphérique et centrale

Sensibilisation périphérique

Sensibilisation centrale Une conséquence de l augmentation de la libération de neuromédiateurs dans la corne dorsale de la moelle épinière est la création d un état d hypersensibilitéqui va amplifier la douleur (extension spatiale et temporelle) On peut prévenir cette sensibilisation Analgésie préventive en chirurgie Cette sensibilisation peut favoriser la chronicitéet la souffrance La sensibilisation centrale joue un rôle majeur dans les douleurs neuropathiques

Hypersensibilité post-traumatique ou phénomène d embrasement (Windup) A la suite d un traumatisme la corne dorsale est bombardée par les messages nociceptifs. A la longue, le champ de réception de ces récepteurs augmente Les récepteurs NMDA (N-methyl D-aspartate) des deutoneurones jouent un rôle majeur dans cette sensibilisation centrale Ce processus d amplification de la douleur d origine centrale est appelé le «windup» Le wind-up est une augmentation progressive, fréquence dépendante, de la réponse d un neurone lors de l application répétitive de stimuli électriques nociceptifs identiques sur un même territoire; il correspond à un phénomène de sommation temporelle

Différents mécanismes de sensibilisation centrale

Différents mécanismes de sensibilisation centrale Ji RR et al, Trends in Neurosciences 2003

Le paradoxe des opioïdes D après Simonnet et Rivat Les opiacés activent simultanément les systèmes inhibiteurs et facilitateurs de la nociception.

Douleurs chroniques post opératoire

Incidence des DCPO

Physiopathologie de la DCPO

Des traitements? Notion d analgésie préventive La kétamine, MgSO 4 N 2 O Analgésie péridurale Gabapentine, prégabaline

La kétamine

Bénéfices de la kétamine Sur la douleur aiguë post opératoire Sur la récupération fonctionnelle Sur l hyperalgésie induite par les opioïdes Sur la chronicisation de la DPO

Bénéfices de la kétamine

Le N 2 O

La péridurale

La péridurale La péridurale est une alternative thérapeutique qui permet de limiter la sensibilisation neuronale périphérique et centrale. La péridurale est donc intéressante dans la prévention de l hyperalgésie post opératoire et de la chronicisation de la DPO. Principale limite: la péridurale n est pas toujours réalisable.

Gabapentine, prégabaline

Efficiacité

Bases des traitements de la douleur Notion d analgésie multimodale Bases en Anesthésie Loco Régionale (ALR) Analgésie médullaire et périmédullaire Blocs nerveux périphériques Infiltrations

Analgésie multimodale Immobilisation Chaud / Froid AG ALR Psychologique DPO Kétamine Abord du patient Opiacés s faibles / forts Antalgiques de niveau 1 AINS

Les sites d action contre la douleur Action périphérique Action centrale Site opératoire

Les moyens d action contre la douleur Action périphérique Action centrale Péridurale IV ou PO Infiltration continue Site opératoire Bloc nerveux

Anatomie moelle épinière

Principe de la rachianesthésie

Bases anatomiques de la péridurale

Blocs nerveux périphériques Nerf fémoral Exemple du bloc du nerf fémoral

Infiltrations d un espace de diffusion Exemple d un bloc de diffusion: Le bloc abdominal transverse

Infiltrations cicatricielles