ARTICLE
Auteur(s) : Annie Laquerrière
Laboratoire d’anatomie et de cytologie pathologiques,
Pavillon Jacques-Delarue, CHR, hôpital Charles-Nicolle, 1,
rue de Germont, 76031 Rouen cedex, France
Définie par l’International Association for the Study of Pain
(IASP) en 1979, la douleur est décrite comme étant l’expression
d’une expérience sensorielle et émotionnelle désagréable liée à une
lésion tissulaire existante, potentielle ou décrite en termes d’une
telle lésion [1-3].
Cette expérience consciente, subjective et multidimensionnelle
sous-tendue par les apprentissages antérieurs et les motivations
actuelles, implique la mise en jeu de mécanismes complexes d’ordre
physiopathologique et psychologique à l’origine de la
sensation douloureuse [4]. Elle résulte de quatre composantes :
- – neurosensorielle : ensemble des mécanismes nerveux
permettant de capter la durée, l’intensité et la localisation du
stimulus nociceptif. Elle fait intervenir les mécanismes
neurophysiologiques de la nociception incluant l’activation du
thalamus et du cortex pariétal ;
- – affective et émotionnelle : traduction comportementale
résultant de l’exaltation de la sensibilité affective telle que
angoisse ou anxiété ;
- – comportementale : correspondant aux manifestations
verbales et non verbales du sujet qui souffre ;
- – cognitive : qui donne à la douleur sa signification
et qui regroupe des processus mentaux susceptibles
d’influencer la perception douloureuse (attention, interprétation,
mémoire). On décrit schématiquement deux types de douleur : la
douleur neuropathique qui résulte d’une lésion du système nerveux
central ou du système nerveux périphérique et la douleur
nociceptive qui provient de dommages tissulaires autres que du
tissu nerveux [3].
Sans intégration cognitive et psychologique du contenu de la
douleur, on parle de nociception : ensemble des fonctions de
l’organisme permettant de détecter, de percevoir et de réagir à des
stimuli potentiellement nocifs. La nociception met en jeu
l’activation physique des voies nociceptives, sans intervention de
la composante subjective émotionnelle [1-3, 5]. Elle engendre
un réflexe de retrait sans perception consciente de la douleur,
alors que la composante psychologique de la douleur présuppose la
présence de circuits thalamocorticaux nécessaires à la perception
consciente. La nociception met en jeu des récepteurs
périphériques qui font synapse avec des interneurones dans la
moelle épinière, qui font eux-mêmes synapse avec les motoneurones
de la corne antérieure et dont la résultante est une contraction
musculaire [2, 5-7].
Sensibilité douloureuse chez l’adulte
Dans le système nerveux « mature », les voies de
la sensibilité s’organisent en deux systèmes aux fonctions
différentes : le système lemniscal, qui véhicule la sensibilité
tactile discriminative et la sensibilité articulaire, et le système
extralemniscal (voie spinothalamique) qui véhicule la sensibilité à
la douleur, au chaud, au froid et la sensibilité tactile dite
grossière. Ce dernier système possède une double fonction :
une fonction d’alarme par ses projections sur la réticulée
activatrice du tronc cérébral et une fonction d’identification par
ses projections corticales [5]. Ce système est composé de
trois neurones. Le signal nociceptif prend naissance à la
suite de l’activation de nocicepteurs qui sont les terminaisons
libres des fibres nerveuses : mécanonocirécepteurs activés par des
stimuli intenses de nature mécanique, et nocirécepteurs polymodaux
qui répondent à des stimuli mécaniques, thermiques et chimiques.
L’activation des nocirécepteurs est liée à la libération de
substances algogènes (histamine, sérotonine, bradykinines,
tachykinines dont la substance P, métabolites de l’acide
arachidonique, interleukines, endothélines, ATP, protons, et nitric
oxide). L’influx engendré est véhiculé par les fibres A δ pour
les mécanonocirécepteurs et par les fibres C non myélinisées pour
les nocicepteurs, et se propage aux corps cellulaires situés dans
le ganglion rachidien [3, 5, 8]. Ce premier neurone fait
synapse dans la moelle dorsale (lamina I et II). Le deuxième
neurone croise la ligne médiane et monte dans le cordon
antérolatéral (faisceau spinothalamique) jusqu’au niveau du tronc
cérébral. Certaines fibres vont s’articuler
sur la substance réticulée activatrice du tronc cérébral
(système d’éveil accompagnant la survenue d’une sensation
douloureuse). L’autre contingent projette sur le thalamus et se
connecte sur des neurones (troisième neurone) d’où partent des
efférences qui projettent sur le cortex somatosensoriel et le
cortex limbique. Dans le cortex, l’information sera traitée de
façon cognitive [9].
Développement de la nociception
Maturation des circuits nociceptifs
Les terminaisons de la sensibilité périphérique apparaissent dès la
huitième semaine de gestation, d’abord dans la région péribuccale,
s’étendant ensuite au visage et à la paume des mains à partir de
dix semaines, l’ensemble des téguments étant couvert par ces
terminaisons à 20 semaines. Ces récepteurs émettent des
axones qui se dirigent de façon spécifique sur les neurones du
ganglion rachidien, sous l’influence de molécules de
la matrice extracellulaire et en particulier, de la
sémaphorine 3A. Les axones fins non myélinisés expriment le
récepteur au nerve growth factor (NGF) très précocement.
Le développement fonctionnel des récepteurs nociceptifs est
d’abord sous la dépendance du NGF, puis plus tardivement du glial
derived nerve factor [6, 8, 11-14].
Au niveau du ganglion rachidien, plusieurs types
de neurones sont générés : des neurones de grande taille qui
recevront les afférences cutanées non nociceptives et des neurones
de petite taille exprimant le récepteur au NGF (TrkA) qui recevront
les fibres C nociceptives non myélinisées. Lorsque les
récepteurs ont acquis leur maturation fonctionnelle, les
neurones du ganglion rachidien expriment alors des récepteurs qui
reçoivent et transmettent les informations nociceptives [8,
14].
Les connexions avec la substance grise médullaire s’établissent
entre la 13e et la 20e semaine. À partir
du ganglion rachidien, les fibres, qui expriment la substance P,
CGRP (calcitonin gene related protein) et somatostatine, projettent
dans la zone marginale ou lamina I d’abord, puis dans la substance
gélatineuse ou lamina II de la corne dorsale de la moelle.
Les projections des fibres C constituent le dernier groupe
d’afférences primaires à pénétrer dans la moelle, après les fibres
Aδ. Le destin des neurones situés dans ces deux lamina,
activateur (glutamatergique) ou modulateur (gabaergique), est
déterminé par des molécules sélectrices et par la compétition entre
deux facteurs de croissance, les neurotrophines I et II, qui
détermineront le nombre final des deux types de neurones. Par
ailleurs, les neurones de la lamina I sont générés avant les
interneurones, la transmission des influx nociceptifs vers le
système nerveux central pouvant être effective avant la mise en
place des circuits neuromodulateurs locaux [6, 9, 15].
La maturation fonctionnelle progressive des circuits nociceptifs
correspond à la formation de synapses entre afférences sensorielles
et neurones spinaux, qui sont responsables des premières réponses
réflexes aux stimuli nociceptifs et apparaissent à huit semaines de
gestation [2]. Le réflexe spinal devient évident à partir de
la 26e semaine. La réaction fœtale aux stimuli
peut être globale, correspondant à la mise en jeu d’interconnexions
entre les différents niveaux segmentaires de la moelle
ou entre la moelle et le tronc cérébral. Ces réflexes de
survenue précoce ne sont pas le témoin d’un stimulus nociceptif,
car les fibres C qui médient la nociception ne deviendront
fonctionnelles qu’au cours de la 20e semaine de
gestation. Par ailleurs, ces réponses, d’abord disproportionnées
par rapport au stimulus seront adaptées après la
30ème semaine lorsque les synapses inhibitrices
fonctionnelles gabaergiques et glycinergiques seront en place [8,
16]. Le contrôle des circuits nociceptifs par les voies
descendantes issues du tronc cérébral s’effectue par des fibres
excitatrices sérotoninergiques situées dans la substance grise
périaqueducale et des fibres inhibitrices noradrénergiques qui se
mettent en place relativement, tardivement au cours de la grossesse
(la sérotonine permettant l’activation des récepteurs
glutamatergiques AMPA au niveau de la corne dorsale de moelle
épinière) [2, 6, 8, 9, 11, 15, 16].
Thalamus
Le thalamus constitue le relais spécifique pour les voies de la
sensibilité thermoalgique. Les afférences sensitives
parviennent au thalamus, en particulier au niveau de la partie
postérieure du noyau ventromédian qui contient un plexus de fibres
exprimant la calbindine (sous-population gabaergique), la substance
P et le CGRP [17]. Les projections de la moelle vers le
thalamus commencent à se mettre en place à partir de sept semaines,
au moment où se forme dans la zone du manteau cérébral la préplaque
qui sera rapidement divisée en une zone superficielle, future
couche I contenant des cellules de Cajal-Retzius et une zone
profonde, la sous-plaque. Il est à noter que les premières
synapses mises en évidence au niveau de la zone du manteau
cérébral apparaissent au niveau des neurones de la sous-plaque.
Les connections entre faisceau spinothalamique et neurones
thalamiques sont en place à 20 semaines de gestation, le
faisceau spinothalamique se myélinise entre 22 et 29 semaines [1,
9].
Organisation anatomique des voies
de la douleur
L’organisation anatomique des voies de la douleur est fonctionnelle
entre la 24e et la 30e semaine de vie
fœtale et permet de véhiculer l’influx nociceptif vers
les structures centrales. Sans les connexions entre le
thalamus et le cortex cérébral, il ne peut y avoir de traitement de
l’influx nociceptif [1, 8, 19]. Les premières projections
corticales apparaissent entre 12 et 16 semaines, au moment de
la migration radiaire des neurones postmitotiques issus du
neuroépithélium vers la plaque corticale. Jusqu’à 22 semaines,
les afférences thalamiques sont connectées sur les neurones de la
sous-plaque, compartiment d’attente des fibres pendant plusieurs
semaines. Dès la 23e semaine de gestation, les
premières synapses se forment avec les neurones du cortex
pariétal et c’est à ce moment, entre 23 et 25 semaines de
gestation, que les connexions entre les récepteurs périphériques et
la moelle parviennent à maturation complète [2].
Les afférences thalamiques vers le cortex visuel s’établissent
entre 23 et 27 semaines d’aménorrhée (SA), vers le cortex
auditif entre 26 et 28 SA et vers le cortex préfrontal à
partir de 29 SA. Les afférences vers le cortex
somatosensoriel sont visualisées à partir de 24 semaines de
gestation, avec à partir de 26 semaines une augmentation
extrêmement importante de la densité synaptique corticale. À
26 semaines, le thalamus et le cortex cérébral ont une
cytoarchitectonie comparable à celle de l’adulte [2, 5, 8, 9, 15].
C’est à ce moment que des potentiels évoqués somesthésiques visuels
et auditifs corticaux peuvent être enregistrés et qu’apparaissent
les phases d’éveil et de sommeil. Cependant, l’activité
synchrone entre les deux hémisphères ne sera présente qu’à partir
de 34 semaines, correspondant à la mise en place des
connexions calleuses intracorticales [2, 9, 10, 15, 16].
La sous-plaque commence à régresser à 32 SA. Le rôle
de ces neurones est encore partiellement connu. Certains de ces
neurones ont une fonction transitoire : outre leur implication dans
le guidage des neurones en migration, ils pourraient également
diriger la croissance des afférences thalamiques vers les cibles
synaptiques définitives dans la plaque corticale, coordonner les
champs de réception et intervenir dans le processus
de gyrification. Les neurones qui persistent sont situés
entre les fibres corticales et restent connectés avec les neurones
des différentes couches du cortex [2, 9, 18].
De la nociception à la perception consciente
de la douleur
Vigilance et conscience
La vigilance, qui apparaît vers 30 semaines de gestation,
n’est pas synonyme de conscience [2, 19]. La perception consciente
de la douleur implique la mise en jeu de phénomènes complexes
au niveau du cortex cérébral et en particulier un apprentissage
préalable pour identifier et reconnaître la douleur. Pour certains
auteurs, la douleur serait perçue à partir du moment où les fibres
thalamocorticales parviennent au cortex, soit entre 26 et
34 semaines de grossesse. Selon Fitzgerald [8], la barrière de
la 26e semaine de gestation semblerait représenter
le point de repère après lequel on peut parler de douleur. Par
ailleurs, la surface des champs de projection des neurones
sensoriels impliqués dans la nociception est plus importante chez
le fœtus, les connexions centrales étant d’abord diffuses,
suggérant que le fœtus ne distingue pas un stimulus nociceptif
d’un stimulus non nociceptif ainsi que sa localisation précise.
Cependant, alors que la conscience n’est pas encore développée, le
fœtus peut se trouver dans un état de stress négatif et souffrir
alors qu’il ne perçoit pas encore consciemment la douleur en
réponse à un stimulus nociceptif, comme en témoignent certains
marqueurs de stress tels que les perturbations hémodynamiques
cérébrales détectables dès 16 SA et les sécrétions hormonales
consécutives à la mise en jeu de l’axe
hypothalamohypophysosurrénalien et le système nerveux autonome,
détectées dès 20 SA. Ces réactions sont considérées comme
un phénomène adaptatif et constitueraient un mécanisme d’épargne
central [2, 5, 7, 15].
La conscience résulte d’une combinaison d’activités cérébrales
permettant à l’individu de donner une signification et d’apporter
une réponse appropriée à des stimulations variées, visuelles,
auditives, tactiles, qu’elles soient nociceptives ou non. Elle
permet de procéder à l’analyse du vécu et de se projeter dans
l’avenir, grâce à la mise en jeu de compétences intellectuelles et
psychoaffectives personnelles [16, 20]. L’acquisition de la
conscience survient lorsque les circuits sont totalement développés
et fonctionnels et lorsque la composante psychologique (émotions et
sensations) est en place, ce qui nécessite que la mémoire
représentative (faculté de répondre et d’apprendre à partir d’une
information stockée) soit développée [5]. Pour certains, elle
constituerait la pierre angulaire du développement de la conscience
et apparaît lorsque le cortex frontal se développe. Elle nécessite
en outre que l’hippocampe qui facilite la formation, le
stockage et le maintien des souvenirs soit également fonctionnel
[7].
Perception consciente de la douleur
Les différentes composantes participent aux circuits constituant la
conscience (cortex somatosensoriel, cortex cingulaire antérieur,
cortex insulaire antérieur et aire prémotrice ventrale) et ont été
dénommées global neuronal workspace, représentation théorique de
l’état de conscience et théorie développée par Lagercrantz et
Changeux, appelée de façon métaphorique par Baars « théâtre de
l’esprit » [16]. Dans ce contexte, les perceptions multimodales,
les émotions et les sentiments ainsi que la mémoire et la motricité
sont intégrés subjectivement dans un flux de conscience dynamique
correspondant au contenu de l’expérience consciente. Ces états
de la conscience sont contrôlés par le tronc cérébral, le
diencéphale et sont médiés par des interactions thalamocorticales
(aires associatives supérieures, cortex préfrontal, cortex
cingulaire et cortex pariétotemporal). La mobilisation de ces
circuits représente le signe objectif d’accès à la conscience, et
est détectée dans le cortex préfrontal. Le global neuronal
workspace est connecté à d’autres systèmes spécialisés
impliqués dans l’activité motrice, l’attention, la mémoire, les
facultés d’évaluation et les perceptions. Ces dernières ne
sont pas toutes fonctionnelles au même moment chez le fœtus ou chez
le nouveau-né : l’audition se développe à partir de
16 semaines, la cochlée est structurée à 18 semaines, le
cortex auditif répond aux stimulations auditives à partir de
26 semaines. Les potentiels évoqués auditifs au niveau du
tronc cérébral sont enregistrés à partir de 28 semaines et
l’activation corticale est détectée à partir de 33 semaines.
L’olfaction se développe à partir de 20 semaines.
La vision, quoique non développée, permet de répondre à des
stimuli visuels au moment de la naissance. Chez le fœtus, une
stimulation douloureuse induit l’activation du cortex
somatosensoriel, du cortex cingulaire antérieur, du cortex
insulaire antérieur et de l’aire prémotrice ventrale
(composantes du global neuronal workspace) après 25 semaines
[2, 16], suggérant que la perception consciente est fonctionnelle
peu après le début de la seconde moitié de la gestation.
Conflit d'intérêts :
aucun.
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