PASS-Physiologie motricité et sensibilté-16 jan 2021 PDF

PHYSIOLOGIE DE LA SENSIBILITE ET DE LA MOTRICITE Nathalie Chastan Service de Neurophysiologie, CHU de Rouen [email protected] SENSIBILITE = Informations concernant le monde extérieur et intérieur Système nerveux périphérique Transduction Transmission Système nerveux central Inter...

PHYSIOLOGIE DE LA SENSIBILITE ET DE LA MOTRICITE Nathalie Chastan Service de Neurophysiologie, CHU de Rouen [email protected] SENSIBILITE = Informations concernant le monde extérieur et intérieur Système nerveux périphérique Transduction Transmission Système nerveux central Interprétation Stimulus Récepteurs sensitifs Neurones ascendants (=afférents) Cortex primaire Cortex associatif INFORMATIONS SENSITIVES Système nerveux périphérique Stimulus Transduction Récepteurs sensitifs Toucher Pression Vibration Etirement Température Etirement Tension musculaire SOMESTHESIE Système nerveux central Transmission Interprétation Neurones ascendants (=afférents) Pression sanguine Température Etirement Lumière VUE Son AUDITION Cortex primaire Cortex associatif Mouvement SENS DU MOUVEMENT Odeur, saveur (Substances chimiques) ODORAT GOUT RECEPTEURS SENSITIFS Système nerveux périphérique Transduction Système nerveux central Transmission Interprétation Stimulus Récepteurs sensitifs Mécanorécepteurs Thermorécepteurs Nocicepteurs Fuseaux neuromusculaires Organe tendineux de Golgi Extérocépteurs Propriocepteurs Intérocepteurs Barorécepteurs (PA) Mécanorécepteurs Chémorécepteurs Osmorécepteurs Thermorécepteurs Nocicepteurs Photorécepteurs Cortex primaire Cortex associatif Tonorécepteurs Gravicepteurs Chémorécepteurs RECEPTEURS SENSITIFS Système nerveux périphérique Transduction Système nerveux central Transmission Interprétation Stimulus Récepteurs sensitifs Neurones ascendants (=afférents) récepteur = transduction en potentiel d'action Stimulus Potentiel de récepteur Cortex primaire Cortex associatif Stimulus Potentiel d’action Récepteur de membrane Intensité du stimulus Potentiel de récepteur 1er noeud de Ranvier Seuil PA au 1er nœud de Ranvier Neurone Récepteur PA le long de l’axone intensité codé par la fréquence Terminaison de l’axone i RECEPTEURS SENSITIFS Système nerveux périphérique Transduction Transmission Système nerveux central Interprétation Stimulus Codage sensitif Récepteurs sensitifs Neurones ascendants (=afférents) Cortex primaire Cortex associatif Caractéristiques importantes du stimulus : - Son type - Son intensité - Sa durée - Sa localisation codage sensitif = transduction du PA en signaux éléctriques RECEPTEURS SENSITIFS Système nerveux périphérique Transduction Transmission Système nerveux central Interprétation Stimulus Codage sensitif Récepteurs sensitifs Neurones ascendants (=afférents) Type de stimulus = modalité du stimulus Ex : chaud, froid, son, pression artérielle Déterminé par les propriétés du récepteur concerné Cortex primaire Cortex associatif RECEPTEURS SENSITIFS Système nerveux périphérique Transduction Transmission Système nerveux central Interprétation Stimulus Codage sensitif Récepteurs sensitifs Neurones ascendants (=afférents) Cortex primaire Cortex associatif Intensité du stimulus : exprimée par la fréquence de décharge des PA Potentiels d’action Neurone afférent Point de pression Augmentation progressive de la pression du la peau RECEPTEURS SENSITIFS Système nerveux périphérique Transduction Système nerveux central Transmission Interprétation Stimulus Codage sensitif Récepteurs sensitifs Neurones ascendants (=afférents) Cortex primaire Cortex associatif Durée du stimulus Récepteur à adaptation lente Récepteur à adaptation rapide = continu tant que le stimulus agit = uniquement au début et à la fin RECEPTEURS SENSITIFS Système nerveux périphérique Transduction Transmission Système nerveux central Interprétation Stimulus Codage sensitif Récepteurs sensitifs Neurones ascendants (=afférents) Cortex primaire Cortex associatif Localisation du stimulus : codée par l’emplacement du récepteur stimulé discrimination spatial = espacement de 2 piques de compas Dépend de : - La taille du champ récepteurs - La densité des unités sensitives - La degré de chevauchement NEURONES ASCENDANTS Système nerveux périphérique Transduction Système nerveux central Transmission Interprétation Stimulus Récepteurs sensitifs Voies ascendantes spécifiques : Neurones ascendants (=afférents) Cortex primaire Cortex associatif un seul type d'information (exemple : chaud et froid) En général, constituée d’une chaine de 3 neurones ou plus reliés par des synapses Cheminement en faisceaux parallèles vers le SNC (TC, thalamus puis cortex) Voies ascendantes non spécifiques : Vers la formation réticulée du tronc cérébral, des régions du thalamus et du cortex cérébral peu discriminatives Rôle dans la vigilance et l’éveil CORTEX Système nerveux périphérique Transduction Transmission Système nerveux central Interprétation Stimulus Récepteurs sensitifs Neurones ascendants (=afférents) Cortex primaire Cortex associatif PHYSIOLOGIE DE LA SOMESTHESIE ET DE LA MOTRICITE Nathalie Chastan Service de Neurophysiologie, CHU de Rouen SOMESTHESIE 1- Définitions 2- Les récepteurs 3- Les voies ascendantes 4- Le cortex cérébral SOMESTHESIE 1- Définitions 2- Les récepteurs 3- Les voies ascendantes 4- Le cortex cérébral SOMESTHESIE Stimuli internes Stimuli externes Récepteurs cutanés = Mécanorécepteurs Récepteurs musculaires et articulaires = Propriocepteurs Sensibilité superficielle Sensibilité profonde Sensibilité somatique Récepteurs cardiaques, digestifs, pulmonaires… = Viscérocepteurs Sensibilité viscérale SOMESTHESIE 1- Définitions 2- Les récepteurs 3- Les voies ascendantes 4- Le cortex cérébral RECEPTEURS CUTANES mécanorecepteur encapsulée Epiderme Derme Corpuscule de Meissner (AR) Toucher, pression Corpuscule de Pacini (AR) Pression, vibration Corpuscule de Ruffini Disque de Merkel (AL) (AL) Toucher, pression Etirement Terminaisons nerveuses libres (AL) Douleur Température Toucher grossier PROPRIOCEPTEURS Fuseaux neuro-musculaires Organes tendineux de Golgi Sensibles à la longueur du muscle Sensibles à la tension du muscle Récepteurs articulaires Sensibles à la position des articulations SOMESTHESIE 1- Définitions 2- Les récepteurs 3- Les voies ascendantes 4- Le cortex cérébral Cortex 3ème neurone Thalamus 2ème neurone Moelle épinière Tronc cérébral 1er neurone Récepteurs 1er NEURONE SENSITIF Plus le diamètre est important plus le signal va vite 4 types de fibres selon leurs diamètre Type de fibre Information véhiculée Gaine Diamètre Vitesse de (µm) (m/s) myéline Aα Proprioception oui 13-20 80-120 Aβ Mécanique oui 6-12 35-75 Aδ Thermo-algique oui 1-5 5-30 C Thermo-algique non 0,2-1,5 0,5-2 thermo-algique = température et douleur VOIES ASCENDANTES 2 grandes voies somatosensitives : - Voie antéro-latérale = thermo-algique =faisceau spino-thalamique, voie extralemniscale Traite l’information douloureuse et thermique - Voie de la colonne dorsale =voie lemiscale Traite l’information mécanique (tactile et proprioceptive) VOIE ANTERO-LATERALE 3ème neurone Cortex 2ème neurone Décussation dans la moelle Cordon antéro-latéral Thalamus = termine de la corne postérieur va passer le milieu de la moelle 1er neurone Corne postérieure la moelle VOIE DE LA COLONNE DORSALE 3ème neurone Cortex 2ème neurone Décussation dans le bulbe Thalamus bulbe = partie basse du tronc cérébrale 1er neurone Colonne dorsale SOMESTHESIE 1- Définitions 2- Les récepteurs 3- Les voies ascendantes 4- Le cortex cérébral CORTEX SOMATOSENSORIEL PRIMAIRE MOTRICITE 1- Définition 2- Organisation générale 3- Voie finale commune 4- Mouvement réflexe 5- Mouvement volontaire 6- Mouvement automatique MOTRICITE Fonction qui permet à un organisme de : - se déplacer - interagir avec son environnement  Le mouvement est provoqué par la contraction d’un muscle ou d’un groupe musculaire  Commandes : neurones, moelle épinière, tronc cérébral, cortex cérébral 3 GRANDS TYPES DE MOUVEMENTS 1- Mouvements volontaires Sous le contrôle total de la volonté Ex : ramasser une balle par terre 2- Réflexes Echappent totalement à la volonté Ex : réflexe de retrait, de toux… 3- Mouvements automatiques Sans participation de la volonté, mais contrôle volontaire possible Ex : respiration, déglutition, locomotion… MOTRICITE 1- Définition 2- Organisation générale 3- Voie finale commune 4- Mouvement réflexe 5- Mouvement volontaire 6- Mouvement automatique HIERARCHIE DU CONTRÔLE MOTEUR NIVEAU SUPERIEUR Mouvement volontaire Aires sensitivo-motrices, aires associatives, aires intervenant dans la mémoire, les émotions et la motivation NIVEAU MOYEN Tonus et posture Tronc cérébral, cervelet, ganglions de la base, afférences sensorielles NIVEAU INFERIEUR Réflexes Neurones afférents, neurones moteurs, interneurones ORGANISATION DU CONTRÔLE MOTEUR SYSTEMES DESCENDANTS CORTEX MOTEUR GANGLIONS DE LA BASE TRONC CEREBRAL CERVELET Circuits locaux Motoneurones α Moelle épinière et tronc cérébral AFFERENCES SENSORIELLES MUSCLES MOTRICITE 1- Définition 2- Organisation générale 3- Voie finale commune 4- Mouvement réflexe 5- Mouvement volontaire 6- Mouvement automatique ORGANISATION DU CONTRÔLE MOTEUR SYSTEMES DESCENDANTS CORTEX MOTEUR GANGLIONS DE LA BASE TRONC CEREBRAL CERVELET Circuits locaux Motoneurones α Moelle épinière et tronc cérébral AFFERENCES SENSORIELLES MUSCLES VOIE FINALE COMMUNE Racine dorsale Racine ventrale Nerf mixte motoneuroneα Motoneurone Corne ventrale Jonction neuromusculaire Fibres musculaires Fibre musculaire MOTONEURONE α bulbe moelle Dilatation cervicale Corne ventrale (C3-T1) Dilatation lombaire (L1-S3) position du nerf dans le moelle spinal définie leurs lieux d'action MOTONEURONE α POLIOMYELITE Maladie virale (poliovirus) Détruit les motoneurones de la corne antérieure de la moelle Paralysie irréversible des MI Amyotrophie asymétrique Pas de traitement curatif Vaccination +++ Eradication Europe-Amérique VOIE FINALE COMMUNE Pré-synaptique JONCTION NEUROMUSCULAIRE Post-synaptique Synapse POST-SYNAPTIQUE RECEPTEUR A l’ACETYLCHOLINE Ach permet la rentré de sodium Na+ dans la cellule musculaire RETICULUM SARCOPLASMIQUE bcp de Ca+ dans les réticulums sarcoplasmiques Pa => libération de Ca+ dans la cellule musculaire MYASTHENIE = maladie Maladie auto-immune Anticorps anti-récepteur à l’acétylcholine Faiblesse musculaire fluctuante lors de l’effort Faiblesse des membres Ptosis, diplopie Difficulté de respiration et de déglutition Traitement : inhibiteurs de la cholinestérase MUSCLE ACTINE troponine fixe le calcium Structure d’un filament fin d’actine MYOSINE Structure de la molécule de myosine Structure d’un filament épais de myosine MUSCLE EN MICROSCOPIE ELECTRONIQUE CONTRACTION MUSCULAIRE COUPLAGE EXCITATION-CONTRACTION 1- Entrée de Ca2+ : Liaison actinemyosine 4- Hydrolyse de l’ATP: retour position de la tête de myosine à 90° 3- Fixation d’ATP: séparation actine-myosine 2- Libération ADP et Pi: pivotement de la tête de myosine à 45° MYOPATHIE DE DUCHENNE Maladie héréditaire Mutation gène DMD (Chr X) Garçon atteints Dégénérescence progressive des muscles Faiblesse musculaire proximale Atteinte des muscles cardiaques et respiratoires MOTRICITE 1- Définition 2- Organisation générale 3- Voie finale commune 4- Mouvement réflexe 5- Mouvement volontaire 6- Mouvement automatique REFLEXES SYSTEMES DESCENDANTS CORTEX MOTEUR GANGLIONS DE LA BASE TRONC CEREBRAL CERVELET Circuits locaux Motoneurones α Moelle épinière et tronc cérébral AFFERENCES SENSORIELLES MUSCLES L’ARC REFLEXE Voies afférentes sensorielles Récepteurs sensoriels Centre nerveux (moelle épinière) Informations provenant de la peau Voies efférente motrices Muscles effecteurs REFLEXE MYOTATIQUE ou monosynaptique REFLEXE MYOTATIQUE Voies afférentes sensorielles Récepteurs sensoriels Centre nerveux (moelle épinière) Informations provenant du muscle Voies efférente motrices Muscles effecteurs REFLEXE MYOTATIQUE Afférence Ia Motoneurones α Contraction du muscle agoniste + relâchement du muscle antagoniste (=inhibition réciproque) REFLEXE OSTEO-TENDINEUX REFLEXE OSTEO-TENDINEUX MOTRICITE 1- Définition 2- Organisation générale 3- Voie finale commune 4- Mouvement réflexe 5- Mouvement volontaire 6- Mouvement automatique MOUVEMENT VOLONTAIRE SYSTEMES DESCENDANTS CORTEX MOTEUR GANGLIONS DE LA BASE (APM, AMS…) CERVELET Motoneurones α Moelle épinière et tronc cérébral MUSCLES CORTEX MOTEUR Aire 6 AMS Cortex préfrontal Aire 4 APM M1 Sillon central ORGANISATION HIERARCHIQUE DU CORTEX MOTEUR Intention Sélectionner la réponse à donner Repérage de la cible, des effecteurs, choix de stratégies… Cortex prémoteur (AMS+APM) Identification du but Prise de décision, émotions, motivations… Cortex préfrontal Plannification Programmation Codage d’un mvt volontaire/ Envoi du programme moteur Repérage de la cible, des effecteurs, choix de stratégies… Aire motrice primaire (M1) Exécution Mouvement Choix des muscles à mobiliser Codage des PST du mouvement AMS MOUVEMENT VOLONTAIRE SYSTEMES DESCENDANTS CORTEX MOTEUR GANGLIONS DE LA BASE (APM, AMS…) CERVELET Motoneurones α Moelle épinière et tronc cérébral MUSCLES VOIE CORTICO-SPINALE ou faisceau pyramidal Cortex moteur thalamus Capsule interne mésencéphale bulbe Pyramide bulbaire moelle 30% M1 30% APM, AMS 40% Somesth. Décussation VOIE CORTICO-NUCLEAIRE => inervation du visage Nerf olfactif (I) Nerf optique (II) Nerfs oculomoteurs (III, IV, VI) Nerf oculomoteur commun (III) Nerf pathétique (IV) Nerf oculomoteur externe (VI) Nerf trijumeau (V) Nerf facial (VII) Nerf cochléovestibulaire (VIII) Nefs mixtes (IX, X, XI) Glosso-pharyngien (IX) Vague (X) Spinal (XI) Nerf hypoglosse (XII) NERFS CRANIENS Nerf olfactif (I) : olfaction Nerf optique (II) : vision Nerfs oculomoteurs (III, IV, VI) Nerf oculomoteur commun (III) Nerf pathétique (IV) Nerf oculomoteur externe (VI) Nerf trijumeau (V) : sensibilité de la face Nerf facial (VII) : motricité de la face Nerf cochléovestibulaire (VIII) : audition, équilibre Nefs mixtes (IX, X, XI) : déglutition et phonation Glosso-pharyngien (IX) Vague (X) Spinal (XI) Nerf hypoglosse (XII) : nerf moteur de la langue PATHOLOGIE DU FAISCEAU PYRAMIDAL Capsule interne Hémiplégie controlatérale proportionnelle Cortex Hémiplégie controlatérale non proportionnelle Tronc cérébral Syndrome alterne : hémiplégie controlatérale + atteinte homolatérale nerf(s) crânien(s) Moelle épinière Déficit homolatéral VOIES DU TRONC CEREBRAL Fx corticospinal SYSTEME MOTEUR LATERAL Fx rubrospinal Fx tectospinal Fx réticulospinal bulbaire Fx vestibulospinal Fx réticulospinal pontique SYSTEME MOTEUR VENTROMEDIAN Rôle dans le contrôle de la position debout, de l’équilibre et de la marche MOUVEMENT VOLONTAIRE SYSTEMES DESCENDANTS CORTEX MOTEUR GANGLIONS DE LA BASE (APM, AMS…) CERVELET Motoneurones α Moelle épinière et tronc cérébral MUSCLES GANGLION DE LA BASE- NOYAUX GRIS CENTRAUX thalamus Putamen Globus pallidus Substance noire Noyau sousthalamique Striatum Noyau caudé GANGLION DE LA BASE- NOYAUX GRIS CENTRAUX Cortex Thalamus Striatum Noyau caudé Striatum Putamen Pallidum externe GPe Pallidum interne GPi GPe Thalamus SNc NST Noyau sous-thalamique NST Substance noire SN Pars compacta SNc Pars reticulata SNr GPi SNr ROLE DES NOYAUX GRIS CENTRAUX Boucles sous-corticales reliant les aires corticales aux aires motrices (cortex moteur et tronc cérébral). Rôle dans : - Le contrôle et l’exécution du mouvement volontaire - En amont de l’exécution de l’action : processus d’initiation, de motivation et planification du mouvement - Maintenir l’action jusqu’à la réalisation de son but - L’automatisation des taches motrices (mémoire procédurale). - Le comportement et les émotions. MALADIE DE PARKINSON Cortex Striatum GPe Thalamus SNc NST GPi SNr Tremblement de repos Rigidité Akinésie MOUVEMENT VOLONTAIRE SYSTEMES DESCENDANTS CORTEX MOTEUR GANGLIONS DE LA BASE (APM, AMS…) CERVELET Motoneurones α Moelle épinière et tronc cérébral MUSCLES CERVELET Division anatomique : Vermis, 2 hémisphères cérébelleux ROLE DU CERVELET Coordination motrice Hémisphères cérébelleux Détection de « l’erreur motrice » = différence entre mouvement prévu et mouvement effectivement réalisé. Equilibre Vermis cérébelleux Reçoit des informations de l’appareil vestibulaire, des yeux, des muscles, articulations et tendons SYNDROME CEREBELLEUX Cinétique Dysmétrie (hypo-, hypermétrie) Asynergie (accroupissement) Adiadococinésie Tremblement intentionnel Dysarthrie Conséquences des lésions ipsilatérales à la lésion (pas de décussation de l’information) Statique Elargissement du polygone de sustentation Oscillations en tous sens Bras en abduction Danse des tendons Marche pseudo-ébrieuse MOTRICITE 1- Définition 2- Organisation générale 3- Voie finale commune 4- Mouvement réflexe 5- Mouvement volontaire 6- Mouvement automatique LOCOMOTION Tous les êtres vivants ont la faculté de se déplacer d’un endroit à un autre ORGANISATION NEUROPHYSIOLOGIQUE COMMUNE MECANISMES NEURONAUX DE LA MARCHE Coordination, Equilibre Cervelet Supraspinal Ganglions de la base RLM Tectum optique Vision Vestibule Spinal Sélection et initiation des mouvements Amorce Guidage Neurones réticulospinaux Contrôle postural GCP Génération de rythmes locomoteurs Proprioception Mouvements GENERATEURS CENTRAUX DE PATRON (GCP) Spinal GCP Mouvements Génération de rythmes locomoteurs GENERATEURS CENTRAUX DE PATRON (GCP) LA LAMPROIE Progression vers l’avant Hémi-moelle gauche Durée du cycle Hémi-moelle droite E E I I M Contraction musculaire G M Excitateur, glutamate Inhibiteur, glycine Contraction musculaire D GENERATEURS CENTRAUX DE PATRON (GCP) LA LAMPROIE G un signal provoque la contraction et la relaxation Progression vers l’avant Hémi-moelle gauche Durée du cycle Hémi-moelle droite E E I I M Contraction musculaire G D M Excitateur, glutamate Inhibiteur, glycine Relaxation musculaire D GENERATEURS CENTRAUX DE PATRON (GCP) LE CHAT L’HOMME L’homme après une section de moelle ne marche plus Dépendance accrue au contrôle supraspinal Supraspinal REGION LOCOMOTRICE MESENCEPHALIQUE RLM Amorce Neurones réticulospinaux Spinal GCP Mouvements Génération de rythmes locomoteurs REGION LOCOMOTRICE MESENCEPHALIQUE LE CHAT Extension Marche lente Marche rapide Flexion Trot Galop Patte gauche Patte droite Intensité de stimulation L’HOMME Pas de trouble de commande volontaire Incapacité à tenir debout et à marcher GANGLIONS DE LA BASE Supraspinal Ganglions de la base RLM Sélection et initiation des mouvements Amorce Neurones réticulospinaux Spinal GCP Mouvements Génération de rythmes locomoteurs TECTUM OPTIQUE Supraspinal Ganglions de la base RLM Tectum optique Sélection et initiation des mouvements Amorce Guidage Neurones réticulospinaux Spinal GCP Mouvements Génération de rythmes locomoteurs TECTUM OPTIQUE Ganglions de la base Tectum Rétine Mouvements des yeux Excitation Inhibition Orientation du corps RLM Locomotion CERVELET Coordination, Equilibre Cervelet Supraspinal Ganglions de la base Sélection et initiation des mouvements RLM Tectum optique Amorce Guidage Neurones réticulospinaux Spinal GCP Mouvements Génération de rythmes locomoteurs INTEGRATION DES AFFERENCES SENSORIELLES Coordination, Equilibre Cervelet Supraspinal Ganglions de la base RLM Tectum optique Vision Vestibule Spinal Sélection et initiation des mouvements Amorce Guidage Neurones réticulospinaux Contrôle postural GCP Génération de rythmes locomoteurs Proprioception Mouvements VISION Information sur la position et vitesse Déplacements de la tête et du corps par rapport à l'environnement VESTIBULE Otolithes Récepteurs accélération linéaire Indique la verticale Détection des mouvements de translation et d’inclinaison Canaux semi-circulaires Récepteurs accélération angulaire Détection des mouvements de rotation SYSTÈME SOMATOSENSORIEL Fuseau Neuro-musculaire Récepteurs articulaires Récepteurs cutanés Organe de Golgi Récepteurs myoarticulaires Position et vitesse de tous les segments du corps Contact du corps avec l’environnement (pied) CONTRÔLE POSTURAL REFLEXE