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L’automatisme intestinal et le contrôle nerveux de la

motricité intestinale

Update 25 septembre 2008

P.L. Toutain

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La paroi musculaire digestive

1. Deux couches musculaires de fibres lisses

– Couche longitudinale• Manchon (IG) ou bande (Tenia coli)

– Couche circulaire

2. Une Couches oblique supplémentaire dans l’estomac

3. Muscle strié– Œsophage, sphincter anal externe

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Muscularis externa

Couche (fibres) longitudinale

EpitheliumMuscularis mucosa

Muscularis interna

Couche (fibres) circulaire

Les couches musculaires du tube digestif

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Le système nerveux intramural: les plexus sous-muqueux et

myentérique

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Plexuses innervate muscle & secretory cells of the GI tract

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Automatisme: mise en évidence in vitro

Fragment isolé d’intestin

Contractions spontanéesTen

sio

ntemps

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Les 2 types de fibres lisses:Unitaires et multiunitaires

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Fibres lisses unitaires et multiunitaires

Unitaires

•la plupart des fibres lisses gastro-intestinales• Activité spontanée (myogénique)• l’étirement provoque la contraction• contraction indépendante d’une commande nerveuse•Pas de jonctions neuromusculaires

Multi-unitaire

.Réticulo-rumen, vessie•Pas d’activité spontanée •pas de réponse à l’étirement• activation par des neurones moteurs• présence de jonctions neuromusculaires

Synaptic vesicles

Motor axonSynaptic vesicles

Motor axonvaricosities

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Automatisme des fibres musculaires: rôle du système nerveux

• Fibre musculaire striées– pas d’automatisme mais commande nerveuse

• Fibre lisse unitaire (ex. intestin)

– automatisme– Genèse de l’activité indépendante du système

nerveux (origine myogénique) mais contrôle (modulation) de l’activité motrice

• Fibres lisses multi-unitaires (ex. réseau/rumen)

– Pas d’automatisme– Commande nerveuse

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Les cellules de Cajal:Cellules à l’origine de l’automatisme des

fibres lisses gastro-intestinales

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Les cellules interstitielles de Cajal forment un réseau qui

interconnecte la musculature gastro-intestinale

• Les cellules de Cajal ne sont pas des cellules nerveuses mais des cellules d’origine mésenchymateuse

•Le mésenchyme s'oppose au parenchyme qui désigne les tissus des organes nobles. Le mésenchyme est un tissu considéré comme un tissu de remplissage et de soutien.

• Elles jouent le rôle de pacemaker de l’intestin et elles assurent la genèse des ondes lentes

• Elles contrôlent la fréquence et la propagation des contractions intestinales

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Genèse des ondes lentes et des potentiels de

pointe

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Ondes lentes, ondes rapides (potentiels de pointe) et

activité mécanique

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Electrophysiologie de la cellule intestinale

• Ondes lentes• Potentiel de repos faible

(-60 mV)• Dépolarisation partielle

de 10-15 mV• Fréquence détermine le

rythme électrique de base (REB) • 3/min au niveau du

fundus• 12-15/min: duodénum• 8 /min :iléon

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Relation entre dépolarisation et activité

mécanique

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Couplage des fibres lisses intestinales de la couche longitudinale

• Présence de jonctions serrées entre les cellules (tight junctions) des fibres lisses

• Assure une solution de continuité entre les cellules

• Donne à l’ensemble des propriétés de syncytium

• Le système nerveux n’est pas indispensable à la propagation des OL

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Electrophysiologie de la cellule intestinale

• Ondes rapides ou potentiels de pointes• Vrai potentiel d’action• Passe au dessus des - 40

mV pour atteindre presque le 0

• Durée d’un potentiel de pointe: 20 ms

• Dépolarisation liée à des canaux calciques (pénétration de Ca++) et très peu de Na+

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Ondes lentes (couche longitudinale) & activité rapide (couche circulaire)

• Pour l’intestin, le plateau de dépolarisation des OL de la longitudinale n’est jamais surchargé de potentiels rapides (contrairement à ce qui est vu pour l’estomac) mais l’activité électrique de l’OL se propage de façon électrotonique à la couche circulaire qui pourra ou non se trouver dépolarisée par cette OL

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L’onde péristaltique implique une propagation synchrone sur une section intestinale des OL

Temps zéro

5 secondes plus tard

OL

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Propagation électrotonique des OL sur la longitudinale

Intestin grêle

Colon

Propagation synchrone des OL sur une section :

péristaltisme

Propagation asynchrone des OL sur une section:

mixage

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Système nerveux intramural

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Les cellules de Cajal assurent le relais entre l’innervation intrinsèque

intramurale et la musculature lisse

varicosités axonales

Les neurotransmetteurs diffusent à partir des varicosités axonales vers les cellules interstitielles de Cajal (organisation synaptique dite en passage)

Cellules de Cajal

Muscle lisse

Innervation extrinsèque

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Le système nerveux intrinsèque: les plexus

• Distance importante entre les neurones et les fibres musculaires

• Peu de fibres musculaires sont en contact direct avec les neurones (syncytium)

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Les plexus

• Le système nerveux entérique est constitué de deux plexus ganglionnaires qui s'étendent sur toute la longueur du tube digestif– le plexus myentérique (Auerbach) qui se

trouve entre les couches musculaires longitudinale et circulaire et qui contrôle la motricité

– le plexus sous-muqueux(Meissner) situé entre la couche musculaire circulaire et la muqueuse intestinale et qui contrôle les sécrétions

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Plexuses innervate muscle & secretory cells of the GI tract

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le système nerveux intrinsèque: les plexus

• Les plexus sont des structures type système nerveux central avec vésicules synaptiques, des cellule gliales…

• d'où son nom anglais : brain gut axis (littéralement : cerveau viscéral).

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Rôle des neurones des plexus

• Indispensable à la formation de l’onde péristaltique c’est-à-dire à la coordination temporelle des différents événements:– de contraction en amont– de relâchement en aval

loi de l’intestin

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Réflexe péristaltique

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Le système nerveux intrinsèque: les plexus

• Les plexus sont reliés entre eux par des axones non myélinisés

• Des plexus partent des axones qui cheminent entre les fibres musculaires

• Pas de véritables synapses neuromusculaires

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le système nerveux intrinsèque: les plexus

• Il sont connecté au système nerveux central via le nerf vague.

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Contrôle du système nerveux intrinsèque par le système nerveux extrinsèque (parasympathique & sympathique)

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Les plexus de la paroi digestive sont contrôlés par l’innervation extrinsèque

Plexus

Système nerveux extrinsèque

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Les neurones des plexus

• Neurones cholinergiques– Excitateur

• Neurones inhibiteur non-adrénergique – Purinergiques– Présence d’un tonus inhibiteur permanent– Responsable de l’iléus paralytique

• Ils représentent la voie terminale de l’innervation extrinsèque

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Neurotransmetteurs du péristaltisme

• Les deux principaux neurotransmetteurs impliqués dans le contrôle du péristaltisme intestinal sont l'acétylcholine et le VIP (Vasoactive Intestinal Peptide).

• L’onde péristaltiques a deux composantes : une contraction en amont et une relaxation en aval (loi de l’intestin)

• L'acétylcholine contrôle la contraction et le VIP la relaxation.

• Les neurones à acétylcholine et VIP sont modulés par d'autres agents dont les opioïdes endogènes.

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Contrôle des fonctions digestives (motricité,

sécrétions…) par le système nerveux périphérique

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Système nerveux extrinsèque du tube digestif

• Double innervation– Parasympathique

– Sympathique

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Le système parasympathique

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Le système parasympathique

• Origine– Bulbe– Moelle sacrée

• Importance au niveau de l’estomac et de la partie proximale de l’intestin

• Transmission cholinergique excitatrice• Innervent les fibres intrinsèques aussi

bien inhibitrice qu’excitatrice

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Le système parasympathique:fonctions

– Rôle majeur dans l’inhibition de la motricité (relaxation vagale de l’estomac, réflexe de déglutition..) par le système purinergique

• Effets inotrope et chronotrope négatifs sur les contractions de l’estomac

– Stimulation de la motricité intestinal (rôle modeste ou nul)

– Stimulation des sécrétions digestives

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Le système sympathique

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Le système nerveux sympathique

• Inhibiteur

• Libère de la noradrénaline– action directe via les récepteur β– Action indirecte par inhibition

présynaptique des fibres Parasympathiques postganglionnaires

• Nombreux réflexes inhibiteurs à point de départ digestif

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Le système sympathique inhibe la motricité digestive et contracte les sphincters

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Réflexes intestinaux longs

• Réflexe iléo-gastrique– La distension de l’iléon inhibe la

motricité intestinale

• Réflexe intestino-intestinal– Iléus paralytique

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Iléus paralytique

• Absence de toute activité motrice– Ex. Après une chirurgie abdominale– Coliques de stase chez le cheval– Péritonite

• Inhibition ayant pour origine des nocicepteurs intraparietaux

• Voie afférente et efférente splanchniques

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Le système nerveux afférent

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Le système nerveux afférent

• Nombreuses fibres nerveuses partent du TD pour remonter vers le SNC– 80% des fibres vagales sont sensitives– Fibres afférentes du nerf splanchnique

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Réflexes viscéraux• Les réflexes

viscéraux ont la même organisation que les muscles somatiques

• Ils sont toujours polysynaptiques

• Les fibres afférentes sont trouvées dans les nerfs spinaux et du Système Nerveux Autonome

Figure 14.7