Définition de la modulation de la douleur par le SNC
La modulation centrale de la perception de la douleur résulte de la stimulation électrique ou pharmacologique de certaines régions du mésencéphale. Cet effet analgésique résulte de l’activation des voies descendantes de modulation de la douleur qui se projettent, via la moelle, vers les neurones de la corne dorsale qui contrôlent les informations ascendantes du système nociceptif. Les principales régions du tronc cérébral qui produisent cet effet sont situées dans des noyaux mal définis de la substance grise périaqueducale et de la médulla rostrale.90Purves D et al. The Physiological Basis of Pain Modulation – Neuroscience, 2e édition. 2001. p1
Théorie du contrôle de la porte de la douleur
Dans un article marquant (1965), Patrick Wall et Ronald Melzack ont proposé la théorie du contrôle de la porte de la douleur (GCT). Depuis lors, elle s’est avérée être un outil puissant pour guider la recherche sur la douleur. La GCT propose que les signaux nociceptifs et non nociceptifs soient additionnés dans la moelle épinière et suggère que les gros nerfs conduisent les informations non nociceptives et que les petites fibres conduisent les informations nociceptives. Si les signaux nociceptifs l’emportent sur les signaux non nociceptifs, un signal de douleur est propagé. Wall et Melzack ont également proposé que les fibres afférentes descendantes puissent moduler les signaux de douleur dans la moelle épinière.91Kirkpatrick DR et al. Therapeutic Basis of Clinical Pain Modulation. CTS vol 8, numéro 6, 11 mai 2015, p848.
Implicitement, l’hypothèse du Gate Control est l’idée que la douleur est évoquée lorsque l’activité cérébrale atteint un certain niveau en raison d’entrées sensorielles et/ou centrales. Melzack a étendu cette idée dans le concept de Neuromatrix qui, pour la douleur, est un réseau neuronal avec des composantes somatosensorielles, limbiques et cognitives. Comme dans le modèle Gate, la sortie ou « neurosignature » de la neuromatrice déterminant le caractère douloureux d’une entrée sensorielle est modulée par l’entrée sensorielle et diffère selon les individus en fonction du génotype et des variables expérimentales. Ainsi, l’expérience de la douleur n’est pas unique et peut varier en fonction de l’individu et de la blessure. Une autre prédiction de l’hypothèse du contrôle de la porte était que l’amélioration de l’entrée sélective dans les grandes fibres fermerait la porte en réduisant l’activité des cellules T, ce qui diminuerait toute douleur en cours.92Mendell LM. Construire et déconstruire la théorie de la porte de la douleur. Pain. 2014. p6
Modulation descendante de la douleur
Les systèmes modulateurs du tronc cérébral jouent un rôle majeur dans la facilitation de la douleur.93Porreca F, Ossipov M H, Gebhart G F 2002 Douleur chronique et facilitation descendante médullaire. Trends in Neurosciences. p319. Influences inhibitrices provenant du cerveau qui descendent dans la moelle épinière pour moduler les réflexes spinaux. La PAG reçoit des projections de plusieurs régions du cerveau, dont l’amygdale, les cortex frontal et insulaire et l’hypothalamus, et agit de concert avec la médulla ventromédiane rostrale (MVR) pour fournir un système descendant de modulation de la douleur. Outre les connexions neuronales directes, les endorphines synthétisées dans l’hypophyse sont libérées dans le liquide céphalo-rachidien et dans le sang, où elles peuvent exercer un effet inhibiteur sur plusieurs centres, dont le PAG. L’inhibition descendante peut être activée par des facteurs externes tels que le stress (analgésie induite par le stress) et une entrée nocive (contrôles inhibiteurs nocifs diffus), ou peut être induite par une stimulation nerveuse périphérique ou centrale.94Hudspith MJ, Siddall PJ, Munglani R. Physiology of pain. In : Hemming HC, Hopkins PM, eds. Foundations of Anesthesia. 2nd ed. London, UK : Mosby ; 2006. p281.
Des preuves anatomiques, électrophysiologiques et pharmacologiques ont établi que la stimulation de la médulla rostroventromédiale (RVM) peut inhiber et/ou faciliter l’entrée nociceptive et non nociceptive dans la modulation descendante de la nociception, y compris celle provoquée par la stimulation du gris périaqueducal (PAG)95.Porreca F, Ossipov M H, Gebhart G F 2002 Chronic pain and medullary descending facilitation. Trends in Neurosciences. p319
Les cellules on et off du RVM répondent aux manipulations du gris périaqueducal PAG pour produire une analgésie comportementale en exerçant un effet inhibiteur net sur la nociception.96Fields HL, Basbaum AI, Heinricher MM. Mécanismes du système nerveux central de la modulation de la douleur. Wall & Melzack’s Textbook of Pain, 5e édition, P 130.
Les récepteurs opioïdes sont distribués dans tout le circuit modulateur de la douleur et exercent un effet modulateur sur l’entrée nociceptive.97 Hudspith MJ, Siddall PJ, Munglani R. Physiology of pain. In : Hemming HC, Hopkins PM, eds. Foundations of Anesthesia. 2nd ed. London, UK : Mosby ; 2006. p281.
La libération de ligands opioïdes endogènes au niveau des sites spinaux peut produire un effet analgésique. Ces substances fonctionnent en partie en réduisant la libération de transmetteur à partir des terminaux de la corne dorsale des nocicepteurs afférents primaires. Elles dirigent également l’inhibition postsynaptique des neurones centraux qui sont activés par une stimulation nocive. Les agonistes des récepteurs opioïdes (μ) mu et (δ) delta bloquent tous deux la libération d’acides aminés excitateurs par les afférences primaires. Les opioïdes endogènes contribuent également à la modulation de la douleur en inhibant la libération de neuropeptides par les afférences primaires.98Fields HL, Basbaum AI, Heinricher MM. Mécanismes du système nerveux central de la modulation de la douleur. Wall & Melzack’s Textbook of Pain, 5e édition, P 128.
Modulation ascendante de la douleur
La douleur ascendante primaire parvient des fibres des sites périphériques à la corne dorsale de la moelle épinière pour innerver certains neurones nocicepteurs. L’activation des récepteurs opiacés au niveau de la moelle épinière produit une hyperpolarisation des neurones, qui entraîne l’inhibition du tir et la libération de la substance P, un neurotransmetteur impliqué dans la transmission de la douleur, bloquant ainsi la transmission de la douleur. Les récepteurs opiacés à différents niveaux du SNC sont des sites cibles pour les neurotransmetteurs et les opiacés endogènes tels que les endorphines et les enképhalines. La liaison aux récepteurs dans les sites sous-corticaux entraîne une modification des propriétés électrophysiologiques de ces neurones et une modulation de l’information ascendante de la douleur.99Dafeny N. Pain Modulation and Mechanisms Section 2, Chapter 8 Neuroscience Online. U du Texas. 1997. p3
Circuits modulateurs de la douleur
Ces circuits modulateurs de la douleur offrent la promesse de traitements développés rationnellement, basés sur la manipulation de variables psychologiques, la contre-irritation et de nouveaux médicaments ou combinaisons de médicaments plus sélectifs.100Fields HL, Basbaum AI, Heinricher MM. Mécanismes du système nerveux central de la modulation de la douleur. Wall & Melzack’s Textbook of Pain, 5e édition, p125.