Plasticité post-lésionnelle du réseau nerveux ventilatoire

Résumé du document

La totalité des commandes motrices provenant de l'encéphale circulent via la moelle épinière pour atteindre les muscles. Un traumatisme ou une maladie dégénérative peut détériorer la moelle épinière et perturber, voire empêcher, la transmission des messages nerveux. En Europe, on dénombre environ 400 000 personnes paraplégiques, et 10 000 nouveau cas s'y ajoutent chaque année.
Selon le niveau de la lésion, celle-ci peut causer une paraplégie ou une tétraplégie chez le patient touché. En outre, une lésion au niveau des vertèbres cervicales provoque une altération du système respiratoire en interrompant les voies nerveuses respiratoires descendantes. Les muscles respiratoires sont alors paralysés.
En réponse à cette perte de fonction, les patients atteints sont généralement placés sous assistance respiratoire, sans espoir de pouvoir un jour respirer de nouveau de manière autonome.

Extraits

[...] La réponse à la stimulation est suivie d'une période réfractaire (Fig II A2) et cette réponse disparait en cas de section ipsilatérale au site de la stimulation (Fig II B1 et 12, II B1). Groupe témoin La stimulation du côté gauche de la moelle épinière au niveau C1 ne provoque aucune réponse du nerf phrénique gauche, même en cas d'intensité importante (Fig I A2). Groupe transplanté La plupart des rats de ce groupe présentent une réponse du nerf phrénique gauche à une stimulation ipsilatérale, de manière similaire à la réponse obtenue du côté intact (Fig IA2). Cette réponse persiste en cas de section au niveau C1, bien que l'amplitude diminue (Fig IB2). [...]

[...] Greffe de nerf périphérique (PNG) au niveau du bulbe rachidien Cette technique a déjà été utilisée dans d'autres travaux pour étudier le phénomène de régénération axonale et le recouvrement de la fonction respiratoire (Aguayo 1985 ; Horvat 1991 ; Gauthier & Rasminsky 1988 ; Gauthier et al ; Lammari-Barreault et al ; Gauthier & Lammari- Barreault 1992). Il a notamment été montré que ces neurones greffés avaient le même type de décharge que les neurones respiratoires et que les rats greffés retrouvaient une fonction respiratoire normale pendant 2 à 5 mois après la transplantation. Cependant à 11 mois après la greffe, on n'observait plus ce recouvrement de la fonction respiratoire. [...]

[...] Le principal muscle respiratoire est le diaphragme. Sa contraction permet l'augmentation du volume de la cage thoracique et diminue la pression intrapulmonaire, permettant ainsi la respiration (Straus, 2005). Au niveau neurologique, la commande ventilatoire se décompose en trois temps au lieu de deux : une phase inspiratoire, une phase post-inspiratoire et une phase expiratoire. Cet enchaînement rythmique nécessite donc une distribution spatio-temporelle précise, dépendant de structures neuronales responsables du rythme ventilatoire : un générateur central (Straus, 2005). Le générateur central de la commande respiratoire se situe dans le bulbe rachidien, dans le tronc cérébral. [...]

[...] Un tel traitement est non seulement fortement handicapant mais peut également conduire à de sérieuses complications (infection, pneumonie ) et parfois même au décès du patient (Goshgarian, 2003). La commande respiratoire Tout comme le cœur, les muscles respiratoires ont la particularité de pouvoir maintenir leur activité phasique tout au long de la vie. Cependant, la commande des muscles respiratoires n'est pas intrinsèque, comme celle du cœur, mais extrinsèque et a pour origine le système nerveux (Straus, 2005). Chez l'homme, la commande respiratoire, ou ventilatoire, a deux composantes : une automatique et une volontaire. [...]

[...] Ce phénomène suggère l'existence d'une plasticité à long terme du système respiratoire. De plus, il a été montré que de nombreux neurones possèdent des voies collatérales, en plus de leurs voies habituelles. Dans le cas de la commande nerveuse respiratoire, ce phénomène est appelé Crossed Phrenic Phenomenon Pour cette étude, des sections de la moelle épinière sont pratiquées sur des rats afin d'étudier leurs conséquences sur le nerf phrénique et sur le diaphragme. Une transection du nerf phrénique est également pratiquée sur certains animaux. [...]