1-2    Contrôle neurologique de l’activation détrusorienne et de la relaxation sphinctérienne                  

M. Perrigot * et J.M. Soler **

 

*Service de médecine physique et de réadaptation, hôpital de la Salpêtrière,

75652 Paris Cedex 13, France.

** Centre médical Docteur Boufard‑Vercelli, Cap Peyrefite, 662go Cerbère, France.

 

LE CYCLE CONTINENCE MICTION

 

La fonction vésicosphinctérienne [figure 1] assure une alternance de continence (stoc­kage d'urine lent) et de miction (évacuation rapide). La commande nerveuse est cen­trale, réflexe et volontaire, à différents étages, selon des mécanismes divers et intri­qués. La défaillance des mécanismes de contrôle aboutit à une hypoactivité vésicale dans un cinquième à un tiers des cas. Il se produit un syndrome obstructif, consé­quence de cette hypoactivité et/ou d'un mécanisme urétral autonome.

 

 

Figure 1. Le cycle miction‑continence : exploration par enregistrement des pressions vésico‑urétrales et des activités électrophysiologiques (électromyogramme du sphincter strié urétral, potentiel cutané sympathique).


LE CONTRÔLE NEUROLOGIQUE

 

Les structures (figure 2)

Le niveau médullaire ‑ les centres (figure 3)

Les centres mictionnel sacrés décrits par Budge et Kupressov chez le chat (centre du détrusor S3) et le chien (centre du sphincter strié S4) ont été confirmés et précisés par de nombreux auteurs. Onuf a décrit un groupe neuronal particulier, intermédiaire entre les neurones parasympathiques "piriformes" et les neurones somatiques de la corne antérieure (en étoile). Ce "noyau d'Onuf" aurait un rôle déterminant, après lésion médullaire, dans la réapparition de l'automatisme vésicosphinctérien.

Les observations cliniques de paraplégies traumatiques complètes ont confirmé la néophysiologie vésicosphinctérienne organisée par les centres mictionnels, surtout activateurs parasympathiques sacrés [z, z]. Ces centres sont susceptibles d'organiser des cycles continence‑miction. L'hyperactivité vésicale est la règle, de même que la dyssynergie vésicosphinctérienne striée, expression de l'hypertonie neurologique du sphincter strié et de la mauvaise coordination détrusor‑sphincter, à l'origine de la dysurie.

 

Le niveau du tronc cérébral (figure 3) Les centres

 

Ce sont les expériences de sections étagées du tronc cérébral faites par Barrington [3­5]qui ont démontré l'existence, chez l'animal, des centres mictionnel bulbo‑protubé­rantiels. Ils sont de deux types, comme cela a encore été vérifié récemment au cours d'expérimentations d'électrophysiologie cellulaire[6, 7]: un centre principal activateur médian bien localisé, proche du locus coeruleus et fonctionnant en synergie avec ce dernier ; un centre antérolatéral plus diffus, ayant une action variable sur la vessie et surtout sur le sphincter strié. Ce dernier fonctionne en coordination avec le premier centre qui le commande.

Les stimulations, au moyen de microélectrodes, du centre mictionnel activateur médian produisent une chute des pressions urétrales, suivie deux secondes plus tard, d'une augmentation des pressions intravésicales, témoin de la contraction vésicale [6, 8, 91. Morrison [so] confirmait que le facteur déterminant de l'activation vésicale était le degré de remplissage vésical, tout comme cela avait été signalé au niveau du gan­glion pelvien. La stimulation du centre latéral provoquait, de façon variable, une aug­mentation ou une diminution de l'activité électromyographique sphinctérienne striée. Griffiths[8]confirme à son tour que la région médiane est le véritable, centre miction­nel contrôlant la miction ; il présumait également l'existence de connexions avec la région latérale pour la relaxation sphinctérienne striée, contemporaine de la contrac­tion vésicale.

Quelques observations cliniques de destruction de la protubérance avec Locking syn­drome s'accompagnent de rétention d'urine définitive avec hypoactivité vésicale, témoin de la destruction du centre mictionnel activateur protubérantiel. Dans ces conditions, l'absence de libération de l'automatisme vésicosphinctérien médullaire sacré reste inexpliquée.


Le niveau encéphalique (figures 2 et 4) La clinique

La rétention d'urine, bien que peu fréquente, est bien connue au cours des affections encéphaliques, déjà décrite par Geffrier [ii] dans sa thèse en 1884, puis par Alajouanine et Thurel [i2] en 1933, qu'il s'agisse d'hémiplégie vasculaire, de syndro­mes frontaux de causes diverses, de syndromes parkinsoniens... De très nombreuses régions corticales et sous‑corticales ont été décrites chez l'animal, intervenant dans le fonctionnement vésicosphinctérien [13]. Andrew et Nathan (14], en 1964 avaient, les premiers, décrit les aires frontales impliquées (aires 4, 6, 8, 9, 24). Ils décrivaient un mécanisme pour la rétention d'urine: hypoactivité vésicale avec hypoesthésie et hypo­tonie du détrusor. D'autres auteurs ont décrit ultérieurement d'autres mécanismes possibles : troubles de la programmation et de la mise en route du programme mic­tionnel de certaines observations de syndrome frontal, dyssynergie vésicosphincté­rienne striée dans les accidents vasculaires hémorragiques sous‑corticaux proches des noyaux gris centraux. La dyssynergie sphinctérienne striée est cependant très dif­férente de celle observée chez les paraplégiques, ce qui a conduit tous les auteurs à évoquer une pathogénie différente. Kerdraon [15]a récemment démontré, chez l'hémi­plégique, l'existence d'une réelle spasticité du sphincter strié, homolatérale à l'hémi­plégie.

Il existe donc manifestement différents mécanismes étiopathogéniques de la dysurie au cours des lésions encéphaliques.


Les connexions [6]

Les connexions centrales

Les voies afférentes et efférentes ‑ corticales

Après Barrington, beaucoup d'auteurs ont décrit les connexions bulbospinales.

Les voies ascendantes

 

Les voies spinales impliquées dans la transmission des messages afférents provenant de l'appareil vésicosphinctérien sont mal connues. Les études anatomocliniques [16, 17jindiquent que l'activation des récepteurs vésicaux provoque la sensation de besoin modéré et serait transmise par le faisceau spinothalamique, l'activation des récep­teurs urétraux provoquant la sensation de besoin impérieux (et de miction imminente) par les cordons postérieurs, de même que les messages extéroceptifs d'origine uré­trale. Les études de Hitchkock[18Jen 1974 aboutissent à des conclusions semblables.

 

Les voies descendantes

 

Les études chez l'animal indiquent que la voie spinale modulant l'activité du détrusor passe par les faisceaux réticulospinaux [1g]. Chez le singe, les voies spinales vésico­motrices ont été localisées ; elles cheminent dans la partie la plus superficielle du cor­don latéral. Cette situation des voies sensitivomotrices dans les cordons latéraux parai confirmée chez l'homme par l'étude de cas de cordotomie [i8]. Les voies des­cendantes se projettent sur le noyau d'Onuf. Des projections corticospinales à partir de l'aire motrice primaire sur le noyau d'Onuf ont été mises en évidence chez le singe par des études électrophysiologiques et anatomiques. Chez l'homme, les fibres médullaires destinées aux motoneurones somatiques du plancher pelvien se situe­raient dans le même plan frontal, mais en position plus externe que celles destinées au contrôle des neurones vésicaux [17,18].

 

Les progrès

 

Les progrès décisifs ont été le fait de la neurophysiologie cellulaire et de l'étude des marqueurs spécifiques. Les connexions bulbospinales, en particulier, ont pu être étu­diées etvisualisées par l'injection de marqueurs spécifiques (type WGRHRP) au niveau des centres mictionnels pontiques, puis cheminant le long des voies médullaires, pour se terminer sur les motoneurones vésicaux parasympathiques, sur un réseau d'inter­neurones de la moelle sacrée. À ce niveau, les connexions sont excitatrices, de nature GABAergique.

L'injection intravésicale de virus rabique a permis de visualiser parfaitement les voies afférentes du réflexe mictionnel ainsi que les différents centres médullaires du tronc cérébral, sous‑corticaux et corticaux.

La microstimulation directe des interneurones médullaires produit une chute des pres­sions urétrales, sans modification des pressions vésicales.

 

La maturation

 

Expérimentalement, les interrelations des centres mictionnels pontiques et sacrés ont été étudiées chez l'animal au cours de la maturation vésicosphinctérienne (figure 3). Au moment de l'évolution du système nerveux, où se fait le passage du contrôle réflexe segmentaire sacré au contrôle réflexe spinopontique, on constate une réduction très importante de l'activité des neurones parasympathiques préganglionnaires, consé­quence de l'inhibition encéphalique.

Les modifications synaptiques

 

La suppression des influx inhibiteurs encéphaliques, et particulièrement des réflexes vésico‑bulbospinaux, est à l'origine du renforcement des synapses existantes et de la formation de nouvelles connexions synaptiques médullaires sus‑ et sous‑lésionnelles.

C'est ainsi que l'on explique le rôle déterminant du noyau d'Onuf dans la réapparition de l'automatisme vésicosphinctérien après choc spinal, ce noyau étant préservé par­tiellement ou en totalité à la phase de choc, ou tout au moins ayant une réorganisation rapide (quelques heures, voire quelques minutes).

L'apparition de l'obstruction sous‑vésicale par dyssynergie vésicosphinctérienne striée est également susceptible de modifier le fonctionnement des réflexes miction­nels spinaux, comme cela se produit également pour d'autres afférences proches (périnéale, anale, intestin terminal) ou même distantes (peau, spasticité des membres inférieurs). Ces afférences existent chez le nouveau-né, disparaissent au cours de la maturation vésicosphinctérienne, et réapparaissent après lésion médullaire.

 

Les connexions périphériques

 

Les lésions du système nerveux périphérique, en règle générale, diminuent ou abolis­sent le réflexe mictionnel. L'hypoactivité vésicale est la règle, au moins dans les affec­tions neurologiques acquises.

 

LE CONTROLE RÉFLEXE DE LA MOTRICITÉ VÉSICALE  (figures 3 et 4)

Barrington et Kuru ont décrit l'essentiel des réflexes mictionnels  (figures 5). et (figure 6).

La miction

La miction normale dépend d'un réflexe spino‑ponto‑spinal. L'augmentation du volume vésical stimule les mécanorécepteurs vésicaux, et, au‑delà d'un certain seuil, cette activation par voie réflexe déclenche une contraction du détrusor(3, 201. C'est le réflexe mictionnel. Ses afférences et ses afférences se situent dans les nerfs pelviens. Il disparaît avec la section spinale. Le circuit réflexe est vraisemblablement spino­ponto‑spinal.

Barrington (4j avait décrit un deuxième stimulus favorisant l'activité vésicale : le pas­sage de l'urine dans l'urètre postérieur active les afférences urétrales qui amplifient ainsi l'activité des neurones parasympathiques sacrés et renforcent l'activité du détru­sor. Ce réflexe, décrit chez l'animal, n'a pas été démontré chez l'homme.

L'association de ces deux stimuli (tension de la paroi vésicale et flux urétral) entraîne une contraction vésicale ; celle-ci va elle-même augmenter la tension pariétale vési­cale, et donc augmenter l'activité des afférences vésicales, qui vont entretenir la contraction du détrusor. La phase mictionnelle comporte, d'une part, le réflexe mic­tionnel, et, d'autre part une synergie vésicosphinctérienne, donc une relaxation uré­trale. La miction s'accompagne d'une relaxation des pressions urétrales par inhibition active des systèmes de clôture.

Chez l'homme, on observe une diminution des pressions urétrales, avec abolition de l'électromyogramme du sphincter strié qui précède la miction et se prolonge pendant toute sa durée. C'est la synergie vésicosphinctérienne. Les voies afférentes passent par le nerf pelvien, les voies efférentes par le nerf pelvien et les nerfs honteux. Le cir­cuit est vraisemblablement spino‑pontique, cette synergie disparaissant dans les sec­tions médullaires.

La continence (figures 3 et 6)

Les mécanismes réflexes contribuant à la continence ne sont pas bien connus. On peut cependant noter qu'il est reconnu que, pendant cette phase, il existe une inhibition du système parasympathique par l'activité sympathique et somatique.

Il existe, pendant la phase de continence, un remplissage progressif de la vessie et une fermeture des sphincters urétraux. Cela est rendu possible par deux mécanismes d'une part, une inhibition réflexe du détrusor, et d'autre part, un renforcement de la clôture urétrale.

Phase de continence

Les afférences vésicales, activées par la stimulation des mécanorécepteurs vésicaux au cours du remplissage, empruntent le nerf érecteur et, au dessous d'un certain seuil, vont entraîner une diminution de l'activité du détrusor par l'inhibition de l'action para­sympathique j21Jet l'activation des neurones sympathiques [22, 231.

Par les afférences d'origine colique, chez l'homme comme chez l'animal, les afférences des mécanorécepteurs d'origine anale et colique sont susceptibles d'inhiber l'activité du détrusor par voie réflexe médullaire. La voie afférente est le nerf honteux interne, la voie efférente le parasympathique.

Par certaines afférences périnéales, chez l'homme, l'inhibition du réflexe mictionnel apparaît lors de la stimulation d'afférences cutanées et de la muqueuse génitale. Bien entendu, l'inhibition volontaire est aussi un facteur d'inhibition parasympathique [241.

 

Activation des neurones hypogastriques

 

C'est le réflexe sympathique, inhibiteur du détrusor, qui est activé par l'augmentation de la tension vésicale intramurale. La voie afférente est le nerf érecteur, la voie effé­rente le nerf hypogastrique (23, 251

 

Renforcement de la clôture urétrale

 

Le réflexe urétro‑sphinctérien (guarding reflex), la tension intramurale ou du col vési­cal, ou le passage de l'urine dans l'urètre vont entraîner une activité croissante du sphincter strié et un renforcement des pressions. Les voies afférentes et efférentes sont le nerf honteux interne.

Les réflexes périnéaux inhibiteurs du détrusor, sont activés par les tensorécepteurs des muscles du périnée. La voie afférente est le nerf pudendal (honteux), la voie effé­rente le nerf érecteur [261.

Les tensorécepteurs des muscles périnéaux et du sphincter strié peuvent être sollici­tés passivement par le poids des organes sus-jacents ou activement par des efforts de retenue. Il a été décrit deux circuits : un circuit exclusivement médullaire, et un circuit passant par la moelle et le pont. Il est classiquement admis que le remplissage vésical utilise le réflexe médullaire. La contraction volontaire du sphincter strié et des muscles périnéaux entraîne une diminution du besoin d'uriner et un arrêt de la contraction du détrusor.

 

Chez l'homme (figures 1 et 7) le contrôle cortical se résume par la faculté de déclen­cher ou d'inhiber la miction. Il suppose la possibilité de reconnaître les informations sur l'état de réplétion de la vessie.

 

Besoin d'uriner

 

Les mécanismes de la sensation de besoin sont mal connus. Pour Bors et Comarr(27J, le point de départ est une stimulation des tensorécepteurs du détrusor. Le vrai besoin est déterminé par la contraction du détrusor et emprunte les faisceaux spinothala­miques. Le besoin douloureux passe par les cordons postérieurs et correspond à une distension vésicale. Holstege [281, dans sa section des cordons spinothalamiques, a montré qu'il y avait une perte du besoin, mais une conservation du besoin douloureux.

 

 

Normalement, seuls les tensorécepteurs sont à l'origine du processus de sensation de besoin. La sensation de besoin est proportionnelle au nombre de récepteurs stimulés, donc faible au début du remplissage et très augmentée en fin de remplissage. Ces informations sont projetées du cortex pariétal et interprétées ensuite comme une sen­sation de besoin. L'individu peut alors différer la miction en accroissant sa capacité vésicale, en inhibant la contraction du détrusor, ou déclencher volontairement la mic­tion.

 

LE ROLE DES MÉDIATEURS CHIMIQUES  (figure 8)

 

Au niveau médullaire

 

Les lésions médullaires modifient la synthèse et/ou la libération des neurotransmet­teurs.

Beaucoup de médiateurs chimiques produisent, chez l'animal, une inhibition vésicale : hydroxytryptamine (HT), phényléphrine, carbacholine, MK 8o1, facteur de croissance neuronale (CRO, et aussi bradykinine, histamine, oxyde nitrique (NO).

Le facteur de croissance neuronal joue un rôle manifeste dans une obstruction résul­tant de la dyssynergie vésicosphinctérienne striée, où il est trouvé des taux élevés, alors que les taux sont normaux dans les cas d'obstruction mécanique expérimentale chez l'animal et dans l'hypertrophie bénigne de la prostate.

Au niveau du tronc cérébral

À différents niveaux du système nerveux, les micro‑injections ont permis d'analyser de façon beaucoup plus précise les effets sur le réflexe mictionnel des médiateurs injec­tés.

Pour les médiateurs impliqués dans l'inhibition du réflexe mictionnel (GABA, dopa­mine, enképhalines, carbacholine) et pour les médiateurs impliqués dans l'activation du réflexe mictionnel (noradrénaline, biculline, enképhalines, naloxone, GABA), on peut imaginer, à l'origine de l'hypoactivité vésicale, un déficit de synthèse excrétion, action.

L'alchimie est complexe, comme en témoigne encore l'action potentiellement opposée d'un même médiateur sur deux structures très voisines et complémentaires : centre mictionnel activateur pontique médian et locus coeruleus (c'est le cas pour la nora­drénaline et les enképhalines, partiellement pour l'acétylcholine).


La 5‑hydrotryptamine (FIT) est également impliquée dans le contrôle du réflexe mic­tionnel. On a ainsi pu démontrer une action spécifique sur les efférences. En effet, l'in­jection, au niveau du centre mictionnel pontique activateur, d'un antagoniste spéci­fique (WAY ioo635) abolit les contractions vésicales spontanées et réduit l'amplitude des contractions obtenues par stimulation du centre pontique de 50 à 70 %. Les poten­tiels protubérantiels évoqués après stimulation des nerfs pelviens ne sont pas affec­tés. Cette série d'expérimentations, conduite par Kakizaki et al. [291, est un bel exem­ple des possibilités des recherches actuelles.


Au niveau encéphalique

Chez l'homme, Aranda et Cramer j3ojont objectivé que l'apomorphine (agoniste dopa­minergique) administrée par voie générale réduisait très sensiblement l'hyperactivité vésicale lors de tests pharmacologiques. Les effets secondaires importants rendent impossible l'utilisation clinique. Chez l'animal, la desmopressine inhibe l'activité vési­cale via un mécanisme GABAergique. Yoshimura et al. jas, 321, en 1990, suggéraient que la dopamine issue de la pars compacta inhibait la miction par l'intermédiaire des récepteurs dopaminergiques Di, agissant sur les afférentes issues de la moelle sacrée, mais non sur les efférentes provenant des noyaux gris centraux.

EXISTE‑T‑IL UNE NEUROPHYSIOLOGI DES PHÉNOMÈNES MÉCANIQUES ?

L'anatomophysiologie suggère et définit une synergie de mouvement entre le dia­phragme, la sangle abdominale, le rachis et le périnée.

Le premier temps de la poussée abdominale est une inspiration, volontaire ou réflexe lors de la toux spontanée. Lors de cette inspiration il y a activation des récepteurs sen­sitifs nasaux, pharyngolaryngés, trachéobronchiques, alvéolaires, puis diaphragma­tiques, abdominaux, péritonéaux, viscéraux ; les informations gagnent les structures du tronc cérébral, essentiellement le noyau du faisceau solitaire (IX, X). Les voies affé­rentes sont multiples (V, IX, X, nerfs phréniques, puis 4es racines cervicales). Il y a ana­lyse cortico‑sous‑corticale de l'information, puis mise en action du phénomène réflexe (toux) non inhibé ou de l'action volontaire (toux ‑ poussée abdominale), de finalité variée : effort rachidien, défécation, accouchement, manoeuvre de Valsalva, etc., et donc de régulation diverse.

Les voies efférentes sont multiples et leurs activations simultanées ou successives (étudiées chez l'homme par électromyographie ou électrostimulation et, chez l'animal, par étude des potentiels neuronaux) :

§         les diaphragmes, qui, en s'abaissant, produisent un élargissement de la base thora­cique (centres spinaux C4, nerfs spinaux, nerfs phréniques) ;

§         les muscles intercostaux (centres spinaux dorsaux, nerfs intercostaux) ;

§         les muscles abdominaux, qui permettent de résister à la pression excentrique des viscères abdominaux du fait de la descente du diaphragme et malgré l'augmentation antéro‑postérieure du caisson abdominal (centres spinaux lombaires, nerfs spinaux lombaires) ;

§         les muscles spinaux rachidiens, cervicaux antérieurs, dorsaux postérieurs (centres et nerfs spinaux correspondants) ;

§         les muscles du plancher pelvien (releveurs de l'anus et sphincter strié urétral), dont l'activation est nettement moindre que celle des abdominaux.

 

La poussée abdominale proprement dite, comme la toux, se fait en inspiration bloquée à glotte fermée (IX, X). Lors de cette poussée, on observe, chez l'animal, une activation des récepteurs viscéraux (X, sympathique et parasympathique pelvien), et chez l'homme une augmentation importante (supérieure à loo %) de l'activité réflexe des membres inférieurs sur les fléchisseurs et les extenseurs (centres spinaux lombosa­crés, racines lombosacrés, plexus, nerfs périphériques). Lors de la toux réflexe, on observe au contraire une diminution d'activation, elle aussi importante (supérieure à 8o %), dont l'interprétation est une action sur les voies inhibitrices supraspinales. On connaît chez le chat des neurotransmetteurs agissant sur le réflexe, de toux (GABA, benzodiazépine). L'inspiration bloquée à glotte fermée s'associe à un blocage du dia­phragme, une contraction de la sangle abdominale et une hyperpression intrathora­cique et intra‑abdominale.

Le périnée, qui participe au soutènement, se contracte simultanément. Lors de la toux, on observe une contraction réflexe des sphincters striés urétral et anal, beaucoup plus marquée que lors de la poussée simple. Lors de la poussée abdominale proprement dite, volontaire ou lors de la toux (volontaire ou réflexe), il a été largement démontré que la transmission des pressions abdominales (ou rectales) était intégrale à la vessie (plus de 98 %, pressions intravésicale et pré­vésicale identiques). Au niveau de l'urètre, il a été démontré une anticipation réflexe de l'activité urétrale précédant l'augmentation des pressions abdominales ou vésica­les.

Au point de vue physiologique, le col vésical et l'urètre proximal se comportent comme un véritable sphincter, avec des principes de fonctionnement précis :

§         compression circulaire péri‑orificielle ;

§         mécanismes d'adaptation aux variations de la pression abdominale, sous contrôle neurologique ; ‑ fermeture étanche de la lumière urétrale ;

§         soutènement et contrôle des mouvements de l'urètre proximal lors des augmenta­tions de pression abdominales et vésicales.