Les motoneurones de la moelle épinière face à la douleur

Le réflexe moteur de retrait est une réponse classique à une stimulation douloureuse. Les travaux de Frédéric Brocard, au sein de l'Institut de neurosciences de la Timone, en collaboration avec des chercheurs de l'Université Cornell (USA) et de l'Institut de médecine à Budapest, révèlent des mécanismes cellulaires et moléculaires qui sensibilisent les neurones responsables de cette réponse motrice. Ces résultats qui ouvrent de nouvelles perspectives pour le traitement des douleurs neuropathiques, sont publiés dans la revue e-Life.

Le placement accidentel de la main sur une plaque de cuisson chaude active les fibres sensorielles de notre peau. Ces fibres transmettent les impulsions électriques à notre cerveau où la sensation douloureuse est traitée. Dans le même temps, ces impulsions sont transmises aux motoneurones qui contrôlent nos muscles afin de déclencher un réflexe de retrait éloignant notre main de la source douloureuse (Fig. A). Dans ce cadre, la douleur a un rôle utile pour réduire la gravité d'une blessure. A la suite d'un traumatisme ou d'une maladie, certaines personnes sont atteintes "d'hyperalgésie". Elles ont alors une perception douloureuse anormalement intense. Cet état résulte en partie de la production dans le système nerveux d'une molécule, la bradykinine, qui sensibilise les fibres sensorielles, les obligeant à transmettre de façon disproportionnée les impulsions électriques douloureuses au cerveau. Cette perception excessive rend la douleur inappropriée. En dehors de son action largement documentée sur le versant sensoriel, l'effet de la bradykinine sur le versant moteur, et en particulier sur les motoneurones, restait jusqu'à ce jour inconnu.
 

Figure: Représentation schématique du trajet de la douleur vers le cerveau et les motoneurones de la moelle épinière. B: Représentation schématique des mécanismes ioniques impliqués dans la sensibilisation des motoneurones par la bradykinine. InsP3, inositol 1,4,5-trisphosphate; PIP2, phosphatidylinositol-4,5-diphosphate; PLC, Phospholipase C; ER, réticulum endoplasmique.

Dans cette nouvelle étude, les chercheurs de l'équipe "Plasticité et Physio-Pathologie des réseaux Moteurs rythmiques (P3M)" dévoilent les mécanismes par lesquels la bradykinine sensibilise les motoneurones à la douleur (Fig. B). A travers l'activation des récepteurs B2, la bradykinine dépolarise les motoneurones, rapprochant leur potentiel de membrane du seuil de déclenchement d'un réflexe moteur de retrait. Cette sensibilisation des motoneurones repose sur une cascade d'évènements intracellulaires qui aboutit à une libération massive du calcium dans la cellule (Fig. B). Le calcium libéré se fixe à une protéine, la calmoduline et le complexe calcium/calmoduline ainsi formé inhibe une conductance potassique et active une conductance sodique. Ce mécanisme ionique à la base de la sensibilisation des motoneurones facilite le déclenchement d'un réflexe moteur.

Ces travaux démontrent ainsi qu'en dehors de son action sur le versant sensitif lié à la douleur, la bradykinine est également capable de sensibiliser le versant moteur. Par conséquent, l'hyperalgésie, classiquement mesurée par le seuil de déclenchement d'un réflexe moteur de retrait, ne repose pas exclusivement sur une hypersensibilité sensorielle mais également sur celle des motoneurones.

Les chercheurs espèrent que cette avancée scientifique permettra à la fois de mieux comprendre l'origine de certaines douleurs neuropathiques et de développer de nouvelles stratégies thérapeutiques visant à les réduire.