Voies de la douleur

Types de douleurs

La complexité du phénomène de la douleur se reflète dans les nombreux systèmes de classification existants. La douleur est divisée en plusieurs catégories, selon la région corporelle touchée, le système à l'origine des stimuli nocifs et la durée de chaque épisode douloureux. Nombre de ces classifications s’entrecroisent, et il est fréquent qu'une même expérience douloureuse puisse être décrite par plusieurs d'entre elles.

Durée :

• Douleur aiguë : apparition soudaine, généralement liée à une blessure (traumatisme, par exemple) ou à une maladie aiguë (inflammation, par exemple). Sa durée varie de quelques minutes à quelques mois.
• Douleur chronique : douleur persistante, durant de longues périodes. Elle peut être continue ou intermittente et persister même après la disparition de la cause initiale.

Région corporelle :

• Douleur somatique : provenant de récepteurs situés à la surface du corps.
• Douleur viscérale : provenant de récepteurs situés dans les organes internes.
• Douleur référée : perçue à un endroit différent de celui où se trouvent les nocicepteurs activés.

Origine :

• Douleur nociceptive : causée par une lésion tissulaire réelle ou potentielle dans différentes régions du corps, activant les récepteurs de la douleur.
• Douleur neuropathique : causée par une lésion affectant le système nerveux central ou périphérique, comme un traumatisme direct, une inflammation, une désafférentation ou une maladie dégénérative ; elle inclut la douleur projetée, causée par la compression ou l’irritation directe d’un nerf.
• Douleur idiopathique et psychogène : causée par des processus non explicables par des facteurs anatomiques ou physiologiques.

Récepteurs de la douleur (nocicepteurs)

Les nocicepteurs sont des structures spécialisées du système nerveux périphérique responsables de la réception des stimuli douloureux localisés au niveau de la peau, des articulations, des viscères et des muscles. Ce sont des récepteurs à seuil élevé, généralement des terminaisons nerveuses libres activées par des stimuli de forte intensité. Selon le type d'information qu'ils transmettent, les nocicepteurs sont classés en quatre catégories principales :

• Récepteurs chimiques : activés par des stimuli chimiques exogènes et endogènes.
• Récepteurs mécaniques : activés par une stimulation mécanique intense.
• Récepteurs thermiques : activés par des températures extrêmes.
• Récepteurs polymodaux : activés par divers stimuli de forte intensité (chimiques, mécaniques et thermiques).

Les récepteurs silencieux constituent un autre type de récepteurs de la douleur, moins fréquents. On les trouve généralement dans les articulations et ils restent insensibles aux stimuli chimiques, mécaniques et thermiques. Ils deviennent actifs suite à la libération de facteurs inflammatoires due à des lésions tissulaires, comme dans le cas de l'arthrite.

Réception de la douleur : nocicepteurs et fibres de transduction

Les stimuli nociceptifs sont détectés par des neurones sensoriels primaires (ou de premier ordre) spécialisés, dont les corps cellulaires sont situés dans les ganglions de la racine dorsale. Ces neurones sont bipolaires (ou pseudobipolaires), avec des prolongements dirigés à la fois vers la périphérie et la moelle spinale, où ils forment des synapses dans la corne postérieure ou dorsale. Les terminaisons périphériques de ces neurones sont des terminaisons nerveuses libres exprimant une grande variété de récepteurs, tels que les récepteurs couplés aux protéines G (RCPG), et des canaux ioniques, tels que les canaux TRP, activés par des stimuli nociceptifs spécifiques.

Lors de leur activation, les nocicepteurs génèrent des courants dépolarisants qui peuvent déclencher collectivement des salves de potentiels d'action. Ces potentiels d'action atteignent la corne dorsale de la moelle spinale via différents types de fibres de transduction (axones) véhiculant l'information sensorielle. Selon leur diamètre et leur myélinisation, les fibres sensorielles afférentes associées à la douleur peuvent être classées comme suit :

Les afférences nociceptives primaires peuvent être classées comme peptidergiques et non peptidergiques. Les nocicepteurs peptidergiques, principalement associés aux fibres C (bien que quelques fibres Aδ aient également été décrites), libèrent des neuropeptides tels que la substance P et le peptide apparenté au gène de la calcitonine (CGRP), qui se lient aux récepteurs couplés aux protéines G dans la corne dorsale, modulant ainsi la transmission de la douleur. Les neurones non peptidergiques peuvent être constitués de fibres Aδ ou C.

Voies Ascendantes

Les fibres nociceptives, comme les autres afférences sensorielles, se terminent dans la corne dorsale de la moelle épinière. La substance grise de la moelle spinale est organisée en dix couches (lames de Rexed) présentant des structures cytoarchitecturales et des caractéristiques fonctionnelles spécifiques. La corne postérieure contient les lames I à VI, qui traitent l'information sensorielle. Les lames spécialisées dans le traitement de la douleur sont :

• Lame I (zone marginale) : principalement responsable de la transduction de l’information nociceptive. Elle contient des neurones de projection et quelques interneurones.
• Lame II (substance gélatineuse) : impliquée dans le traitement de l’information, elle est riche en interneurones excitateurs (glutamatergiques) et inhibiteurs (GABAergiques, glycinergiques).

Les afférences primaires font synapse dans la corne dorsale selon des schémas spécifiques. Les fibres Aδ se terminent principalement dans la lame I, certaines se ramifiant dans des couches plus profondes comme les lames V et X. Les afférences peptidergiques Aδ et C se terminent dans la lame I et la région externe de la lame II. En revanche, les fibres C non peptidergiques font synapse dans la région centrale de la lame II. Les fibres Aδ et C atteignent également la lame V, véhiculant des informations relatives aux stimuli non nociceptifs.

Les neurones de la corne dorsale, recevant des afférences des neurones primaires, sont appelés neurones sensoriels secondaires (ou de second ordre) et projettent l'information vers les noyaux supérieurs. La nociception est véhiculée par le faisceau spinothalamique, dont les axones traversent la ligne médiane, remontent par le quadrant antérolatéral de la moelle spinale et se terminent principalement dans le thalamus. Les autres sensations remontent par la voie lemniscale.

Le faisceau spinothalamique est divisé en :

• Une division latérale (faisceau néospinothalamique), composée d'axones de neurones secondaires à petits champs récepteurs qui se projettent vers le noyau ventropostérolatéral (VPL) du thalamus ; ceci permet une localisation et une discrimination précises des stimuli nociceptifs.
• Une division médiale (faisceau paléospinothalamique), composée de neurones à champs récepteurs larges et complexes qui se terminent dans les noyaux intralaminaires du thalamus. Cette division est principalement responsable des réponses plus généralisées liées aux aspects émotionnels et cognitifs de la douleur.

Régions cognitives supérieures

Lorsque les neurones secondaires atteignent les noyaux thalamiques, ils font synapse avec les neurones sensoriels tertiaires (ou de troisième ordre). Ces derniers transmettent l'information sensorielle à des régions spécialisées, permettant ainsi la prise en charge des aspects nociceptifs, émotionnels et cognitifs de la douleur. À ce jour, aucune étude n’a permis d'identifier formellement une région spécifique responsable du traitement exclusif de l'information nociceptive. Les neurones sensoriels secondaires du faisceau néospinothalamique font synapse avec les neurones tertiaires qui projettent vers le cortex somatosensoriel primaire (S1). En revanche, les neurones du faisceau paléospinothalamique font synapse avec les neurones thalamiques intralaminaires qui projettent vers les cortex associatif et préfrontal (PFC). D'autres régions associées à la perception de la douleur comprennent le cortex cingulaire moyen et antérieur (CCM et CCA, respectivement), le cortex insulaire antérieur et postérieur (IA et IP, respectivement), le cortex somatosensoriel secondaire (S2), l'amygdale, l'aire tegmentale ventrale (ATV) et le noyau accumbens (NAc).

Ces régions n'agissent pas indépendamment, mais sont interconnectées, formant ainsi de vastes réseaux responsables du traitement et de la perception d'aspects spécifiques de la douleur. Par exemple, le cortex préfrontal, avec toutes les régions néocorticales liées à la douleur qu'il englobe (aires de Brodmann 8 à 14, 24, 25, 32 et 44 à 47), est connecté à des structures du système limbique, telles que l'amygdale. Il a été démontré que les projections du cortex préfrontal exercent une inhibition directe sur l'amygdale ; la perte de fonction de ce circuit contribue à l'hypersensibilité observée dans la douleur chronique.

Voies descendantes

Les voies descendantes qui modulent la douleur proviennent de la substance grise périaqueducale (SGP). La SGP reçoit des afférences de diverses régions, notamment le cortex préfrontal, le système limbique du cerveau, l'hypothalamus et le noyau central de l'amygdale. Le rôle régulateur de la SGP est indirect, car elle agit par le biais de connexions réciproques avec le noyau rostroventromédian du bulbe rachidien, un noyau de neurones situé dans le bulbe rachidien.

Le noyau rostroventromédian est le nœud clé final de la voie descendante, recevant des projections de la substance grise périaqueducale (SGP) et du noyau céruléen, un noyau noradrénergique du tronc cérébral. Les neurones de ce noyau projettent vers les lames de la corne dorsale, où ils ciblent les terminaisons afférentes primaires et les corps cellulaires des neurones secondaires sensibles aux stimuli nociceptifs. Son action module la douleur de façon bidirectionnelle, en atténuant (par inhibition) ou en amplifiant le signal douloureux.

La médiation de l’effet inhibiteur des voies descendantes est assurée par des peptides opioïdes endogènes, qui agissent comme neurotransmetteurs analgésiques. Les neurones du NRV peuvent activer les interneurones inhibiteurs de la corne dorsale, qui libèrent alors des peptides opioïdes, tels que l'enképhaline et la dynorphine. Ces peptides se lient respectivement aux récepteurs opioïdes μ et κ (mu et kappa) des terminaisons afférentes, diminuant l'excitabilité neuronale et bloquant ainsi la transmission des signaux nociceptifs aux niveaux supérieurs du système nerveux central.

Un déséquilibre entre l'effet inhibiteur et l'effet stimulant de la voie SPG-noyau rostroventromédian  est souvent à l'origine de douleurs neuropathiques et/ou inflammatoires.

Approfondissez vos connaissances sur ce sujet en consultant les unités d'étude suivantes :