Système nerveux entérique et maladie de Parkinson

Le système nerveux central

 Le système nerveux central est composé du cerveau et de la moelle épinière. Il centralise toutes les informations afférentes et permet notamment le contrôle de l’ensemble du corps humain, tant par les mouvements, les émotions et les fonctions autonomes. Penser, percevoir, planifier, et comprendre un langage font partie des attributions du cerveau. Le système nerveux central est protégé par la barrière hématoencéphalique (BHE), permettant une protection optimale du SNC contre les agents exogènes infectieux ou chimiques. La moelle épinière est composée majoritairement de projections neuronales provenant du cerveau (efférentes) ou du système nerveux périphérique (afférentes). Elle est donc une extension du cerveau protégée par la colonne vertébrale. Son rôle principal est de recevoir et d’envoyer des informations sensorielles ou motrices dans toutes les parties du corps inférieures à la tête. En lien avec la théorie de Braak, deux zones cérébrales sont mises en avant : le tronc cérébral et les bulbes olfactifs. 

Tronc cérébral 

Le tronc cérébral (TC) est une zone particulière du cerveau reliant la moelle épinière au cerveau, situé en avant du cervelet (Figure 27 A). Le TC est le lieu de départ de dix des douze nerfs crâniens (du IIIème au XIIème). C’est ici que circulent toutes les informations motrices et sensorielles pour toutes les parties du corps situées sous cet organe. Il s’agit d’une partie extrêmement importante du cerveau, car les connexions nerveuses entre les  systèmes moteurs et sensoriels présents dans le cerveau et les effecteurs/récepteurs présents dans le reste du corps transitent par le TC. Le TC joue également un rôle important dans la régulation de fonctions autonomes telles que le système cardiovasculaire ou respiratoire. Ainsi, le TC participe à la régulation de nombreuses fonctions fondamentales, dont la fréquence cardiaque, la respiration, le sommeil et la digestion. Figure 27 : Structure neuro-anatomiques du tronc cérébral et des neurones olfactifs. A. Représentation des différents noyaux des nerfs crâniens, encadré en rouge, le noyau dorsal du nerf vague. B. Représentation du bulbe olfactif et de sa connexion avec l’environnement extérieur par les neurones olfactifs. Ces neurones peuvent capter les molécules odorantes mais aussi ils peuvent être mis en contact directement avec des neurotoxiques de l’environnement extérieur. 

Bulbes olfactifs 

Les bulbes olfactifs sont situés à l’avant du cerveau chez la majeure partie des vertébrés. Chez l’homme, ils sont situés sous les cortex frontaux, au-dessus des fosses nasales. Ces fosses nasales sont tapissées d’une muqueuse : l’épithélium olfactif, dont le rôle A B  principal est de détecter les molécules aromatiques environnantes respirées par l’individu (Figure 27 B). Cet épithélium comporte des neurones appelés neurones récepteurs olfactifs (NRO) (Nagayama et al., 2014). Ces neurones bipolaires comportent en leurs extrémités des cils captant les molécules olfactives respirées rejoignant la muqueuse nasale, et ils projettent leur axone directement dans les glomérules olfactifs présents dans les bulbes olfactifs. Ces neurones sont donc une porte d’entrée directe sur le cerveau, ils ont des systèmes de protection plus poussés que d’autres structures cérébrales moins exposées aux facteurs environnementaux. Parmi ces systèmes de protection il y a le mucus tapissant l’épithélium olfactif, fluide ayant une forte activité protéolytique et métabolique. Ce mucus est renouvelé continuellement pour être ensuite évacué vers l’œsophage où la digestion va se charger d’éliminer ou de métaboliser ces contaminants. Ainsi avec cette conformation particulière, la majeure partie des contaminants captés par le mucus vont être transportés dans l’estomac pour une élimination. Tout contaminant respiré est donc possiblement mis en contact avec le système digestif. (Livre Exposure Analysis publié par Wayne R. Ott, Anne C. Steinemann, Lance A. Wallace).

 Le système nerveux entérique 

L’intestin est souvent appelé le « deuxième cerveau » à cause du nombre important de neurones constituant son système nerveux, le système nerveux entériques (SNE). Selon les estimations, il est composé de 200 à 600 millions de neurones, comparativement au cerveau qui lui est composé d’environ 86 milliards de neurones (Azevedo et al., 2009). Le SNE est une structure quasi autonome composées de circuits contrôlant, entre autres, la digestion, des fonctions motrices comme le péristaltisme, le flux sanguin local, les fonctions des muqueuses et des fonctions endocrines. Ce chapitre détaille la structure et l’innervation du système nerveux entérique. La maladie de Hirschsprung est une maladie génétique touchant une naissance sur 5000 en moyenne (Amiel et al., 2008). Cette maladie se caractérise par l’absence de ganglions entériques (absence des plexus myentériques et sous-muqueux) sur une longueur variable de l’intestin, principalement dans les parties distales. Le SNE ne se développe donc pas dans  les parties concernées (Langer, 2013), et ceci provoque une interruption du transit intestinal menant à l’accumulation des fèces dans l’intestin aganglionique pouvant entrainer la mort du nouveau-né s’il ne bénéficie d’aucune intervention médicale. Une intervention chirurgicale est possible et consiste en la résection de la partie du colon non pourvue de SNE. Ceci montre l’importance du système nerveux entérique dans le processus de digestion. A l’inverse, même si la perte des neurones entériques est létale, une rupture de la connexion entre le SNE et le SNC n’entraîne que très peu de défauts. La vagotomie est même utilisée en traitement de patients ayant des ulcères peptiques (Lagoo et al., 2014). Ceci montre la relative indépendance du SNE par rapport au SNC dans les taches qu’il effectue, faisant de lui un système nerveux « autonome ». 

Structure anatomique du tube digestif 

Le tube digestif est composé de l’œsophage, de l’estomac et des intestins, comprenant l’intestin grêle avec le duodénum, le jéjunum et l’iléon, et le gros intestin, composé du caecum et du colon. Le rôle du tube digestif est de métaboliser les nutriments apportés par le bolus alimentaire. Dans notre étude le duodénum, le jéjunum, l’iléon, le caecum et le colon sont nos sections d’intérêt. Bases de l’innervation gastro intestinale Le SNE est relié au SNC par l’intermédiaire du nerf vague, projetant directement depuis le noyau dorsal du nerf vague se situant dans le TC, jusque dans les plexus neuronaux présents dans le SNE, comme il est indiqué sur la Figure 28 (Rao et Gershon, 2016). Le nerve vague projette directement dans les plexus entériques pour les actions parasympathiques, les projections sympathiques sont d’abord reçues par un ganglion prévertébral. Adapté de (Rao et Gershon, 2016) Le noyau dorsal du nerf vague Le noyau dorsal du nerf vague (DMV, Dorsal Motor nucleus of Vagus nerve), est un noyau pair de forme allongée situé des deux côtés de la médulla oblongata dans le tronc cérébral. C’est ce noyau qui centralise les fibres autonomiques préganglionnaires parasympathiques innervant le tractus gastrique (Greene, 2014). Les axones issus du DMV innervent le système digestif depuis le bas de l’œsophage jusqu’au colon. Il innerve aussi d’autres organes ayant des fonctions autonomes, par exemple une partie du système cardiovasculaire est innervée par le nerf vague. D’un point de vue structurel, le DMV est composé de neurones dont les axones sont fins, très ramifiés et peu ou pas myélinisés. Ces neurones sont principalement acétylcholinergiques et projettent directement dans le SNE par l’intermédiaire du nerf vague.