Etude des réseaux neuronaux impliqués dans les contrôles descendants inhibiteurs de la douleur

• Auteur / Autrice : Olivier Roca-Lapirot
• Direction : Philippe Luccarini
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Neurosciences
• Date : Soutenance en 2009
• Etablissement(s) : Clermont-Ferrand 1

Mots clés

Mots clés contrôlés

Neurosciences

Résumé

Les contrôles inhibiteurs diffus induits par stimulation nociceptive (CIDN) sont de puissants contrôles endogènes de la douleur et modulent l'activité nociceptive des neurones spinaux et trigéminaux. Les CIDN sont sous-tendus par une boucle indiquant des structures supra-segmentaires. Dans notre étude, les CIDN sont mesurés aussi bien chez le rat anesthésié, par l'inhibition de l'activité neuronale trigéminale induite par une stimulation nociceptive hétérotopique, que chez le rat vigil, par la réduction de la réponse de grattage à l'injection faciale de formol induite par une contre-irritation au formol injecté sur une patte postérieure. Dans ce travail, nous avons tout d'abord évalué l'implication de l'une des voies ascendantes nociceptives majeures, la voie NK1-spino-parabrachiale, dans les CIDN. Ensuite, étant donné la relation existant entre la régulation cardiovasculaire et la sensibilité à la douleur, nous avons voulu savoir si le niveau de CIDN dépendait de celui de la pression artérielle (PA). Enfin, après les études antérieures, montrant l'implication des systèmes sérotoninergique et noradrénergique dans les contrôles descendants inhibiteurs de la nociception, nous avons étudié l'implication du système dopaminergique dans (i) le contrôle de la nociception trigéminale et (ii) la voie descendante des CIDN. Ces hypothèses ont été testées par des apporches comportementales, électrophysiologiques et anatomiques (immunocytochimiques). Nos résultats montrent que l'activation des neurones de l'aire parabrachiale latérale (PBI), est impliquée dans le développement des CIDN, suggérant ainsi que la PBI est impliquée dans la voie ascendante des CIDN, ensuite, nous avons montré que la réduction de la PA, induite par un libérateur de NO, le sodium nitroprusside, induit une réduction des CIDN. Dans la troisième partie, nous avons montré que la modulation dopaminergique de la nociception trigéminale dépendait de l'activation des récepteurs D2 situés dans les couches superficielles du sous noyau caudal du trijumeau. Nous avons montré que ce noyau recevait des projections directes du noyau dopaminergique A11, dans l'hypotalamus, et que l'inhibition de ce dernier conduisait à la potentialisation du champ synaptique de type C au niveau trigéminal. Enfin, nos résultats ont montré que la voie descendante des CIDN dépendait de l'activation des récepteurs D2 du noyau A11 hypothalamique. En conclusion, ces résultats suggèrent que (i) la voie ascendante des CIDN implique l'activation des neurones NK1 de la corne dorsale et des neurones de la PBI, (ii) le développement des CIDN dépend de l'intégration des messages cardiovasculaires et (iii) les projections dopaminergiques provenant du noyau A11 vers le noyau trigéminal sont impliquées dans le contrôle de la nociception trigéminale et la voie descendante des CIDN.

Diffuse noxious inhibitory controls (DNIC) are very powerful long-lasting descending inhibitory controls which are pivotal in modulating activity of spinal and trigeminal nociceptive neurons. The principal feature of DNIC is that they are subserved by a loop that involves supraspinal structures. In our study, DNIC were measured as in the anesthetized rat by the inhibition of nociceptive activity of trigeminal neurons induced by heterotopic noxious stimulation, as in the awake rat by the decreaseof rubbing response to facial formalin during heteropic noxious stimulation induced by hindpaw formalin injection. The first aim of this study was to evaluate the involvement of one of the main nociceptive ascending pathway. NK1- spino-parabrachial, in DNIC. Then, due to relationship between cardiovascular regulation and pain sensitivity, we wanted to know whether DNIC level is dependant on the arterial blood pressure (ABP level. Finally, given that descending inhibitory controls of pain are sustained at least in part by the early-studied serotonergic and noradrenergic system we wanted to study the involvement of the dopaminergic system, in (i) the control of trigeminal nociception, and (ii) the descending pathway of DNIC. All these hypotheses were tested by mean of behavioral; electrophysiological and anatomical (immunocytochemical) approaches. Our results first demonstrated that the activation of NK1-expressing dorsal horn neurones and lateral parabrachial area (LPB) neurones partly sustained the development of DNIC, suggesting that the LPB was specifically involved in the ascending pathway of DNIC. Secondly, we showed that tonic decrease of arterial blood pressure induced by a NO deliver, sodium nitroprusside, led to a significant decrease of DNIC. Thirdly, we showed that the dopaminergic modulation of trigeminal niciception was D2 receptor-dependant, and superficial laminae-specific. We showed that spinal trigeminal nucleus received direct projections from the hypothalamic, A11 dopaminergic nucleus, and that its inhibition induced a potentiation of the C-fiber-evoked trigeminal synaptic field. Finally, we showed that the descending pathway of DNIC was dependant on the A11 nucleus D2 receptors activation. To onclude, this study suggest that (i) ascending pathway of DNIC involves NK1-expressing dorsal horn and LBP neurones activation, (ii) DNIC development depends on cardiovascular signals integration, and (iii) A11 to trigeminal nucleus dopaminergique projections are involved in both control of trigeminal nociception and descending pathway of DNIC.