Mécanismes périphériques et centraux de la douleur dans la région de l’avulsion

Il est connu que les lésions de la substantia gelatinosa et du tractus de Lissauer (LT) sont associées à l’apparition de la douleur en cas d’APB . La corne postérieure de la moelle épinière (PHSC) et le LT sont les premiers centres d’intégration des afférences sensorielles primaires dans le neuroaxe . La LT est située à l’apex de la PHSC et ses fibres sont distribuées longitudinalement le long de la moelle épinière. Environ un tiers de ses fibres sont des afférences primaires se projetant, de manière rostrale ou caudale, sur un ou plusieurs segments spinaux. Les autres fibres sont issues du CSPH lui-même. Les côtés médial et latéral du LT contiennent des fibres propriospinales, mais seule la composante médiale est associée à la transmission nociceptive .

Il semble que les composantes médiale et latérale du LT jouent un rôle important dans la modulation d’un chevauchement normal des champs réceptifs provenant de différentes racines dorsales. Comme le LT latéral joue un effet inhibiteur, sa lésion conduit à une facilitation nette des neurones locaux provoquant une expansion des champs réceptifs principalement après le troisième jour de la lésion . L’inversion des symptômes après des injections de strychnine dans ces zones lésées prouve que ce mécanisme est probablement post-synaptique . Il a également été démontré que les avulsions entraînent des lésions de l’aspect médian du LT. Chez les singes, l’avulsion a entraîné une atrophie de la partie médiane de la substantia gelatinosa au niveau de la lésion et une contraction du dermatome correspondant. Chez le chat, l’avulsion a également entraîné une lésion plus prononcée de l’aspect médian du LT et de la colonne dorsale latérale, avec une gliose ultérieure de la substantia gelatinosa, ce qui a conduit à des modifications des champs sensoriels et réceptifs après la lésion qui étaient plus proches d’une lésion réelle de la moelle épinière que d’une rhizotomie. En dehors de ces structures, les avulsions étaient liées à des lésions du fascicule dorsolatéral et à une réduction à long terme des fibres myélinisées dans le PHSC . Il existe des preuves que les neurones hyperactifs du PHSC, sous l’influence des LT latéraux désinhibés, sont en grande partie responsables de la douleur dans les cas d’avulsion de racine où il y a eu une perte des fibres afférentes primaires. Un autre soutien à cette idée est que les lésions des LT et des PHSC après tractotomie de Lissauer (procédure de la zone d’entrée de la racine dorsale :  » DREZ-tomy « ) entraînent un soulagement significatif de la douleur dans les cas d’APB. Chez les animaux, le comportement d’autotomie (comportement d’inconfort) est également aboli après la lésion des LT et des PHSC . Les animaux traités exclusivement par ganglionectomie sensorielle ont un comportement d’autotomie plus important que ceux subissant une ganglionectomie et une LT + PHSC, ou même une lésion de la LT seule.

A part l’hyperactivité, certains des changements pathologiques identifiés après l’avulsion comprennent une activité neuronale spontanée et un élargissement des champs réceptifs d’un sous-groupe spécifique de la population neuronale de la PHSC – par exemple, ceux situés dans les lamines IV à VI. Il est connu que l’avulsion des fibres myélinisées provoque des dommages à la couche péricornique et aux fibres de la substantia gelatinosa, où se produit l’inhibition présynaptique des afférences primaires. Dans les cas d’avulsions de plexus, une altération des interneurones du PHSC et des mécanismes de porte de la douleur proposés par Melzack et Wall pourrait se produire, entraînant une expansion de l’activité neuronale spontanée le long de la moelle épinière et une facilitation de l’activité des neurones qui donnent naissance au tractus réticulospinal. Les neurones qui ont perdu leurs afférences primaires situées dans les lamines IV à VI du CSSP commencent à réagir, au moins partiellement, aux stimuli transmis par les fibres nerveuses afférentes intactes survivantes et développent de nouveaux champs réceptifs qui prennent la place des champs préexistants. Une expansion prolongée des champs réceptifs des neurones du CSSP se produit, ce qui est attribué à l’implication anatomique des fibres du tractus rostrocaudal représentant des neurones supraspinaux suppresseurs ou inhibiteurs (fibres descendantes de la moelle ventromédiale dorsale) et à la perte du contrôle inhibiteur qui en résulte. Les chats subissant une avulsion du plexus ont montré une réduction marquée du SP dans les lamines superficielles (I, II) et plus profondes (V), tandis que la somatostatine était diminuée dans la lamina II. Ces changements ont été suivis d’une diminution de la concentration d’enképhaline dans les lamina I, II et V . On a émis l’hypothèse que les neurones enképhalinergiques auraient des effets inhibiteurs sur les neurones des lamina I et II (inhibition pré-synaptique) et sur les neurones du lamina V se projetant vers le thalamus (inhibition post-synaptique). La déplétion des interneurones à somatostatine dans les lamina II et V contribuerait également à cette perte d’inhibition. Parallèlement, une hypersensibilité à la dénervation due à la perte de neurones SP pourrait survenir à la fois dans les lamines superficielles (I, II) et plus profondes (V). On a émis l’hypothèse que la DREZ-tomie détruirait les lamines I et V et mettrait fin à cette hyperactivité anormale.

Par rapport aux modèles de douleur neuropathique par ligature et écrasement, il a également été démontré que le BPA provoquait une hyperalgésie mécanique et une allodynie froide plus durables, qui étaient présentes bilatéralement et non limitées à la zone du corps alimentée par les racines cervicales lésées. Il s’agit d’une preuve en faveur d’un phénomène central, lié à la lésion de la moelle épinière causée par l’avulsion, qui est responsable de signes plus positifs liés à la douleur et de changements sensoriels dans les zones du corps qui ne pourraient pas être expliqués par un simple mécanisme périphérique ou CS. En fait, une étude de micro-enregistrement a montré que le comportement de décharge neuronale de la corne postérieure chez les patients souffrant de douleurs récurrentes dues à l’APB était plus proche de celui observé chez les patients souffrant de lésions de la moelle épinière et de spasticité . En outre, il a été démontré que l’hyperactivité neuronale était plus importante chez les patients atteints d’APB que chez ceux présentant d’autres lésions des nerfs périphériques ou une spasticité . Les chats commencent à présenter une autotomie qui se manifeste par l’auto-mutilation de la peau dans les champs dermiques de l’extrémité distale qui est associée à la zone de désafférentation, dans les heures qui suivent l’avulsion de la racine. Parfois, ils griffaient également le membre controlatéral intact, ce qui signifie que l’avulsion du plexus a généré des sensations anormales de façon bilatérale .

De plus, les zones gâchettes observées chez les patients ayant subi une avulsion radiculaire semblent être dues à l’augmentation prolongée de l’activité excitatrice qui provenait de zones ayant une innervation normale et qui étaient éloignées des champs de désafférentation . Il est probable que l’implication du LT et une dégénérescence plus importante observée dans les lamines profondes du PHSC justifient les différences observées entre l’avulsion radiculaire ou la rhizotomie dans les modèles animaux. Dans une autre étude réalisée chez le chat, on a observé une hyperactivité et une expansion des champs réceptifs des neurones situés dans la lamina V du PHSC chez les animaux ayant subi une rhizotomie ou une avulsion radiculaire. Dans les cas de rhizotomie, l’hyperactivité dans la lamina V et dans les lamines superficielles du PHSC est restée pendant plusieurs mois, tandis que, dans les cas d’avulsion radiculaire, les neurones des lamines superficielles sont restés relativement calmes et, dans la lamina V, une activité régulière de haute fréquence a commencé trois semaines après la procédure. L’hyperactivité neuronale a été observée davantage dans le CSHP du côté affecté (par rhizotomie ou avulsion radiculaire) que du côté controlatéral. Cela signifie que, dans les cas d’avulsion radiculaire, les stimuli situés dans des zones ipsilatérales non adjacentes du membre affecté facilitent grandement les neurones situés à la surface des segments de la moelle épinière qui ont subi une désafférentation. Ces segments subissent une augmentation des champs réceptifs, une réorganisation synaptique et des altérations biochimiques et cellulaires qui peuvent rester stables ou non .

L’hyperactivité neuronale permanente observée dans le PHSC dans les cas de neuropathie périphérique peut être due à la préservation et à la persistance de la connexion entre les ganglions sensoriels et les neurones du SNC, une condition qui permet l’activation neuronale par des potentiels ectopiques ganglionnaires . Cela suggère que dans l’APB il y a un manque d’inhibition en raison de l’altération de l’inhibition neuronale rostrocaudale dans le SNC, causée par l’avulsion mais pas par d’autres neuropathies périphériques . Les études moléculaires (immunohistochimie et hybridation in situ) confirment cette idée. Il a été démontré que des gènes précoces comme c-Jun et des protéines liées à la croissance comme GAP-43 sont régulés à la hausse lorsque l’axotomie a lieu à distance des ganglions de la racine dorsale. En revanche, lorsqu’une lésion se produit de manière proximale, comme dans le cas du BPA, c’est l’inverse qui se produit, et aucune régulation ascendante de ces gènes n’est déclenchée. Cela confirme l’importance des lésions centrales avec une faible réponse régénérative par rapport aux lésions distales dans le développement de l’autotomie . Ces données confirment la présence des schémas phénotypiques observés après des lésions centrales des neurones sensoriels afférents et pas seulement les changements fonctionnels attendus au niveau central en raison de la désafférentation périphérique. Comme nous l’avons expliqué, ces schémas phénotypiques impliquent moins de bourgeonnement collatéral et une réponse régénérative moins bonne par rapport à ceux observés dans les lésions distales du DRG.

Les données ci-dessus suggèrent que l’avulsion entraîne des changements moléculaires, anatomiques, biochimiques, sensoriels et neurophysiologiques qui sont différents de la simple rhizotomie, et incluent des lésions centrales de la moelle épinière, au moins jusqu’à l’aspect médial du LT. Comme nous l’avons évoqué, des changements plastiques centraux secondaires se produisent après la désafférentation sensorielle vers le SNC et des phénomènes tels que la sensibilisation centrale sont largement connus pour avoir lieu et pourraient expliquer les changements du champ réceptif et les modifications du seuil sensoriel. Cependant, les avulsions de racines nerveuses présentent encore des particularités, notamment la déconnexion anatomique des ganglions sensoriels et la lésion des structures de la moelle épinière, qui expliquent probablement leur présentation clinique unique. L’APB est associée à une incidence beaucoup plus élevée de douleur neuropathique par rapport à d’autres neuropathies périphériques telles que la polyneuropathie diabétique (11-26%) et les affections du SNC comme l’accident vasculaire cérébral (8%) et la sclérose en plaques (55%) . En outre, il présente une douleur hautement réfractaire .

Mécanismes corticaux de la douleur

Certains patients qui souffrent d’une avulsion du plexus perçoivent des symptômes douloureux et des sensations de mouvement dans le membre affecté . Ce phénomène est appelé douleur du membre fantôme (PLP) et se produit chez 54-85% des amputés . Les membres fantômes sont perçus non seulement après une amputation, mais aussi après une avulsion nerveuse (39,3 % après une APB), une lésion de la moelle épinière et chez environ 20 % des enfants atteints d’aplasie congénitale des membres. L’auto-représentation du membre fantôme peut ressembler au membre sain ou imiter des images du membre lui-même avec sa maladie antérieure . Ces phénomènes sont interprétés comme une réorganisation des structures corticales liées aux régions qui ont subi l’avulsion ou l’amputation. Ces zones corticales semblent subir une invasion des zones de représentation adjacentes, comme celle responsable de la sensibilité de la langue. Il est intéressant de noter que la PLP est fréquente après l’amputation d’un membre et l’APB, mais qu’elle est rare après des lésions anatomiquement limitées aux nerfs périphériques, telles que la polyneuropathie ou les lésions des racines nerveuses non associées à une avulsion.

Des constatations anatomiques et cliniques ont été avancées pour relier les mécanismes de la PLP aux lésions du système nerveux périphérique, telles que la formation d’un névrome et la présence de sueurs et de vasoconstriction au début ou pendant les symptômes douloureux (manifestations du système nerveux autonome). De plus, la présence d’une irritation mécanique, chimique et électrique dans le moignon et l’amélioration observée après des blocages nerveux anesthésiques proximaux au moignon avec un soulagement de la douleur à long terme contribuent également à cette idée . D’autre part, il existe des preuves contre la théorie périphérique, suggérant que les mécanismes centraux jouent un rôle plus important dans les PLP liées au BPA : l’absence d’amélioration de la douleur après rhizotomie et/ou blocage anesthésique du système autonome ; l’absence de distribution de la douleur par dermatome et la rareté des PLP chez les enfants de moins de six ans . D’autres preuves renforcent également la contribution du SNC aux symptômes de la PLP, comme l’aspect durable de cette maladie, la dispersion de la douleur de la zone fantôme d’origine vers d’autres zones précédemment saines du corps et l’inhibition de la douleur après la stimulation thérapeutique des structures du SNC .

La neuroplasticité implique tout le système nerveux, spécialement le cortex cérébral, qui est extrêmement important dans les cas de PLP . Il y a une neuroplasticité constante et un réarrangement des cartes de représentation corticale dans les zones corticales et sous-corticales. Les zones qui souffrent de désafférentation subissent généralement des modifications corticales et sous-corticales, qui se produisent immédiatement après la lésion ou se développent progressivement au fil du temps. Ces zones subissent généralement une réduction de la représentation corticale, tandis que les zones adjacentes qui conservent leurs stimuli d’entrée afférents élargissent leurs champs réceptifs respectifs. Par exemple, Merzenich a observé qu’après la transection du nerf médian chez des singes hiboux et écureuils, la représentation corticale du dos de la main radiale et des doigts 1, 2 et 3, associée à la représentation de la surface cutanée glabre bordant le cubitus, s’étendait sur les zones corticales qui représentaient auparavant la surface cutanée innervée par le nerf médian, et qui étaient réduites au silence après la transection du nerf. Melzack a postulé que l’activité anormale des circuits neuronaux du cerveau était liée aux sensations du membre fantôme. Des études utilisant la stimulation magnétique transcrânienne ont rapporté que les muscles situés près du moignon d’amputation présentaient des potentiels évoqués moteurs de plus grande amplitude que les muscles homologues du côté intact controlatéral. En outre, on a constaté une augmentation du flux sanguin dans les régions temporales, pariétales et frontales du cerveau des patients souffrant d’une crise PLP grave. Ces résultats appuient la conclusion selon laquelle il existe une relation entre le degré de réorganisation corticale et l’ampleur de la PLP. Il existe des preuves que la PLP est liée à une prédisposition génétique combinée à une exposition environnementale antérieure à des sensations douloureuses. Un bon exemple en est la fréquence extrêmement faible de PLP chez les enfants atteints d’agénésie des membres et le fait que la moitié des enfants qui avaient subi une amputation avant l’âge de six ans avaient des sensations fantômes. D’autres preuves importantes suggèrent que des expériences douloureuses passées dans le membre affecté prédisposent l’individu à développer une PLP après une amputation. La douleur avant l’amputation a été associée à un risque accru de PLP. Cela est particulièrement vrai dans la population pédiatrique et chez les amputés vasculaires. Cependant, la relation entre la douleur avant amputation et la PLP n’est pas linéaire et peut ne pas rester présente lorsque les patients sont suivis sur de plus longues périodes.

Falconer a décrit que la douleur du membre fantôme ne s’améliore pas significativement après des opérations dans le système nerveux périphérique (rhizotomie), alors qu’elle s’améliore après des procédures centrales (cordotomie et DREZ). Contrairement à la rhizotomie, lors de l’opération DREZ, les neurochirurgiens utilisent le sillon postéro-latéral comme point de repère pour accéder aux zones d’entrée des racines et effectuent des lésions par radiofréquence dans le sens longitudinal, plusieurs segments au-dessus et au-dessous de la zone avulsée. D’autre part, pour la procédure de cordotomie, l’électrode est positionnée en avant du ligament denté où se trouve le tractus spinothalamique. Il est intéressant de noter que la DREZtomie a permis une amélioration significative à long terme des douleurs liées au membre fantôme et à l’APB . En outre, chez les patients souffrant d’avulsions du plexus brachial (APB) liées à une amputation traumatique, on a constaté une amélioration durable de 70 % de l’intensité de la douleur chez 66,7 % des patients ayant subi l’opération DREZ. Des résultats similaires ont été observés après la même procédure chez des patients ayant subi une amputation d’un membre pour soulager une douleur réfractaire, ce qui suggère que les résultats positifs de la tratotomie de Lissauer sont indépendants du moment de l’amputation. Les effets de l’opération DREZ reposent sur l’élimination des neurones hyperactifs dans le CSSP . Certains auteurs soutiennent que, en ce qui concerne les groupes de phénotypes de la douleur du BPA, la douleur paroxystique est davantage associée aux neurones hyperactifs du CSSP et la douleur continue est particulièrement liée aux structures supraspinales. C’est peut-être la raison pour laquelle la DREZtomie s’est avérée plus efficace contre la douleur paroxystique que contre la douleur continue après une APB. En revanche, la stimulation électrique du cortex moteur (avec des électrodes épidurales sur le gyrus précentral) a donné de meilleurs résultats pour la douleur continue due à l’APB, peut-être parce qu’elle module les structures supraspinales et ses effets inhibiteurs descendants sur les cellules du CSSP restantes après l’avulsion. Par conséquent, il semble que les patients atteints d’APB bénéficient davantage des procédures qui ciblent les structures du CSSP et d’autres structures du SNC que des procédures périphériques, en particulier lorsqu’il existe des preuves de PLP associée. Cela renforce l’idée que les patients atteints d’APB ont un syndrome douloureux plus complexe et réfractaire par rapport aux neuropathies strictement périphériques, et que des mécanismes centraux autres que la sensibilisation centrale sont susceptibles de jouer un rôle dans sa genèse et son maintien.

En ce qui concerne les thérapies pharmacologiques, il y a un manque de traitement fondé sur des preuves pour la NeP dans l’APB, comme c’est le cas pour les neuropathies post-traumatiques. Une méta-analyse récente ne rapporte aucun bénéfice clair dans l’utilisation d’antidépresseurs, d’anticonvulsivants et de toute autre classe de médicaments (inhibiteur de NMDA, cannabinoïdes). Seuls les opioïdes ont montré un certain effet positif (faible), avec un nombre nécessaire à traiter allant de 2,7 à 36 ,

Sommaire

La douleur est un symptôme courant après une ICB, touchant 71% à 78% des patients. Dans la plupart de ces cas (67%), la douleur est principalement neuropathique. Cependant, lorsque l’on analyse les patients atteints uniquement d’APB, la douleur est sinistre et très réfractaire aux traitements habituels. Il est probable que l’APB affecte principalement les structures du SNC qui peuvent subir des influences du SNP, donnant lieu à un syndrome douloureux neuropathique mixte avec des composantes centrales majeures.

L’APB entraîne des modifications pathologiques spécifiques qui sont différentes des modifications observées dans la rhizotomie et d’autres neuropathies strictement « périphériques ». Les avulsions compromettent une partie de la moelle épinière (LT, PHSC, et peut-être une partie du fascicule dorsolatéral) entraînant une diminution initiale de l’activité des neurones superficiels et de la substantia gelatinosa, suivie par l’apparition tardive d’une activité haute fréquence accrue dans les couches plus profondes de la PHSC (lamina V). Les anomalies comprennent également une activité neuronale ectopique et une sensibilisation centrale. Cliniquement, les patients peuvent présenter des brûlures sévères de douleurs paroxystiques souvent localisées dans des zones situées en dehors des racines nerveuses impliquées, et couramment associées à la PLP, qui peut survenir après des lésions du SNC. Ces changements suggèrent que chez les patients atteints de BPA, les lésions affectent à la fois les composants neuronaux centraux et périphériques, conduisant à un syndrome de douleur neuropathique mixte, ce qui pourrait expliquer certaines de ses caractéristiques.

La douleur de BPA est largement réfractaire aux traitements pharmacologiques habituels et est fréquemment prise en charge par des techniques de neuromodulation et de neuroablative avec un succès variable. Une compréhension plus large de ses mécanismes, prenant spécifiquement en compte la particularité des syndromes douloureux concernant les lésions centrales associées, ouvrira la voie à une prise en charge plus précise des patients atteints de BPA.