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La physiologie de la douleur
chez les animaux domestiques
P.L. Toutain
Septembre 2009
ECOLE
NATIONALE
VETERINAIRE
T O U L O U S E
Douleur 2009 2
B-Neurophysiologie de la
nociception
Douleur 2009 3
Douleur 2009 4
B1-Sources et nature des
stimuli algogènes
Douleur 2009 5
Sources de douleur
 Il existe deux grands mécanismes de genèse de la
douleur : la douleur par excès de nociception et la
douleur neurogène qui est liée à un mauvais
fonctionnement du système nerveux responsable de
sa transmission et de son intégration.
 Douleur de nociception
 Douleur cutanée
 choc, traumatismes, brûlure
 Douleurs somatiques
 tendons, muscles, articulation, périoste, vaisseaux
 Douleurs viscérales
Douleur 2009 6
La douleur rapide par excès de
nociception
 Les douleurs par excès
de nociception sont
provoquées par la mise
en jeu normale des voies
neuro-physiologiques de
la douleur.
 Elles résultent de lésions
des tissus périphériques,
qui provoquent un excès
d'influx douloureux
transmis par le système
nerveux intact
Douleur 2009 7
Stimuli nociceptifs
Physiques
 Thermiques: brûlure,
 Mécaniques: piqûre, distension
(coliques)
Chimiques
 La soupe inflammatoire
Douleur 2009 8
Substances support des stimuli algogènes
 Bradykinine (sang)
 Sérotonine (plaquettes)
 Histamine (mastocytes); prurit
 Potassium (cellules endommagées)
 boiterie à chaud
 Onglée
 Acides (lésions tissulaires, ulcères de l’estomac)
 Enzymes protéolytiques
 Prostaglandines E2
 Et de façon plus générale « la soupe inflammatoire »
Douleur 2009 9
B2-Les récepteurs sensoriels
Douleur 2009 10
Les principaux récepteurs sensoriels
 Les récepteurs du système
somesthésique sont des
structures spécialisées; ils
ne participent pas à la
détection de la douleur
mais ils sont impliqués
dans son contrôle
médullaire et encéphalique
 Au contraire, les
nocicepteurs sont des
terminaisons neuronales
libres qui seront activées
par les stimuli allogènes
Douleur 2009 11
Les récepteurs sensoriels
 Mécanorécepteurs
 Toucher, pression légère
 Corpuscule de Meissner (toucher), corpuscule de
Pacini (pression en profondeur), corpuscule de Merkel
(pression en profondeur)
 Thermorécepteurs
 Chaud, froid
 Corpuscules de Krause (diminution de la température
& toucher) et de Ruffini (dans la peau)
 Propriocepteurs
 Changement de longueur et de tension des muscles et
tendons
 Faisceaux neuromusculaires, organes tendineux de
Golgi
 Nocicepteurs
 Stimulus douloureux
Douleur 2009 12
Sélectivité des nocicepteurs
 Les thermorécepteurs détectant les
variations physiologiques de températures
sont différents des nocicepteurs thermiques
Douleur 2009 13
Les récepteurs des stimulus
douloureux ou nocicepteurs
Douleur 2009 14
Nocicepteurs
 Récepteurs répondant aux stimuli douloureux
 Extrémités neuronales libres des neurones primaires
 Corps cellulaires sont dans les ganglions spinaux
 Pas de capteurs spécialisés terminaux (type corpuscule de
Pacini ) mais signalisation par des récepteurs membranaires
protéiques activateurs de canaux ioniques
 Ils assurent la transduction de stimuli divers en potentiels
d’action
 Contrairement aux récepteurs somesthésiques, ces récepteurs
maintiennent leur activité en présence du stimulus (pas
d’adaptation) et leur activité peut augmenter pour un stimulus
donné par sensibilisation ce qui conduit à l’hyperalgésie.
 Étant des terminaisons libres, on classe ces récepteurs d’après
les fibres qui leur sont associées
Douleur 2009 15
Localisation des nocicepteurs
 Peau
 600 terminaisons libres au cm2
 Localisation précise de la douleur
 Viscères
 Récepteurs polymodaux (stimuli mécaniques &
chimiques)
 Irritation des muqueuses, distension,
contracture, torsion, traction, météorisation,
impaction, ischémie…
 Os, tendons, muscles, articulations
Douleur 2009 16
Le récepteur vanilloïde
 Le récepteur TRPV1, non spécifique, répond à la fois à la
capsaïcine (ligand), aux températures élevées, et aux lésions
tissulaires (stimulus physiques et chimiques).
 Cette protéine a été nommée récepteur vanilloïde de type 1
(VR1) (ou Transient Receptor Potential vanilloïde 1 (TRPV1))
car c’est le groupe vanilloïde qui caractérise la capsaïcine
 TRPV1 appartient à une famille de protéines (les TRP) qui
comporte au moins 3 classes de canaux ioniques qui assurent
la transmission de signaux issus de cellules en réponse à des
stimulus « transitoires » comme la lumière, la température,
le pH, les stimulus mécaniques et chimiques etc.
Douleur 2009 18
Les autres récepteurs TRPV
 TRPV1 a été le premier récepteur à
être cloné
 Actuellement on a identifié 4
récepteurs activés par la chaleur et 2
récepteurs activés par le froid
 Le menthol stimule les récepteurs du froid
comme la capsaïcine active les récepteurs
de la chaleur
Douleur 2009 25
B3-Fibres nerveuses associées
aux nocicepteurs
Douleur 2009 26
Classification générale
des fibres nerveuses
 Myélinisées vs. Non
myélinisées
 Pour les fibres myélinisées,
la vitesse de transmission
de l’influx nerveux sera
fonction du diamètre
 Les fibres en relation avec
les nocicepteurs sont les
fibres Aδ (myélinisées) et
fibres C (non myélinisées);
 Ces fibres sont également
impliquées dans la
transmission des stimuli
thermiques physiologiques
Douleur 2009 27
Sélectivité des fibres associées aux
nocicepteurs
 Les fibres périphériques qui répondent à des
stimulus mécaniques ou thermiques non
douloureux ne sont pas impliquées dans la
transmission des signaux douloureux
 Elles n’augmentent pas leur fréquence de
décharge en cas d’augmentation de
l’intensité du stimulus
 Les fibres nociceptives ne commencent à
décharger que pour des intensités importantes;
elles sont recrutées en cas de stimulus
douloureux
Douleur 2009 28
Sélectivité des récepteurs
Thermorécepteurs vs. thermonocicepteurs
 Fréquences de décharges pour différentes températures cutanées ; on
remarquera que ce ne sont pas les mêmes fibres qui sont impliquées dans
les stimuli physiologiques et douloureux
Douleur 2009 29
Classification des nocicepteurs sur la
base des fibres associées
 Fibres myélinisées du groupe Aδ
 Vitesse de conduction assez rapide de 20m/s
 Stimuli mécaniques aigus, dangereux
 champ récepteur étroit
 Stimuli thermiques douloureux
 Fibres non myélinisées du groupe C
 Vitesse de conduction lente de 2m/s;
 Récepteurs dits polymodaux (répondent à la fois aux
stimuli mécaniques, thermiques et chimiques)
 Récepteurs « silencieux » sensibles aux stimulations
supraphysiologiques
 Champ récepteur large (il est plus important de détecter une
douleur que de la localiser)
 douleurs lentes, sourdes, différées
 Récepteurs sujets à sensibilisation
 Exemple d’une brûlure
 sensation immédiate: Aδ
 Sensation légèrement différée: fibre C
Douleur 2009 31
B4- Les voies ascendantes de la
nociception
Douleur 2009 32
Types de voies nerveuses
 Afférente (Ascendante)
 transmission des influx de la périphérie
vers l’encéphale
 Neurone de premier ordre
 Neurone de deuxième ordre ou deutoneurone
 Neurone de troisième ordre
 Efférente (Descendante)
 transmission des influx de l’encéphale
vers la périphérie
Douleur 2009 33
Les voies de la douleur :
généralités
 Le signal algogène est
véhiculé par une fibre
nerveuse de petit calibre
(Aδ ou C)
 Il se dirige vers la corne
postérieure de la moelle
épinière où il existe un
premier relais intégratif
Douleur 2009 34
Neurones de premier ordre (1)
Substance grise de la ME
Premier relai intégratif
Comme pour tous les neurones sensitifs situés dans le ganglion
spinal, la branche centrale du neurone primaire pénètre dans la ME
par les racines dorsales
Douleur 2009 36
F.Néospinothalamique
V
I
Fibre Aδ
Fibres C
F. Paléospinothalamique
Glutamate
Substance P
Les fibres Aδ font synapses dans la couche I (médiateur=glutamate),
décussent et donnent le faisceau néospinothamamiqie
Les fibre C font synapses dans la couche V (médiateur=substance P),
décussent et donnent le film paléospinothalamique
Douleur 2009 37
Neurones de deuxième ordre
 Les axones des neurones de deuxième ordre
(les deutoneurones) croisent la ligne médiane
et montent directement vers le tronc cérébral
dans le cadran, antérolatéral (ou ventrolatéral)
de l’hémi-moelle controlatérale
 Ces fibres forment les faisceaux
spinothalamiques (néospinothalamique et
paléospinothalamique ou spinoréticulaire) qui
forment la principale voie ascendante des
stimuli thermiques et nociceptifs
Douleur 2009 43
Deuxième neurone:
Les faisceaux spinothalamiques
 Apres avoir décussé, les deutoneurones (ou
cellule T pour transmission) remontent dans
la partie antérolatérale de la substance
blanche.
 Cette voie ascendante est formée de 2
contingents principaux:
 Le faisceau néospinothalamique:
 Se projette dans le thalamus ventrobasal
(VB)
 Impliqué dans la douleur aiguë et la
perception de la température (non algogène)
 Le faisceau paléospinothalamique ou
spinoréticulaire:
 Se projette sur la formation réticulaire (éveil),
 Puis sur le noyau intralaminaire thalamique
 Ce faisceau est impliqué dans les douleurs
profondes, chroniques…
 Ces faisceaux se projettent, in fine ,sur le
cortex pariétal primaire et secondaire
Douleur 2009 44
Le faisceau
paléospinothalamique
 Système polysynaptique véhiculant des
douleurs type colique chez le cheval
 Ramifications pour le bulbe
 Ripostes végétatives à la douleur (tachycardie,
FR, mydriase….)
 Ramifications pour la formation réticulaire
 Eveil
 Ramifications pour l’hypothalamus
 Sécrétion de cortisol, autres hormones
 Ramification pour le système limbique
 Caractère anxiogène ,
Douleur 2009 45
Faisceau néospinothalamique
 Système oligosynaptique véhiculant des
douleurs type piqûre, coups etc.
 Remonte directement vers le thalamus sans
relai bulbaire, limbique etc.
 Le 3eme
neurone se projette sur les cortex
primaire et secondaire
 Douleurs bien repérées sur le plan spatiale
et non anxiogènes
Douleur 2009 46
Les relais thalamiques
Douleur 2009 47
Le thalamus et ses noyaux
Dans le thalamus, les principaux noyaux cibles des fibres
ascendantes thermiques et nociceptives (neurones secondaires)
se situent dans le complexe ventro-postérieur (VP)
Douleur 2009 50
Neurone de troisième ordre
 Commence dans le thalamus
 Se termine dans les centres
spécifiques du cortex
 Perception de la localisation, de la
qualité, de l’intensité du stimulus
 Permet de sentir la douleur de
l’intégrer aux expériences passées
Douleur 2009 52
Cortex pariétal et douleur
 Le cortex pariétal
présente une
somatotopie très
précise pour la peau
et les articulations,
imprécise pour les
muscles et les
vaisseaux,
inexistante pour les
viscères d’où les
douleurs rapportées
Douleur 2009 54
Les contrôles de la nociception
et de la douleur
1. Contrôles segmentaires
(médullaires) du signal ascendant
2. Contrôle descendant d’origine
supraspinale
Douleur 2009 55
B5-Les contrôles de la
nociception et de la douleur
Douleur 2009 56
Contrôle de la douleur
 Les stimulations périphériques
perçues comme douloureuses sont
transmises, modulées et intégrées à
différents étages du système nerveux :
 Nos conceptions sont largement
fondées sur l’organisation histologique
de la moelle épinière
Douleur 2009 57
Convergence sur les mêmes
deutoneurones du système
somesthésique et des neurones
impliqués dans la nociception
Douleur 2009 58
Les fibres Aα et Aβ pénètrent dans le cordon dorsal et délèguent des
ramifications qui pénètrent dans la substance grise pour faire synapse dans la
couche II et V
Les fibre A δ et C pénètrent dans la corne dorsale pour former, après
décussation, les faisceaux spinothalamiques
V
Fibre Aα ou Aβ
Fibres A δ ou C
F. Spinothalamique
Pacini
Couches
de Rexed
Douleur 2009 59
Convergence des fibres Aα et Aβ sur les mêmes
deutoneurones que les fibres Aδ et C: douleurs référées
V
Fibres Aδ et C
Deutoneurone
Fibres Aα et Aβ
Récepteurs cutanés
Récepteurs douleur
Récepteurs
somesthésiques
Douleur 2009 60
Douleurs référées : bases
physiologiques
 Des stimulations nociceptives d’origines
diverses (cutanées, viscérales, musculaires,
osseuses) vont stimuler au niveau de la
moelle un même neurone situé dans les
couches I et V de la corne postérieure de la
moelle.
 Ce neurone transmet l’information au cortex
avec confusion possible de lecture sur
l’origine de la douleur
Douleur 2009 62
Exemples de douleurs viscérales
référées
 Point de McBurney
(autour du nombril) &
appendicite
 Angine de poitrine et
douleurs thoraciques
 Douleur vésiculaires &
région scapulaire
Douleur rapportées
d’origine cardiaque
Douleur 2009 63
Fréquence de douleurs viscérales référées
 Il n’existe pas de neurones spinaux dont la seule
fonction soit d’évaluer la douleur viscérale
 La douleur viscérale est détectée par des neurones
qui par ailleurs sont mis en jeu par des afférences
cutanées (afférences viscérales sympathiques)
 Les troubles des organes internes sont alors
confondus avec des douleurs cutanées du même
dermatome
 Dermatome=zone de la peau innervée par une même racine
dorsale
Douleur 2009 65
Le clavier équin de Roger:
exemple d’application des douleurs référées
La région cutanée douloureuse par projection peut-
être hyperalgésique au palper
Douleur 2009 66
Douleurs projetées
Douleurs projetées
Douleurs rapportées
lésionnelle
atteinte d’un élément nerveux
Douleurs référées
(convergence)
fonctionnelles
Douleur viscérale
Douleur 2009 67
Douleurs rapportées
douleur d’amont
 Activation des fibres nociceptives en amont de ses
récepteurs
 Un choc sur le coude déclenche à l’extrémité de la main
une “ châtaigne électrique” par stimulation mécanique du
nerf ulnaire qui passe entre la peau et l’humérus
 Douleurs irradiantes dans les jambes ou les bras dues à la
compression des nerfs spinaux à leur entée dans la colonne
vertébrale
 la même douleur sciatique peut correspondre à une douleur
radiculaire discale, à une douleur tronculaire au niveau du
petit bassin, ou à une compression du nerf par le muscle
pyramidal.
68
Théories du contrôle d’entrée
(ou contrôle du portillon)
Ronald Melzack & Patrick Wall
The Gate Control Model -
Ronald Melzack and Patrick
Wall, Pain mechanisms: a new
theory. Science v. 150 (1965):
975.
Douleur 2009 69
Théorie du portillon (Gate control)
 Études histologiques de la corne
dorsale de la ME (câblerie) et de
stimulations localisées
 Hypothèse: le flux des messages
nociceptifs transitant par la ME est
modulé par l’activation concomitante
des grosses fibres myélinisées qui
innervent les mécanorécepteurs
Douleur 2009 70
Théorie du portillon
cell= cellules gélatineuses de Rolando de la couche II de Rexed
T cell =neurones secondaires de la couche V à l’origine du faisceau
spinothalamique
Douleur 2009 73
Prurit et grattage
 Le prurit est assimilable à une
sensation nociceptive et le grattage
lève cette sensation par fermeture
du portillon
Douleur 2009 74
Exemple de mise en jeu du
portillon
 Sensation prurigineuse et grattage
 Alcoolisme et polynévrite
 Douleur d’amputation et membre
fantôme; autophagie
 Acupuncture
 Données histologiques
 mésothérapie
Douleur 2009 75
Contrôle médullaire:
exemple de mise en jeu
 Si on se heurte le tibia,
la réaction naturelle
(et efficace) est de se
frotter vigoureusement
la zone en question
Douleur 2009 76
L’immobilisation est analgésique
Douleur 2009 77
Membres & organes fantômes
 Après une amputation, presque tous
les patients ont l’impression que
leur membre est toujours présent
 Cela peut être vrai aussi pour un sein,
un organe (testicule…)
 La zone amputée peut devenir
douloureuse!
 Source de douleur chronique
Douleur 2009 78
Massage du moignon pour soulager les
douleurs d’un membre fantôme
1. La section du membre a définitivement supprimé l’activité des neurones
sensitifs possédant des récepteurs spécialisés type corpuscule de Pacini etc.
2. En revanche les fibres à terminaison libre de type C peuvent bourgeonner
dans le moignon avec formation d’un névrome, se trouver comprimer et
bombarder de signaux nociceptifs la couche V de la ME
3. Il y aura un déséquilibre au niveau du « gate control » par défaut d’activation
des fibres du système somesthésique et sensation de douleur dans le membre
fantôme
Le massage de la peau stimule les
corpuscules de Pacini situés en aval de
la section et soulage la douleur
Douleur 2009 79
Acupuncture & fermeture de la porte
 L’acupuncture
stimule les
grosses fibres Aα
et Aβ et ferme le
portillon
Douleur 2009 80
Contrôle inhibiteur descendant
d’origine centrale
Douleur 2009 81
Mécanismes supraspinaux du
contrôle de la douleur
 Contrôles inhibiteurs descendants déclenchés par
des stimulations cérébrales (influence de
l’humeur, équilibre affectif et émotionnel, la
qualité du sommeil, mémoire, la culture…) :
 Action par l’intermédiaire de la sérotonine et de la
noradrénaline et rôle important des opioïdes
endogènes
Douleur 2009 82
Les 3 systèmes inhibiteurs de la douleur
Système périphérique et médullaire
1. Gate control (théorie du portillon)
 Les fibres sensitives cutanées ou articulaires de
gros calibre, inhibent les fibres des voies de la
nociception de petit calibre
 massage,
2. Inhibition centrale
 Réponse descendante du cerveau vers la périphérie
(sérotonine, noradrénaline).
 C’est le support des douleurs neuropathiques –
antidépresseurs
3. Frein endocrinien
 Interneurones à endorphines.
 C’est l’analgésie du stress ou système de survie.
Douleur 2009 83
Contrôle descendant d’origine centrale
 La stimulation de certaines zones du
mésencéphale (substance grise
périaqueducale et bulbe rostro-
ventral) peut entraîner de profondes
analgésies dues à l’activation de
voies descendantes qui vont
moduler la transmission des
messages ascendants notamment
au niveau des couches II de Rexed
Douleur 2009 84
Contrôle descendant d’origine
centrale
 Contrôle provenant:
 Du tronc cérébral, de l’hypothalamus, du cortex
Substance grise périaqueducale
Noyau du raphé magnus
Douleur 2009 86
Le système inhibiteur descendant
Contrôle central de la douleur
Centres supérieurs
Thalamus
Douleur
Noyau
du raphe
magnus
Faisceau
dorso-lateral
Centres supérieurs
E G ? 5HT
Substance grise péri aqueducale
Voies inhibitrices descendantes
Corne postérieure de la
moelle
E : interneurone enképhalinergique
G : interneurone gabaergique
5 HT : 5 Hydroxytryptamine (sérotonine)
Douleur 2009 87
Tord-nez et contrôle central du portillon
88
Douleur 2009 89
Tord-nez : mécanisme d’action
 La mise en place d’un tord-nez
déclenche une analgésie
 Signes de sédation, réduction de la FC
 L’administration de naloxone
supprime cet effet
 La mise en place d’un tord-nez
augmente de 81±33% les
concentrations en β-endorphines
The twitch in horses: a variant of acupuncture Science 1984 pp 1172-1173
Douleur 2009 90
Système inhibiteur descendant
Contrôles inhibiteurs
descendants déclenchés par
des stimulations mécaniques
(boucle spino-bulbo-
spinale). Elles expliquent les
effets analgésiants des
contre-stimulations
Douleur 2009 91
Facteurs d’ouverture ou de fermeture
du portillon
Porte ouverture fermeture
Stimuli physiques Étendue des
lésions
médications
Insuffisances
d’activités
physiques
Contrestimulations
Massage,
ventouses
acupuncture
État émotionnel Anxiété,
inquiétude,
tension..
Émotion positive,
bonheur…
Conditions
mentales
Focalisation sur
sa douleur
ennui
Distraction
concentration
Douleur 2009 92
Analgésie liée au mouvement
 Des mouvements rythmiques
libèrent de la 5-HT
 Mastiquer un chewing-gum est
analgésique
 Le cheval en colique doit marcher
 Les propriétés dopaminergiques de la
morphine chez le cheval stimulent la
marche en cercle??
Douleur 2009 93
L’analgésie du stress
Douleur 2009 94
Rôle de la Sérotonine et de la noradrénaline (NA)
 Les fibres réticulospinales issues des
noyaux du raphé se projettent sur la corne
dorsale et libèrent de la sérotonine qui
stimule les interneurones qui libèrent des
enképhalines
 Les enképhalines inhibent la transmission
des messages douloureux aux
deutoneurones
 Les fibres réticulospinales issues du locus
coeruleus se projettent également sur les
interneurones et libèrent de la NA ce qui
est analgésiant
 La dépression diminue cette libération et
abaisse le seuil de la douleur alors que les
antidépresseurs et les exercices physiques
font l’inverse
Douleur 2009 95
B6-Les phénomènes de
sensibilisation
(amplification de la douleur)
Douleur 2009 96
Les deux types de sensibilistion
 Sensibilisation périphérique
Ex: Douleur inflammatoire banale
 Sensibilisation centrale
Ex douleur chronique postopératoire
Douleur 2009 97
Sensibilisation périphérique et centrale
Lésion tissulaire
Libération de la
Soupe
inflammatoire
Activation des
nocicepteurs
Sensibilisation
périphérique
Douleur aiguë
Lésion tissulaire
Libération
de cytokines
d’Interleukine β
Sensibilisation
centrale
Neuroplasticité
Douleur chronique
Post-opératoire
Libération de
glutamate,
aspartate, CCK
Activation des
récepteurs NMDA;
Production de NO,
flux de Ca++
Douleur 2009 100
Sensibilisation centrale
 Le système nerveux n’est pas un simple circuit
électrique
 Une conséquence de l’augmentation de l’activité des
nocicepteurs périphériques (faisant suite à une
intervention chirurgicale, une infection…) et
l’augmentation de la libération de neuromédiateurs dans
la corne dorsale de la moelle épinière est la création
d’un état d’hypersensibilité qui va amplifier la douleur
(extension spatiale et temporelle)
 On peut prévenir cette sensibilisation
 Analgésie préemptive et préventive en chirurgie
 Cette sensibilisation peut favoriser la chronicité et la
souffrance
 La sensibilisation centrale joue un rôle majeur dans les
douleurs neuropathiques
Douleur 2009 102
Hypersensibilité post-traumatique ou
phénomène d’embrasement (Windup)
 A la suite d’un traumatisme la corne
dorsale est bombardée par les messages
nociceptifs.
 A la longue, le champ de réception de ces
récepteurs augmente
 Les récepteurs NMDA (N-methyl D-
aspartate) des deutoneurones jouent un
rôle majeur dans cette sensibilisation
centrale
 Ce processus d’amplification de la douleur
d’origine centrale est appelé le « windup»
 Le wind-up est une augmentation
progressive, fréquence dépendante, de la
réponse d’un neurone lors de l’application
répétitive de stimuli électriques
nociceptifs identiques sur un même
territoire; il correspond à un phénomène
de sommation temporelle
Douleur 2009 103
Phénomène d’embrasement (wind-up)
Interactions entre les systèmes excitateurs et
inhibiteurs de la moelle épinière
OPIOIDES
Récepteurs pré-
synaptiques
FIBRE C
GLUTAMATE
PEPTIDES
Substance P
CGRP
Neurokinine A
Récepteurs post-
synaptiques
ADENOSINE
ADENOSINE
MONOXIDE D’AZOTE
HYPERALGESIE
Neurone nociceptif
de la corne dorsale
Noradrénaline
5-Hydroxytryptamine
WIND-UP
++++++
NMDA
GABA, Glycine ,Enképhalines,
Dynorphine CCK
Gene
induction
Douleur 2009 104
Modulation de la sensibilisation centrale
Lésion tissulaire
Cytokines
Interleukine β
Sensibilisation
centrale
récepteurs NMDA
Neuroplasticité
Douleur chronique
Post-opératoire
La kétamine est un
antagoniste des
récepteurs NMDA
La CCK réduit
l’action analgésique
de la morphine

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physio de la douleur

  • 1. 1 La physiologie de la douleur chez les animaux domestiques P.L. Toutain Septembre 2009 ECOLE NATIONALE VETERINAIRE T O U L O U S E
  • 4. Douleur 2009 4 B1-Sources et nature des stimuli algogènes
  • 5. Douleur 2009 5 Sources de douleur  Il existe deux grands mécanismes de genèse de la douleur : la douleur par excès de nociception et la douleur neurogène qui est liée à un mauvais fonctionnement du système nerveux responsable de sa transmission et de son intégration.  Douleur de nociception  Douleur cutanée  choc, traumatismes, brûlure  Douleurs somatiques  tendons, muscles, articulation, périoste, vaisseaux  Douleurs viscérales
  • 6. Douleur 2009 6 La douleur rapide par excès de nociception  Les douleurs par excès de nociception sont provoquées par la mise en jeu normale des voies neuro-physiologiques de la douleur.  Elles résultent de lésions des tissus périphériques, qui provoquent un excès d'influx douloureux transmis par le système nerveux intact
  • 7. Douleur 2009 7 Stimuli nociceptifs Physiques  Thermiques: brûlure,  Mécaniques: piqûre, distension (coliques) Chimiques  La soupe inflammatoire
  • 8. Douleur 2009 8 Substances support des stimuli algogènes  Bradykinine (sang)  Sérotonine (plaquettes)  Histamine (mastocytes); prurit  Potassium (cellules endommagées)  boiterie à chaud  Onglée  Acides (lésions tissulaires, ulcères de l’estomac)  Enzymes protéolytiques  Prostaglandines E2  Et de façon plus générale « la soupe inflammatoire »
  • 9. Douleur 2009 9 B2-Les récepteurs sensoriels
  • 10. Douleur 2009 10 Les principaux récepteurs sensoriels  Les récepteurs du système somesthésique sont des structures spécialisées; ils ne participent pas à la détection de la douleur mais ils sont impliqués dans son contrôle médullaire et encéphalique  Au contraire, les nocicepteurs sont des terminaisons neuronales libres qui seront activées par les stimuli allogènes
  • 11. Douleur 2009 11 Les récepteurs sensoriels  Mécanorécepteurs  Toucher, pression légère  Corpuscule de Meissner (toucher), corpuscule de Pacini (pression en profondeur), corpuscule de Merkel (pression en profondeur)  Thermorécepteurs  Chaud, froid  Corpuscules de Krause (diminution de la température & toucher) et de Ruffini (dans la peau)  Propriocepteurs  Changement de longueur et de tension des muscles et tendons  Faisceaux neuromusculaires, organes tendineux de Golgi  Nocicepteurs  Stimulus douloureux
  • 12. Douleur 2009 12 Sélectivité des nocicepteurs  Les thermorécepteurs détectant les variations physiologiques de températures sont différents des nocicepteurs thermiques
  • 13. Douleur 2009 13 Les récepteurs des stimulus douloureux ou nocicepteurs
  • 14. Douleur 2009 14 Nocicepteurs  Récepteurs répondant aux stimuli douloureux  Extrémités neuronales libres des neurones primaires  Corps cellulaires sont dans les ganglions spinaux  Pas de capteurs spécialisés terminaux (type corpuscule de Pacini ) mais signalisation par des récepteurs membranaires protéiques activateurs de canaux ioniques  Ils assurent la transduction de stimuli divers en potentiels d’action  Contrairement aux récepteurs somesthésiques, ces récepteurs maintiennent leur activité en présence du stimulus (pas d’adaptation) et leur activité peut augmenter pour un stimulus donné par sensibilisation ce qui conduit à l’hyperalgésie.  Étant des terminaisons libres, on classe ces récepteurs d’après les fibres qui leur sont associées
  • 15. Douleur 2009 15 Localisation des nocicepteurs  Peau  600 terminaisons libres au cm2  Localisation précise de la douleur  Viscères  Récepteurs polymodaux (stimuli mécaniques & chimiques)  Irritation des muqueuses, distension, contracture, torsion, traction, météorisation, impaction, ischémie…  Os, tendons, muscles, articulations
  • 16. Douleur 2009 16 Le récepteur vanilloïde  Le récepteur TRPV1, non spécifique, répond à la fois à la capsaïcine (ligand), aux températures élevées, et aux lésions tissulaires (stimulus physiques et chimiques).  Cette protéine a été nommée récepteur vanilloïde de type 1 (VR1) (ou Transient Receptor Potential vanilloïde 1 (TRPV1)) car c’est le groupe vanilloïde qui caractérise la capsaïcine  TRPV1 appartient à une famille de protéines (les TRP) qui comporte au moins 3 classes de canaux ioniques qui assurent la transmission de signaux issus de cellules en réponse à des stimulus « transitoires » comme la lumière, la température, le pH, les stimulus mécaniques et chimiques etc.
  • 17. Douleur 2009 18 Les autres récepteurs TRPV  TRPV1 a été le premier récepteur à être cloné  Actuellement on a identifié 4 récepteurs activés par la chaleur et 2 récepteurs activés par le froid  Le menthol stimule les récepteurs du froid comme la capsaïcine active les récepteurs de la chaleur
  • 18. Douleur 2009 25 B3-Fibres nerveuses associées aux nocicepteurs
  • 19. Douleur 2009 26 Classification générale des fibres nerveuses  Myélinisées vs. Non myélinisées  Pour les fibres myélinisées, la vitesse de transmission de l’influx nerveux sera fonction du diamètre  Les fibres en relation avec les nocicepteurs sont les fibres Aδ (myélinisées) et fibres C (non myélinisées);  Ces fibres sont également impliquées dans la transmission des stimuli thermiques physiologiques
  • 20. Douleur 2009 27 Sélectivité des fibres associées aux nocicepteurs  Les fibres périphériques qui répondent à des stimulus mécaniques ou thermiques non douloureux ne sont pas impliquées dans la transmission des signaux douloureux  Elles n’augmentent pas leur fréquence de décharge en cas d’augmentation de l’intensité du stimulus  Les fibres nociceptives ne commencent à décharger que pour des intensités importantes; elles sont recrutées en cas de stimulus douloureux
  • 21. Douleur 2009 28 Sélectivité des récepteurs Thermorécepteurs vs. thermonocicepteurs  Fréquences de décharges pour différentes températures cutanées ; on remarquera que ce ne sont pas les mêmes fibres qui sont impliquées dans les stimuli physiologiques et douloureux
  • 22. Douleur 2009 29 Classification des nocicepteurs sur la base des fibres associées  Fibres myélinisées du groupe Aδ  Vitesse de conduction assez rapide de 20m/s  Stimuli mécaniques aigus, dangereux  champ récepteur étroit  Stimuli thermiques douloureux  Fibres non myélinisées du groupe C  Vitesse de conduction lente de 2m/s;  Récepteurs dits polymodaux (répondent à la fois aux stimuli mécaniques, thermiques et chimiques)  Récepteurs « silencieux » sensibles aux stimulations supraphysiologiques  Champ récepteur large (il est plus important de détecter une douleur que de la localiser)  douleurs lentes, sourdes, différées  Récepteurs sujets à sensibilisation  Exemple d’une brûlure  sensation immédiate: Aδ  Sensation légèrement différée: fibre C
  • 23. Douleur 2009 31 B4- Les voies ascendantes de la nociception
  • 24. Douleur 2009 32 Types de voies nerveuses  Afférente (Ascendante)  transmission des influx de la périphérie vers l’encéphale  Neurone de premier ordre  Neurone de deuxième ordre ou deutoneurone  Neurone de troisième ordre  Efférente (Descendante)  transmission des influx de l’encéphale vers la périphérie
  • 25. Douleur 2009 33 Les voies de la douleur : généralités  Le signal algogène est véhiculé par une fibre nerveuse de petit calibre (Aδ ou C)  Il se dirige vers la corne postérieure de la moelle épinière où il existe un premier relais intégratif
  • 26. Douleur 2009 34 Neurones de premier ordre (1) Substance grise de la ME Premier relai intégratif Comme pour tous les neurones sensitifs situés dans le ganglion spinal, la branche centrale du neurone primaire pénètre dans la ME par les racines dorsales
  • 27. Douleur 2009 36 F.Néospinothalamique V I Fibre Aδ Fibres C F. Paléospinothalamique Glutamate Substance P Les fibres Aδ font synapses dans la couche I (médiateur=glutamate), décussent et donnent le faisceau néospinothamamiqie Les fibre C font synapses dans la couche V (médiateur=substance P), décussent et donnent le film paléospinothalamique
  • 28. Douleur 2009 37 Neurones de deuxième ordre  Les axones des neurones de deuxième ordre (les deutoneurones) croisent la ligne médiane et montent directement vers le tronc cérébral dans le cadran, antérolatéral (ou ventrolatéral) de l’hémi-moelle controlatérale  Ces fibres forment les faisceaux spinothalamiques (néospinothalamique et paléospinothalamique ou spinoréticulaire) qui forment la principale voie ascendante des stimuli thermiques et nociceptifs
  • 29. Douleur 2009 43 Deuxième neurone: Les faisceaux spinothalamiques  Apres avoir décussé, les deutoneurones (ou cellule T pour transmission) remontent dans la partie antérolatérale de la substance blanche.  Cette voie ascendante est formée de 2 contingents principaux:  Le faisceau néospinothalamique:  Se projette dans le thalamus ventrobasal (VB)  Impliqué dans la douleur aiguë et la perception de la température (non algogène)  Le faisceau paléospinothalamique ou spinoréticulaire:  Se projette sur la formation réticulaire (éveil),  Puis sur le noyau intralaminaire thalamique  Ce faisceau est impliqué dans les douleurs profondes, chroniques…  Ces faisceaux se projettent, in fine ,sur le cortex pariétal primaire et secondaire
  • 30. Douleur 2009 44 Le faisceau paléospinothalamique  Système polysynaptique véhiculant des douleurs type colique chez le cheval  Ramifications pour le bulbe  Ripostes végétatives à la douleur (tachycardie, FR, mydriase….)  Ramifications pour la formation réticulaire  Eveil  Ramifications pour l’hypothalamus  Sécrétion de cortisol, autres hormones  Ramification pour le système limbique  Caractère anxiogène ,
  • 31. Douleur 2009 45 Faisceau néospinothalamique  Système oligosynaptique véhiculant des douleurs type piqûre, coups etc.  Remonte directement vers le thalamus sans relai bulbaire, limbique etc.  Le 3eme neurone se projette sur les cortex primaire et secondaire  Douleurs bien repérées sur le plan spatiale et non anxiogènes
  • 32. Douleur 2009 46 Les relais thalamiques
  • 33. Douleur 2009 47 Le thalamus et ses noyaux Dans le thalamus, les principaux noyaux cibles des fibres ascendantes thermiques et nociceptives (neurones secondaires) se situent dans le complexe ventro-postérieur (VP)
  • 34. Douleur 2009 50 Neurone de troisième ordre  Commence dans le thalamus  Se termine dans les centres spécifiques du cortex  Perception de la localisation, de la qualité, de l’intensité du stimulus  Permet de sentir la douleur de l’intégrer aux expériences passées
  • 35. Douleur 2009 52 Cortex pariétal et douleur  Le cortex pariétal présente une somatotopie très précise pour la peau et les articulations, imprécise pour les muscles et les vaisseaux, inexistante pour les viscères d’où les douleurs rapportées
  • 36. Douleur 2009 54 Les contrôles de la nociception et de la douleur 1. Contrôles segmentaires (médullaires) du signal ascendant 2. Contrôle descendant d’origine supraspinale
  • 37. Douleur 2009 55 B5-Les contrôles de la nociception et de la douleur
  • 38. Douleur 2009 56 Contrôle de la douleur  Les stimulations périphériques perçues comme douloureuses sont transmises, modulées et intégrées à différents étages du système nerveux :  Nos conceptions sont largement fondées sur l’organisation histologique de la moelle épinière
  • 39. Douleur 2009 57 Convergence sur les mêmes deutoneurones du système somesthésique et des neurones impliqués dans la nociception
  • 40. Douleur 2009 58 Les fibres Aα et Aβ pénètrent dans le cordon dorsal et délèguent des ramifications qui pénètrent dans la substance grise pour faire synapse dans la couche II et V Les fibre A δ et C pénètrent dans la corne dorsale pour former, après décussation, les faisceaux spinothalamiques V Fibre Aα ou Aβ Fibres A δ ou C F. Spinothalamique Pacini Couches de Rexed
  • 41. Douleur 2009 59 Convergence des fibres Aα et Aβ sur les mêmes deutoneurones que les fibres Aδ et C: douleurs référées V Fibres Aδ et C Deutoneurone Fibres Aα et Aβ Récepteurs cutanés Récepteurs douleur Récepteurs somesthésiques
  • 42. Douleur 2009 60 Douleurs référées : bases physiologiques  Des stimulations nociceptives d’origines diverses (cutanées, viscérales, musculaires, osseuses) vont stimuler au niveau de la moelle un même neurone situé dans les couches I et V de la corne postérieure de la moelle.  Ce neurone transmet l’information au cortex avec confusion possible de lecture sur l’origine de la douleur
  • 43. Douleur 2009 62 Exemples de douleurs viscérales référées  Point de McBurney (autour du nombril) & appendicite  Angine de poitrine et douleurs thoraciques  Douleur vésiculaires & région scapulaire Douleur rapportées d’origine cardiaque
  • 44. Douleur 2009 63 Fréquence de douleurs viscérales référées  Il n’existe pas de neurones spinaux dont la seule fonction soit d’évaluer la douleur viscérale  La douleur viscérale est détectée par des neurones qui par ailleurs sont mis en jeu par des afférences cutanées (afférences viscérales sympathiques)  Les troubles des organes internes sont alors confondus avec des douleurs cutanées du même dermatome  Dermatome=zone de la peau innervée par une même racine dorsale
  • 45. Douleur 2009 65 Le clavier équin de Roger: exemple d’application des douleurs référées La région cutanée douloureuse par projection peut- être hyperalgésique au palper
  • 46. Douleur 2009 66 Douleurs projetées Douleurs projetées Douleurs rapportées lésionnelle atteinte d’un élément nerveux Douleurs référées (convergence) fonctionnelles Douleur viscérale
  • 47. Douleur 2009 67 Douleurs rapportées douleur d’amont  Activation des fibres nociceptives en amont de ses récepteurs  Un choc sur le coude déclenche à l’extrémité de la main une “ châtaigne électrique” par stimulation mécanique du nerf ulnaire qui passe entre la peau et l’humérus  Douleurs irradiantes dans les jambes ou les bras dues à la compression des nerfs spinaux à leur entée dans la colonne vertébrale  la même douleur sciatique peut correspondre à une douleur radiculaire discale, à une douleur tronculaire au niveau du petit bassin, ou à une compression du nerf par le muscle pyramidal.
  • 48. 68 Théories du contrôle d’entrée (ou contrôle du portillon) Ronald Melzack & Patrick Wall The Gate Control Model - Ronald Melzack and Patrick Wall, Pain mechanisms: a new theory. Science v. 150 (1965): 975.
  • 49. Douleur 2009 69 Théorie du portillon (Gate control)  Études histologiques de la corne dorsale de la ME (câblerie) et de stimulations localisées  Hypothèse: le flux des messages nociceptifs transitant par la ME est modulé par l’activation concomitante des grosses fibres myélinisées qui innervent les mécanorécepteurs
  • 50. Douleur 2009 70 Théorie du portillon cell= cellules gélatineuses de Rolando de la couche II de Rexed T cell =neurones secondaires de la couche V à l’origine du faisceau spinothalamique
  • 51. Douleur 2009 73 Prurit et grattage  Le prurit est assimilable à une sensation nociceptive et le grattage lève cette sensation par fermeture du portillon
  • 52. Douleur 2009 74 Exemple de mise en jeu du portillon  Sensation prurigineuse et grattage  Alcoolisme et polynévrite  Douleur d’amputation et membre fantôme; autophagie  Acupuncture  Données histologiques  mésothérapie
  • 53. Douleur 2009 75 Contrôle médullaire: exemple de mise en jeu  Si on se heurte le tibia, la réaction naturelle (et efficace) est de se frotter vigoureusement la zone en question
  • 55. Douleur 2009 77 Membres & organes fantômes  Après une amputation, presque tous les patients ont l’impression que leur membre est toujours présent  Cela peut être vrai aussi pour un sein, un organe (testicule…)  La zone amputée peut devenir douloureuse!  Source de douleur chronique
  • 56. Douleur 2009 78 Massage du moignon pour soulager les douleurs d’un membre fantôme 1. La section du membre a définitivement supprimé l’activité des neurones sensitifs possédant des récepteurs spécialisés type corpuscule de Pacini etc. 2. En revanche les fibres à terminaison libre de type C peuvent bourgeonner dans le moignon avec formation d’un névrome, se trouver comprimer et bombarder de signaux nociceptifs la couche V de la ME 3. Il y aura un déséquilibre au niveau du « gate control » par défaut d’activation des fibres du système somesthésique et sensation de douleur dans le membre fantôme Le massage de la peau stimule les corpuscules de Pacini situés en aval de la section et soulage la douleur
  • 57. Douleur 2009 79 Acupuncture & fermeture de la porte  L’acupuncture stimule les grosses fibres Aα et Aβ et ferme le portillon
  • 58. Douleur 2009 80 Contrôle inhibiteur descendant d’origine centrale
  • 59. Douleur 2009 81 Mécanismes supraspinaux du contrôle de la douleur  Contrôles inhibiteurs descendants déclenchés par des stimulations cérébrales (influence de l’humeur, équilibre affectif et émotionnel, la qualité du sommeil, mémoire, la culture…) :  Action par l’intermédiaire de la sérotonine et de la noradrénaline et rôle important des opioïdes endogènes
  • 60. Douleur 2009 82 Les 3 systèmes inhibiteurs de la douleur Système périphérique et médullaire 1. Gate control (théorie du portillon)  Les fibres sensitives cutanées ou articulaires de gros calibre, inhibent les fibres des voies de la nociception de petit calibre  massage, 2. Inhibition centrale  Réponse descendante du cerveau vers la périphérie (sérotonine, noradrénaline).  C’est le support des douleurs neuropathiques – antidépresseurs 3. Frein endocrinien  Interneurones à endorphines.  C’est l’analgésie du stress ou système de survie.
  • 61. Douleur 2009 83 Contrôle descendant d’origine centrale  La stimulation de certaines zones du mésencéphale (substance grise périaqueducale et bulbe rostro- ventral) peut entraîner de profondes analgésies dues à l’activation de voies descendantes qui vont moduler la transmission des messages ascendants notamment au niveau des couches II de Rexed
  • 62. Douleur 2009 84 Contrôle descendant d’origine centrale  Contrôle provenant:  Du tronc cérébral, de l’hypothalamus, du cortex Substance grise périaqueducale Noyau du raphé magnus
  • 63. Douleur 2009 86 Le système inhibiteur descendant Contrôle central de la douleur Centres supérieurs Thalamus Douleur Noyau du raphe magnus Faisceau dorso-lateral Centres supérieurs E G ? 5HT Substance grise péri aqueducale Voies inhibitrices descendantes Corne postérieure de la moelle E : interneurone enképhalinergique G : interneurone gabaergique 5 HT : 5 Hydroxytryptamine (sérotonine)
  • 64. Douleur 2009 87 Tord-nez et contrôle central du portillon
  • 65. 88
  • 66. Douleur 2009 89 Tord-nez : mécanisme d’action  La mise en place d’un tord-nez déclenche une analgésie  Signes de sédation, réduction de la FC  L’administration de naloxone supprime cet effet  La mise en place d’un tord-nez augmente de 81±33% les concentrations en β-endorphines The twitch in horses: a variant of acupuncture Science 1984 pp 1172-1173
  • 67. Douleur 2009 90 Système inhibiteur descendant Contrôles inhibiteurs descendants déclenchés par des stimulations mécaniques (boucle spino-bulbo- spinale). Elles expliquent les effets analgésiants des contre-stimulations
  • 68. Douleur 2009 91 Facteurs d’ouverture ou de fermeture du portillon Porte ouverture fermeture Stimuli physiques Étendue des lésions médications Insuffisances d’activités physiques Contrestimulations Massage, ventouses acupuncture État émotionnel Anxiété, inquiétude, tension.. Émotion positive, bonheur… Conditions mentales Focalisation sur sa douleur ennui Distraction concentration
  • 69. Douleur 2009 92 Analgésie liée au mouvement  Des mouvements rythmiques libèrent de la 5-HT  Mastiquer un chewing-gum est analgésique  Le cheval en colique doit marcher  Les propriétés dopaminergiques de la morphine chez le cheval stimulent la marche en cercle??
  • 71. Douleur 2009 94 Rôle de la Sérotonine et de la noradrénaline (NA)  Les fibres réticulospinales issues des noyaux du raphé se projettent sur la corne dorsale et libèrent de la sérotonine qui stimule les interneurones qui libèrent des enképhalines  Les enképhalines inhibent la transmission des messages douloureux aux deutoneurones  Les fibres réticulospinales issues du locus coeruleus se projettent également sur les interneurones et libèrent de la NA ce qui est analgésiant  La dépression diminue cette libération et abaisse le seuil de la douleur alors que les antidépresseurs et les exercices physiques font l’inverse
  • 72. Douleur 2009 95 B6-Les phénomènes de sensibilisation (amplification de la douleur)
  • 73. Douleur 2009 96 Les deux types de sensibilistion  Sensibilisation périphérique Ex: Douleur inflammatoire banale  Sensibilisation centrale Ex douleur chronique postopératoire
  • 74. Douleur 2009 97 Sensibilisation périphérique et centrale Lésion tissulaire Libération de la Soupe inflammatoire Activation des nocicepteurs Sensibilisation périphérique Douleur aiguë Lésion tissulaire Libération de cytokines d’Interleukine β Sensibilisation centrale Neuroplasticité Douleur chronique Post-opératoire Libération de glutamate, aspartate, CCK Activation des récepteurs NMDA; Production de NO, flux de Ca++
  • 75. Douleur 2009 100 Sensibilisation centrale  Le système nerveux n’est pas un simple circuit électrique  Une conséquence de l’augmentation de l’activité des nocicepteurs périphériques (faisant suite à une intervention chirurgicale, une infection…) et l’augmentation de la libération de neuromédiateurs dans la corne dorsale de la moelle épinière est la création d’un état d’hypersensibilité qui va amplifier la douleur (extension spatiale et temporelle)  On peut prévenir cette sensibilisation  Analgésie préemptive et préventive en chirurgie  Cette sensibilisation peut favoriser la chronicité et la souffrance  La sensibilisation centrale joue un rôle majeur dans les douleurs neuropathiques
  • 76. Douleur 2009 102 Hypersensibilité post-traumatique ou phénomène d’embrasement (Windup)  A la suite d’un traumatisme la corne dorsale est bombardée par les messages nociceptifs.  A la longue, le champ de réception de ces récepteurs augmente  Les récepteurs NMDA (N-methyl D- aspartate) des deutoneurones jouent un rôle majeur dans cette sensibilisation centrale  Ce processus d’amplification de la douleur d’origine centrale est appelé le « windup»  Le wind-up est une augmentation progressive, fréquence dépendante, de la réponse d’un neurone lors de l’application répétitive de stimuli électriques nociceptifs identiques sur un même territoire; il correspond à un phénomène de sommation temporelle
  • 77. Douleur 2009 103 Phénomène d’embrasement (wind-up) Interactions entre les systèmes excitateurs et inhibiteurs de la moelle épinière OPIOIDES Récepteurs pré- synaptiques FIBRE C GLUTAMATE PEPTIDES Substance P CGRP Neurokinine A Récepteurs post- synaptiques ADENOSINE ADENOSINE MONOXIDE D’AZOTE HYPERALGESIE Neurone nociceptif de la corne dorsale Noradrénaline 5-Hydroxytryptamine WIND-UP ++++++ NMDA GABA, Glycine ,Enképhalines, Dynorphine CCK Gene induction
  • 78. Douleur 2009 104 Modulation de la sensibilisation centrale Lésion tissulaire Cytokines Interleukine β Sensibilisation centrale récepteurs NMDA Neuroplasticité Douleur chronique Post-opératoire La kétamine est un antagoniste des récepteurs NMDA La CCK réduit l’action analgésique de la morphine

Notes de l'éditeur

  1. <number>
  2. <number>
  3. <number> Voie anatomique de la douleur
  4. <number> Convergence au niveau spinal
  5. <number>
  6. <number>
  7. <number> Activation des nocicepteurs