Les axes hypothalamo-hypophyso-surrénalien et sympatho-adrénergique et les processus douloureux

Les axes hypothalamo-hypophyso-surrénalien et sympatho-adrénergique et les processus douloureux

Modifications humorales lors de stress

Les corticoïdes

La réponse des glucocorticoïdes lors d’une situation de stress est immédiate : les concentrations plasmatiques de cortisol augmentent rapidement pour atteindre des valeurs plusieurs fois supérieures à la normale en quelques minutes. En outre, il apparaît que cette réponse est proportionnelle à la sévérité du stress(Cunningham(3), 1997).

Les catécholamines

Pour illustrer l’importance des catécholamines surrénaliennes, Cannon, en 1932, a proposé la théorie du « flight or fight » (fuite oucombat). La médullosurrénale est activée lorsque l’organisme doit faire face à une situation de stress. Plus tard, d’autres auteurs ont énoncé la théorie du tonus selon laquelle la médullosurrénale était toujours en état de veille. En fait, la médullosurrénale sécrète en permanencedes catécholamines. La réponse à une situation de stress est une augmentation phasique de cette sécrétion tonique.
Les catécholamines ont une action sur la régulationdu métabolisme intermédiaire et sur les réponses qui permettent à l’animal de s’adapter à des situations de stress. Elles agissent principalement dans la régulation rapide des mécanismes visant à maintenir l’homéostasie. Elles ont une durée d’action très courte puisque leur demi-vie en circulation est d’environ 20 secondes (Watkins et Salo(2), 1982).
L’action des catécholamines sur l’augmentation de la glycémie, du débit cardiaque, de la perfusion cardiaque et musculaire, des échanges respiratoires et de l’excitation du système nerveux central représente un atout dans la situation de « flight or fight » et plus largement lors de stress aigu. De manière moins évidente, l’arrêt du péristaltisme intestinal, l’arrêt des contractions de l’utérus et la rétention d’urine auniveau du col participent au processus de fuite. Enfin, il est évident que les autres processus biologiques induits par la sécrétion des catécholamines sont aussi associés à des situationsde stress, physique ou psychologique (voir tableau 3).

Les hormones thyroïdiennes

Il paraît évident à de nombreux auteurs que la fonction thyroïdienne joue un rôle important dans la réponse au stress. Il semble que le système sympathique soit impliqué dans la stimulation de la fonction thyroïdienne après plusieurs formes de stress (Watkins, Salo(2), 1982).
Lors d’un stress l’axe hypophyso-thyroïdien peut être stimulé (Galbo et al, 1977) ou déprimé (Sowers et al, 1977). Le dosage des protéines auxquelles se lie la thyroxine donne aussi des résultats variables (Mason, 1968). Il est possible qu’une simple variation de la concentration de ces protéines suffise à augmenter la quantité de thyroxine libre pour les cellules.

L’hormone de croissance

Il a été démontré que le stress produit une augmentation de la concentration de l’hormone de croissance chez la plupart des espèces (John et George, 1977) sauf chez le rat, pour lequel on observe une diminution de la concentration en GH (Takahashi, 1978).

Les -endorphines

Bien que ses effets soient très peu connus, les –endorphines semblent participer aux réponses de stress. De nombreuses études montrent ueq son augmentation plasmatique est liée aux situations de stress (Luna et Taylor(2), 1996).
Ces axes hypothalamo-hypophyso-surrénalien et sympatho-adrénergique, au travers de nombreuses sécrétions humorales participent à de nombreuses réponses physiologiques de stress (figure 10).
Il existe aussi d’autres hormones liées au stress, telle que l’insuline et le glucagon.
Leurs effets apparaîtront par la suite.

Conséquences métaboliques de ces changements hormonaux

La glycémie

L’hyperglycémie est toujours associée aux réponsesau stress. Ce changement est accompagné par des variations de concentration del’insuline et du glucagon plasmatiques.
Les variations de la concentration et de l’effet de l’insuline seront discutées plus tard. La concentration plasmatique en glucagon augmente pendant et après le stress (Lindsey et al, 1974). La corrélation entre la mise en place et la durée de l’hyperglycémie et l’augmentation du glucagon est faible (Giddings et al, 1976). Cependant, la principale fonction du glucagon est de libérer les réserves de glycogène et de stimuler la néoglucogenèse (Efendic, Cerasi et Luft, 1974). Ainsi, de toute évidence, le glucagonparticipe à l’hyperglycémie liée au stress.
Parallèlement, la résistance des récepteurs périphériques à l’insuline et l’augmentation du seuil de glycémie accepté par les mécanismes decontrôle hépatique se superpose aux conséquences métaboliques des différentes hormones(Wright, 1979). A cela, s’ajoute en outre une diminution du volume de distribution du glucose (Giddings et al, 1977) liée à l’inhibition de la capture du glucose par les cellules par les glucocorticoïdes et les catécholamines.

Les acides gras non-estérifiés

La concentration sanguine en acides gras non-estérifiés (AGNE) est augmentée lors d’un stress parce qu’influencée par les changements hormonaux associés au stress et à l’excitation. L’effet des catécholamines sur les récepteurs  adipocytaires qui activent la lipase hormono-sensible chez les mammifères notamment chez le cheval (Snow, 1979) et chez le chien (Galitzky,1995), de même que la suppression de l’effet de l’insuline (hormone anti-lipolyse) (Watkins, Salo(2), 1982) expliquent cette augmentation des AGNE.
L’action des catécholamines semble prépondérante puisqu’un blocage des récepteurs  réduit cette augmentation. L’action de l’hormone de croissance sur la production d’AMP cyclique par les adipocytes a aussi été mise en cause (John et George, 1977 ; Watkins, Salo(1), 1982) mais son influence reste faible, en particulier chez les carnivores domestiques.

Les acides aminés

Lors d’une situation de stress, le métabolisme protéique consiste principalement en un catabolisme protéique. La réponse au stress entraîn une destruction protéique produisant des métabolites (acides aminés) qui vont servir à la néoglucogenèse et à la synthèse de nouvelles protéines. L’énergie apportée par la néoglucogenèsene représente qu’une faible part de l’énergie consommée (20%) mais la remise en circulation d’acides aminés pour la synthèse de nouvelles protéines s’avère essentielle pour les processus de réparation et de cicatrisation (Duke et al, 1970).
Une étude chez le chien a montré que les catécholamines n’étaient pas en propre responsables du catabolisme protéique puisque la présence de cortisol et de glucagon est nécessaire à l’apparition de ce phénomène (Liddellet al, 1979).
Lorsque le stress est important, l’insuline peut avoir un effet plus tardif (à moyen terme) de conservation de l’azote en réduisant la néoglucogenèse. Cet effet est très faible chez les patients qui ne sont pas en situation de catabolisme (Woolfson, Heatley et Allison, 1979).
Les changements métaboliques provoqués par un stres consistent donc en une mobilisation de l’énergie (glucides, lipides et protides) et en une préparation à la réparation des organes lésés (mise en circulation’acides aminés).
Le tableau 5 propose un résumé de la réponse au stress en général.
Nous allons maintenant étudier les réponses endocriniennes et métaboliques dans un contexte plus particulier, celui de l’anesthésie générale.

Conséquences endocrino-métaboliques des procédures et des anesthésiques associés à l’anesthésie générale

Par définition, l’anesthésie générale, lorsqu’ellest correctement conçue en terme de protocole, entraîne la disparition de toutes les sensations, dont celle de douleur. Cependant, les axes neuroendocriniens et notamment l’axe hypothalamo-hypophyso-surrénalien continuent à répondre aux stimuli que provoquent les procédures et les xénobiotiques employés.

Les stress dus aux procédures d’anesthésie

« Dans le domaine des changements métaboliques induits par l’anesthésie, la manière dont les médicaments sont administrés et dont le patient est manipulé est aussi importante que le choix des molécules utilisées » (Watkins, Salo(2), 1982). Bien que désuète, cette affirmation témoigne du fait que les procédures util sées en anesthésie peuvent être une source de stress important pour l’organisme..

L’hospitalisation

Le changement d’environnement que représente l’hospitalisation est souvent une source d’anxiété ou, au moins, d’inconfort. Cette otion est cliniquement perceptible, notamment chez les animaux d’âge avancé où une absence de consommation d’eau et d’aliment est souvent notée (Chalifoux, 2001).Le contact avec d’autres animaux stressés, surtout de même espèce, peut aussi provoquer une réponse au stress chez un animal. La communication de ce stress se fait, selon les espèces impliquées, par des phéromones, des sonou des odeurs (Thurmon(2), 1996).L’anxiété ou la peur font partie intégrante de laéponser à la douleur. Elles augmentent la réponse de l’hypothalamus par des stimulations du cortex cérébral. Une anxiété sans stimulation douloureuse peut provoquer des augmentations du cortisol et des catécholamines sanguins supérieures à celles causées directement par un stimulus douloureux (Ikarashi et al, 1984 ; Blackmore, 1984).L’augmentation préopératoire des acides gras non-estérifiés dans le sang a été en partie imputée au stress de l’hospitalisation et à l’activation orthosympathique associée (Robertson SA(1), 1987).Dans une étude sur des chiennes hospitalisées pourovariohystérectomie, une légère augmentation transitoire du cortisol plasmatique a été notée dans le groupe de contrôle. Cette augmentation a été attribuée à l’inconfort vécu parles animaux face à une nouvelle expérience (Fox et al, 1998). Pour preuve, la cortisolémie des chiennes d’élevage était significativement inférieure à celle des chiennes de propriétaire non habituées à ce type de d’environnement avant les procédures d’anesthésie.

Le jeûne

Le jeûne peut être une source de stimulation de l’axe hypothalamo-hypophyso-surrénalien par l’hypoglycémie qu’il peut entraîner. Les sujets les plus sensibles restent les petits mammifères, les oiseaux et les nouveaux-nés.Le jeûne est à la fois pré-opératoire, per- et post-opératoire. Les besoins énergétiques n’étant pas couverts dès le réveil. Dans de nombreuses références, le jeûne chez des animaux sains et adultes ne semble pas avoir d’effet sur l’ axe hypothalamo-hypophyso-surrénalien.Cependant, cet axe reste sollicité puisque il favorise la néoglucogénèse et la lipolyse nécessaires au maintien de la glycémie et à la couverture énergétique des tissus.L’insulinémie est aussi diminuée par le jeûne. Cependant, chez les poneys, l’insulinémie est plus diminuée par l’anesthésie que lors d’une nuit de jeûne sans anesthésie (Taylor, 1989).Une étude menée chez des enfants de 1 à 14 ans a montré que des jeûnes de 2, 4 ou 12 heures n’avaient entraîné aucune modification des concentrations sanguines en glucose, en cortisol et en triglycérides. Cependant les enfants ayant jeûner pendant 4 et 12 heures présentaient une augmentation de leur lipolyse : les acides gras non estérifiés et les corps cétoniques totaux étaient significativement plus élevés dans ces groupes que dans celui ayant jeûné 2 heures (Maekawa et al, 1993).La réponse de l’axe hypothalamo-hypophyso-surrénalien au jeûne paraît cependant être de faible amplitude.

La contention

Souvent nécessaire en pratique, les influences endocrino-métaboliques de la contention dépend du type de contention, de l’espèce, de la race, de la taille, du niveau de domestication, de la présence de blessure ou de maladie, du degré d’excitation et de la méthode d’induction anesthésique (d’après Thurmon(2), 1996).L’excitation au moment de l’induction se traduit pa r une augmentation significative des catécholamines plasmatiques par rapport à une induction douce (Tammisto et al, 1973).

L’induction anesthésique

La vitesse d’injection des médicaments lors d’injection intraveineuse a une influence sur la réponse au stress (Watkins, Salo(2), 1982).L’induction provoque une réponse au stress (Benson et al, 2000). On n’observe pas de pic transitoire d’insuline avec l’association xylaz ine-kétamine juste après l’induction contrairement à l’induction au thiopental (Taylor, 1991). Les auteurs n’avaient pas d’explication à ce phénomène, bien que la xylazine, α2-agoniste, puisse induire une hypoinsulinémie. L’induction multiplie par 5 à 10 les -endorphines sauf dans le cas d’une situation d’hypercapnie (où l’augmentation est sign ificative mais moins intense) (Taylor et Luna, 2000). L’induction semble être le stress majeur et produit une augmentation marquée de -endorphines dans la plupart des groupes de chevaux étudiés.

Table des matières

Introduction
I Rappels sur la physiologie de l’axe hypothalamo-hypophyso-surrénalien et des systèmes endocrinométaboliques associés
I.1 L’axe hypothalamo-hypophyso-surrénalien en situation physiologique
I.1.1 L’hypothalamus
I.1.2 L’hypophyse
I.1.2.1 La neurohypophyse
I.1.2.2 L’adénohypophyse
I.1.2.3 Modulation de l’activité hypothalamique
I.1.2.4 Les interactions neurohypophyse/adénohypophyse
I.1.2.5 Autres interactions
I.1.3 Les glandes surrénales
I.1.3.1 Les corticoïdes
I.1.3.1.1 Les minéralocorticoïdes
I.1.3.1.2 Les glucocorticoïdes
I.1.3.2 Les catécholamines surrénaliennes
I.1.3.2.1 Effets sur le métabolisme intermédiaire
I.1.3.2.2 Effets sur la fonction cardiovasculaire
I.1.3.2.3 Effets sur la fonction respiratoire
I.1.3.2.4 Autres effets
I.1.4 L’axe hypophyse-thyroïde
I.1.5 L’hormone de croissance
I.1.6 Les opioïdes endogènes
I.1.6.1 Les b-endorphines
I.1.6.2 Les endomorphines
I.1.6.3 La Met-enképhaline et la dynorphine
I.2 Modifications humorales lors de stress
I.2.1 Les corticoïdes
I.2.2 Les catécholamines
I.2.3 Les hormones thyroïdiennes
I.2.4 L’hormone de croissance
I.2.5 Les b-endorphines
I.3 Conséquences métaboliques de ces changements hormonaux
I.3.1 La glycémie
I.3.2 Les acides gras non-estérifiés
I.3.3 Les acides aminés
II Conséquences endocrino-métaboliques des procédures et des anesthésiques associés à l’anesthésie générale
II.1 Les stress dus aux procédures d’anesthésie
II.1.1 L’hospitalisation
II.1.2 Le jeûne
II.1.3 La contention
II.1.4 L’induction anesthésique
II.1.5 L’intubation
II.1.6 Le décubitus
II.1.7 L’hypothermie
II.1.8 Le réveil anesthésique
II.2 Les différentes molécules utilisés en anesthésie et la réponse des axes hypothalamohypophyso- surrénalien et sympatho-adrénergique
II.2.1 Modifications humorales lors de l’anesthésie générale
II.2.1.1 Les corticoïdes
II.2.1.2 Les catécholamines
II.2.1.3 L’arginine-vasopressine
II.2.1.4 Les hormones thyroïdiennes
II.2.1.5 L’hormone de croissance
II.2.1.6 Les b-endorphines et de la met-enképhaline
II.2.1.7 L’insuline
II.2.1.8 Le glucagon
II.2.2 Les effets indirects des agents anesthésiques sur les axes hypothalamohypophyso- surrénalien et sympatho-adrénergique
II.2.2.1 Les sédatifs et les anxiolytiques utilisés en prémédication
II.2.2.1.1 Les benzodiazépines
II.2.2.1.2 Les phénothiazines
II.2.2.1.3 Les Butyrophénones
II.2.2.1.4 Les a2-agonistes
II.2.2.2 Les anticholinergiques
II.2.2.3 Les opioïdes
II.2.2.4 Les agents volatils
II.2.2.4.1 L’halothane
II.2.2.4.2 L’isoflurane
II.2.2.4.3 Le sévoflurane
II.2.2.4.4 Le protoxyde d’azote
II.2.2.5 Les agents injectables de maintien de l’anesthésie générale
II.2.2.5.1 Les dissociatifs
II.2.2.5.2 Les barbituriques
II.2.2.5.3 Le propofol
II.2.3 Effets directs des médicaments utilisés en anesthésie sur l’axe hypothalamohypophyso- surrénalien
II.2.3.1 L’halothane
II.2.3.2 L’étomidate
II.2.3.3 Les a2-agonistes
II.2.4 Les conséquences métaboliques des effets de ces molécules
II.2.4.1 La glycémie
II.2.4.2 Les acides gras non estérifiés
II.2.4.3 Les acides aminés
II.2.4.4 Les lactates
III La réponse des axes hypothalamo-hypophyso-surrénalien et sympatho-adrénergique lorsque se rajoute le stress de la chirurgie
III.1 Les axes hypothalamo-hypophyso-surrénalien et sympatho-adrénergique et les processus douloureux
III.1.1 Chirurgies et réponses au stress
III.1.2 Sources de variations de la réponse au stress
III.1.2.1 Le niveau adrénergique préanesthésique
III.1.2.2 Les variations individuelles
III.1.2.3 L’espèce
III.1.2.4 La race
III.1.2.5 L’âge
III.1.2.6 Le sexe
III.1.3 Comment quantifier la douleur
III.1.3.1 Méthodes utilisées
III.1.3.2 Résultats obtenus
III.2 Prévention de l’activité des axes hypothalamo-hypophyso-surrénalien et sympathique
III.2.1 L’analgésie systémique
III.2.1.1 Les opioïdes
III.2.1.2 Les AINS
III.2.1.3 Les anti-inflammatoires stéroïdiens (AIS)
III.2.1.4 Les a2-agonistes
III.2.1.5 La kétamine
III.2.2 L’analgésie locale et loco-régionale
III.2.3 L’analgésie préopératoire
III.2.4 L’analgésie multimodale
III.2.5 L’utilisation des structures à noyau imidazole
III.3 La suppression de la réponse des axes hypothalamo-hypophyso-surrénalien et sympathique, avantages et inconvénients
III.3.1 Pourquoi supprimer la réponse au stress ?
III.3.1.1 Sur le système cardio-vasculaire
III.3.1.2 Sur l’appareil respiratoire
III.3.1.3 Sur le plan immunitaire
III.3.1.4 Sur le système gastro-intestinal
III.3.1.5 Sur le plan métabolique
III.3.1.6 Autres conséquences cliniques du traitement du stress
III.3.2 Conséquences délétères de la suppression des réponses au stress
III.3.2.1 La crainte des effets indésirables
III.3.2.2 La crainte de supprimer un « garde fou » naturel
III.3.2.3 La suppression complète de l’axe hypothalamo-hypophyso-surrénalien 93
Conclusion
Annexes

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