PHYSIOLOGIE DE LA TUNIQUE MUSCULAIRE

PHYSIOLOGIE DE LA TUNIQUE MUSCULAIRE

PHYSIOLOGIE DE LA TUNIQUE MUSCULAIRE

Le fonctionnement de la tunique musculaire est complexe et devrait être vu comme un ensemble de structures dont l’origine embryologique est distincte et qui coopèrent afin d’assurer un fonctionnement correcte du tube digestif.

FONCTIONNEMENT DES CELLULES INTERSTITIELLES

FONCTIONNEMENT DES CELLULES INTERSTITIELLES DE CAJAL

NOTION D’ONDES LENTES : LE COURANT PACEMAKER

La motilité du tube digestif dépend de la dépolarisation et de la repolarisation des muscles lisses viscéraux puisque ces variations de potentiels membranaires ont une action démontrée sur la [Ca2+] cytosolique et entraînent les contractions et les relaxations des CML Ce sont les ICC qui présentent des dépolarisations membranaires rythmiques (SANDERS et al., 2006) (figure 15) et qui communiquent ces ondes lentes (oscillations du potentiel de membrane) aux CML environnantes grâce aux couplages permis par les jonctions gap.Les ICC vont agir comme pacemaker vis-à-vis des CML et réguler la fréquence des ondes lentes des cellules musculaires. Cette fréquence diminue au fur et à mesure que l’on progresse dans le tube digestif (3 à 50 cycles/min selon HUIZINGA et al., 1997).Les ICC sont aussi à l’origine des complexes moteurs migrants (caractérisés par deux types de variations de potentiel : des ondes lentes rythmiques, permanentes établissant un rythme de base et des ondes rapides, brèves de type spike) présents durant les périodes inter-digestives.Légende : Des oscillations de grande amplitude du potentiel de membrane se produisent de manière régulière. L’encart montre la ressemblance frappante avec les ondes lentes rencontrées in vivo. Les pics de potentiel apparaissent indépendamment de toute stimulation extrinsèque et les oscillations n’ont pas été modifiées par l’utilisation du verapamil (qui bloque les canaux calcium de type L).

LE POTENTIEL D’ACTION

La période de plus haute excitabilité correspond au plateau de dépolarisation de l’onde lente. Si à cet instant-là, une stimulation excitatrice se produit, celle-ci conduit à une activation de canaux Ca2+ de type L et juste après, à l’émission d’un potentiel d’action. Ce potentiel d’action est alors transmis de proche en proche jusqu’au niveau des CML, où il entraîne une augmentation intracellulaire en calcium qui conduit in fine à la contraction musculaire.La figure 16 résume la relation entre les ondes lentes, les potentiels d’action et la contraction musculaire. On remarque que les potentiels d’actions n’apparaissent qu’au niveau d’un plateau de dépolarisation d’une onde lente.

LE ROLE DE KIT

KIT est un monomère enzymatiquement inactif lié à la membrane plasmique. Son ligand, le SCF, se présente sous forme soluble et dimérisé. L’interaction de KIT avec son ligand SCF entraîne la dimérisation du récepteur, ce qui à son tour entraîne la phosphorylation et l’activation de la fonction tyrosine kinase de son domaine intracellulaire.Cette activation permet la phosphorylation de seconds messagers intracellulaires qui assurent la transmission du signal jusqu’au noyau (figure 17). Cette cascade de réactions conduit à l’induction et à la régulation de la croissance et de la prolifération cellulaire et au contrôle de la différentiation cellulaire.
Légende
(A): Le récepteur KIT se présente sous la forme d’un monomère inactif à la surface de la membrane plasmique.
(B): L’interaction de KIT avec son ligand SCF entraîne la dimérisation du récepteur.
(C): Phosphorylation et activation des domaines TK1 et TK2.
(D): Les phosphotyrosines servent de site de liaison pour différentes protéines intracellulaires effectrices, qui assurent la transduction d’un signal jusqu’au noyau.

FONCTIONNEMENT DES CELLULES PGDFRΑ+

L’une des particularités des FLC est l’expression de canaux transmembranaires spécifiques, les canaux potassiques calcium-dépendants à faible conductance SK3 (small-conductance Ca2+-activated K+) (KLEMM et al., 2002 ; IINO et al., 2009) (figure 18).Ces canaux, ainsi que l’innervation purinergique inhibitrice sont impliqués dans les rétrocontrôles inhibiteurs entériques et sont bloqués par l’apamine (BANKS et al., 1979 ; BLATZ et al., 1986, GALLEGO et al., 2006 ; MUTAFOVA-YAMBOLIEVA et al., 2007).
Légende : Echelle barre blanche/noire = 10µm
A-C, coexpression d’eGFP (vert) et de PGDFRα (rouge) dans la région du plexus myentérique, de la couche musculaire circulaire (B) et de la couche musculaire longitudinale (C). L’eGFP est confiné au noyau tandis que PGDFRα est exprimée au niveau des membranes cellulaires.
D-F, eGFP (D) et PDGFRα (E) dans des cellules dispersées de colon. Noyau de cellules PGDFRα+ contenant la protéine eGFP (F). et (H) représentent la même cellule PGDFRα+ (tête de flèches) mais sous différentes techniques de contraste microscopique. La flèche noire représente une CML.
I-J représentent l’expression de cibles moléculaires qui interviennent dans la neurotransmission purinergique avec la méthode de RT-PCR (I) et de RT-PCR en temps réel (J) sur des cellules PGDFRα+ hautement purifiées. On constate que ces cellules n’expriment pas le gène Kit (I).
Les cellules PGDFRα+ expriment abondamment P2ry1 (récepteurs P2Y1) et Kcnn3 (canaux SK3). Les barres blanches correspondent aux cellules PGDFRα+ et les barres noires aux cellules musculaires coliques. Remarquer l’importance relative de l’expression de P2ry1 et de Kcnn3 au sein des cellules PDGFRα+. Hprt est un gène constitutif cellulaire (Hypoxanthine guanine phosphoribosyl transferase). NTC : témoins négatifs.
Cette réponse purinergique est complexe et fait très probablement intervenir de nombreux récepteurs différents. Parmi ceux-ci, les récepteurs P2Y1 (figure 18) se trouvant sur les cellules PGDFRα+ ont un rôle fondamental. Leur neuromédiateur est l’ATP (et les autres purines secondairement) principalement. La réponse aux purines est diverse : hyperpolarisation, dépolarisation ou encore réponses multi-phasiques (MONAGHAN et al., 2006).
Elles donnent naissance aux potentiels de jonction inhibiteurs IJP (pour Inhibitory Junction Potential) (d’après KURAHASHI et al, 2011). Ces potentiels, tout comme ceux induits par le monoxyde d’azote, sont fondamentaux dans la réponse inhibitrice descendante du réflexe péristaltique (BAYLISS et al., 1899).

FONCTIONNEMENT DES MUSCLES LISSES DU TUBE DIGESTIF

NOTION DE MUSCLE LISSE UNITAIRE

Ces muscles présentent une continuité fonctionnelle et forment un syncytium fonctionnel : elles sont excitées et se contractent ensemble (SHERWOOD, 2006).Les CML sont ainsi réunis par des jonctions communicantes (GJ) qui exercent un couplage intercellulaire.Lorsqu’un potentiel d’action se produit n’importe où dans un muscle lisse unitaire, il se propage rapidement par ces jonctions à tout l’ensemble qui se contracte en masse.La contraction est dite myogène car les muscles lisses unitaires sont auto-excitables ; ils peuvent se contracter en l’absence de stimulation nerveuse. Ces cellules musculaires lisses se caractérisent donc par l’instabilité de leur potentiel de membrane ; celui-ci conduit à deux grands types de dépolarisations induites par les ICC : les potentiels pacemakers et les ondes lentes de potentiel (figure 19).La gradation de la contraction du muscle lisse unitaire passe par une modification de la force développée par les fibres musculaires. Une augmentation du calcium cytosolique, augmente la proportion de « ponts » entre les deux myofilaments (actine et myosine) et permet ainsi de renforcer la contraction.
Légende : (a) Dépolarisation progressive et périodique de la membrane jusqu’au seuil de potentiel en l’absence de stimulation nerveuse. Les dépolarisations périodiques des ICC déclenchent des potentiels d’actions spontanés qui sont communiqués aux CML.Présence d’oscillations faites d’hyperpolarisation et de dépolarisation de la membrane. Si le seuil de potentiel est atteint, une salve de potentiels d’action est générée.

BIOMECANIQUE DES MUSCLES LISSES : CONTRACTION ET RELAXATION

La contraction de la cellule musculaire lisse est généralement initialisée par une élévation du taux de calcium intracellulaire bien qu’il existe une voie de signalisation Ca++ indépendante faisant intervenir la « rho-kinase » (figure 20 et 21).Cette augmentation de Ca++ stimule la kinase responsable de la phosphorylation de l’une des deux chaînes légère de la myosine (MLCK). La régulation de cette phosphorylation est opérée par le complexe Ca2+-calmoduline.Lorsque la chaîne légère de la myosine est phosphorylée, la tête de myosine se fixe sur le filament d’actine et produit la contraction.Quand celle-ci est déphosphorylée, la tête de myosine se dissocie de l’actine.
Cette phosphorylation se produit lentement et la contraction maximale est souvent obtenue en un temps supérieur à 1 seconde.
Légende : Une stimulation par de la substance P (SP) atteint un récepteur transmembranaire et initialise la transduction du signal.
1-Voie de signalisation calcium-dépendante : Elle fait intervenir une protéine G, la phospholipase C (PLC), l’IP3, le réticulum sarcoplasmique (SR), la MLCK, un canal calcique voltage-dépendant (VOCC) ou récepteur-dépendant (ROC) et la MLCP (myosin light chain phosphatase).
2-Voie de signalisation calcium-indépendante : la Rho kinase phosphoryle la MYPT-1 (Myosin phosphatase target subunit 1) qui inhibe MLCP ce qui maintien la contraction musculaire.

Table des matières

INTRODUCTION
I. ORGANISATION ET PHYSIOLOGIE DE LA TUNIQUE MUSCULAIRE DU TUBE DIGESTIF
A. ORGANISATION DE LA TUNIQUE MUSCULAIRE
1. Les couches musculaires du tube digestif
a) Structure histologique
b) Ultrastructure
2. Les plexus entériques
a) Organisation du système nerveux entérique
b) Mise en place des plexus entériques
3. Les cellules interstitielles
a) Les cellules interstitielles de Cajal
(1) Organisation tissulaire et identification des cellules interstitielles de Cajal
(2) Organisation ultrastructurale des ICC
b) Les cellules « fibroblaste-like » ou PGDFRα+
B. PHYSIOLOGIE DE LA TUNIQUE MUSCULAIRE
1. Fonctionnement des cellules interstitielles
a) Fonctionnement des cellules interstitielles de Cajal
(1) Notion d’ondes lentes : le courant pacemaker
(2) Le potentiel d’action
(3) Le rôle de KIT
b) Fonctionnement des cellules PGDFRα+
2. Fonctionnement des muscles lisses du tube digestif
a) Notion de muscle lisse unitaire
b) Biomécanique des muscles lisses : contraction et relaxation
c) Régulations intrinsèque et extrinsèque
3. Fonctionnement des plexus entériques
II. PATHOLOGIE DE LA TUNIQUE MUSCULAIRE DU TUBE DIGESTIF
A. LES ANOMALIES DU DEVELOPPEMENT
1. Les atrésies congénitales
a) Présentation
b) Classification
c) Physiopathogénie
(1) Atteinte des plexus et de l’innervation entérique
(2) Atteinte des ICC
(3) Atteinte des muscles lisses
d) Localisation lésionnelle
2. Le mégacôlon
a) Le mégacôlon congénital
b) Les mégacôlons acquis
c) Conduite thérapeutique et pronostic
3. Le mégaoesophage
a) Définition
b) Etiologie
c) Diagnostic
4. Les diverticules
5. Les sténoses pyloriques congénitales
a) Epidémiologie
b) Physiopathogénie
(1) Les facteurs environnementaux
(2) Les facteurs génétiques
(3) Les facteurs hormonaux
(4) Les anomalies des cellules musculaires lisses
(5) Les anomalies des ICC pyloriques
(6) Les anomalies de l’innervation pylorique
(7) Les facteurs de croissance
(8) Les protéines extracellulaires
c) Diagnostic
d) Conduite thérapeutique et pronostic
6. Aganglionose/hypoganglionose congénitale
a) Epidémiologie
b) Physiopathogénie
(1) Le complexe RET/GDNF/GRFα1
(2) Les endothélines
(3) La matrice extracellulaire (MEC)
(4) La différentiation cellulaire
(5) L’atteinte des ICC
c) Diagnostic
d) Conduite thérapeutique et pronostic
7. Agénésie du muscle lisse sur une portion du tube digestif
B. LES ATTEINTES TUMORALES DE LA TUNIQUE MUSCULAIRE
1. Léïomyome, léïomyosarcome et leïomyoblastome
a) Léïomyome
(1) Epidémiologie
(2) Quelques exemples lésionnels
b) Léïomyosarcome
(1) Distinction forme maligne/ bénigne
(2) Diagnostic
(3) Conduite thérapeutique et pronostic
c) Le léïomyoblastome
2. Les tumeurs stromales gastro-intestinales
a) Epidémiologie
(1) Chez le chat et le chien
(2) Dans les autres espèces
b) Physiopathogénie : apport de l’immunohistochimie et de la biologie moléculaire
(1) Rappel
(2) Mutations et oncogenèse
(3) Progression tumorale
c) Diagnostic
(1) Clinique
(2) Imagerie médicale
(a) Radiographie
(b) Echographie
(c) Endoscopie
(d) IRM, Scanner, Pet-Scan
(3) Diagnostic histopathologique
(4) Diagnostic immunohistochimique
(a) La protéine KIT ou CD117
(b) La protéine CD34
(c) La protéine PDGFRα
(d) Les nouveaux marqueurs
(e) Immunohistochimie et classification des GIST
b) Conduite thérapeutique et pronostic
(1) Traitement médical
(2) Traitement chirurgical
(3) Données pronostiques
3. Les tumeurs des gaines nerveuses périphériques
4. Tumeurs des plexus nerveux du système nerveux autonome
a) Presentation
b) Localisation
(1) Des ganglioneuromes et des ganglioneuroblastomes
(2) De la ganglioneuromatose
c) Diagnostic
(1) Données cliniques
(2) Diagnostic radiographique et endoscopique
(3) Diagnostic histopathologique et immunohistochimique
d) Conduite thérapeutique et pronostic
5. Les lymphomes gastro-intestinaux
a) Epidémiologie et classification
(1) Chez le chien
(2) Chez le chat
(3) Dans les autres espèces
(4) Le grade histologique des lymphomes gastro-intestinaux
b) Physiopathogénie
c) Diagnostic
(1) Clinique, biochimique et hématologique
(2) Imagerie médicale
(3) Diagnostic histopathologique et immunohistochimique
(a) Chez le chien
(b) Chez le chat
(c) Chez le cheval
d) Conduite thérapeutique et pronostic chez le chat et le chien
(1) Chez le chat
(2) Chez le chien
2. Le mastocytome gastro-intestinal
a) Présentation et données épidémiologiques
(1) Chez le chat
(2) Chez le chien
b) Physiopathogénie
c) Diagnostic
d) Conduite thérapeutique et pronostic
6. Les carcinomes et adénocarcinomes gastro-intestinaux
(1) Epidémiologie
(2) Etiologie
(3) Diagnostic
(a) Clinique
(b) Imagerie médicale
(c) Diagnostic histopathologique
(d) Diagnostic immunohistochimique
(4) Conduite thérapeutique et pronostic
B. LES DYSAUTONOMIES
1. Les dysautonomies équines ou « Equine Grass Sickness »
a) Epidémiologie
b) Physiopathogénie
(1) Action délétère des neurotoxines
(2) Dysphagie et hypersalivation
(3) Stase gastro-intestinale et balance hydrique et ionique
(4) Douleur abdominale
(5) Importance des neurones nitrinergiques
(6) Variabilité de la dégénérescence neuronale
(7) Rôle des cellules de Cajal
c) Diagnostic
(1) Signes cliniques
(2) Diagnostic différentiel
(3) Diagnostic expérimental
(a) Test à la phényléphrine
(b) Analyse d’urine
(c) Abdominocentèse
(d) Endoscopie et radiographie de contraste de l’oesophage
(e) Mesure des concentrations plasmatiques en acides aminés
(f) Electromyographie (EMG)
(g) Diagnostic histopathologique ante-mortem
(h) Diagnostic histopathologique post-mortem
(i) Diagnostic immunohistochimique
d) Traitements et pronostic
2. Les dysautonomies canines et félines (syndrome Key-Gaskell)
a) Epidémiologie
b) Diagnostic
(1) Clinique
(2) Examens complémentaires
c) Conduite thérapeutique et pronostic
C. LES MALADIES DE SURCHARGE ET LES ATTEINTES METABOLIQUES
1. L’amyloïdose intestinale
2. Les lipofuscinoses et céroïdoses intestinales (Syndrome de « l’intestin brun »)
a) Etiologie
b) Diagnostic
c) Conduite thérapeutique
d) Cas particulier des céroide-lipofuscinoses neuronales
3. La gastroparésie diabétique
a) Physiopathogénie
(1) L’action du glucose
(2) Atteinte du système nerveux végétatif
(3) Perturbations de la neurotransmission au sein du SNE
(4) Les produits terminaux de la glycation (« A.G.E products »)
(5) Stress oxydatif et atteinte des ICC
(6) Insulinopénie et déficience en IGF-1
(7) Importance des cellules immunitaires
b) Diagnostic
c) Conduite thérapeutique
(1) Soutien nutritionnel
(2) Utilisation de prokinétiques
(3) Antiémétiques
(4) Autres
D. LES AFFECTIONS DE LA TUNIQUE MUSCULAIRE MECONNUES EN MEDECINE VETERINAIRE : DES MALADIES D’AVENIR ? 
1. La pseudo-obstruction intestinale chronique
a) Classification anatomopathologique de la pseudo-obstruction chronique intestinale chez l’homme
(1) Neuropathie viscérale
(2) Myopathie viscérale
(3) Mésenchymopathies (ICC)
b) Un cas particulier de POIC : la cytopathie mitochondriale
c) Diagnostic
d) Conduite thérapeutique et pronostic
(1) Traitement diététique
(2) Traitement médical
(3) Traitement chirurgical
2. L’encéphalomyopathie mitochondriale (atteinte viscérale)
a) Etiologie
b) Diagnostic
c) Et les ICC ?
d) Conduite thérapeutique et pronostic
3. Canalopathies
a) Classification des canalopathies en neurogastroentérologie
b) Perspectives thérapeutiques
4. Sclérodermie et sclérose intestinale
a) Classification
b) Physiopathogénie
c) Diagnostic
(1) Clinique
(2) Histopathologique
d) Conduite thérapeutique et pronostic
CONCLUSION
BIBLIOGRAPHIE

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