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Anatomie et Physiologie.

La moelle épinière est un axe cylindrique blanc dans lequel loge le canal rachidien. Cet axe est orné par les vertèbres de la colonne vertébrale.

La moelle épinière mesure 45 cm de long, pour un diamètre transversal de 12mm.

Elle s’étend de la première vertèbre cervicale (C1) à la deuxiéme vertèbre lombaire ou dorsale: L2 (donc les 8 vertébres cervicales, les 12 vertébres thoraciques + deux vertèbres lombaires). Ensuite et jusqu’au coxis se trouve le filum terminal qui est dépourvu d’élements nerveux.

C’est pourquoi les ponctions lombaires (examen médical visant à recueillir le liquide céphalo-rachidien) sont réalisées entre les 3ème et 4éme ou entre les 4émes et 5émes vertèbres lombaires: ainsi l’on ne risque pas de léser des tissus.

La moelle épinière comporte deux renflements:

- le renflement cervical qui s’étend de la 4éme vertèbre cervicale à la première vertèbre thoracique: C4 à L1.

Les nerfs qui émergent de ce renflement sont les nerfs des membres supérieurs.

- le renflement lombaire qui s’étend de la 9éme vertébre dorsale à la 12éme vertèbre dorsale: D9 à D12 (=T9 à T12).

Les nerfs qui émergent du renflement lombaire sont les nerfs des membres inférieurs.

La moelle épinière est recouverte des enveloppes de tissus conjonctifs: les méninges rachidiennes.

De l’intérieur vers l’extérieur on distingue trois types de méninges:

- la Pie-Mère (interne)

- l’Arachnoîde (médiane)

- la Dure-Mère (externe)

Entre la Pie-Mère et l’Arachnoide on distingue l’espace sous arachnoidien, ce dernier contient du liquide céphalo-rachidien (LCR).

Grâce à une coupe transversale de la moelle épinière, on observe que celle-ci est constituée de deux zones: la substance grise centrale (en forme de H), et la substance blanche qui est périphérique. Au centre se situe le canal de l’épandyme.

La substance blanche est constituée par 2 sillons: le sillon antérieur ou ventral et le sillon postérieur ou dorsal. Ces sillons permettent la division de la moelle épinière en côté droit et côté gauche.

Quand à la substance grise, elle est divisée en cornes: on trouve les cornes antérieures et les cornes postérieures.

Ces cornes subdivisent la substance blanche en plusieurs régions: les cordons.

On retrouve les cordons postérieurs droit et gauche; les cordons latéraux droit et gauche; les cordons antérieurs droit et gauche.

Revenons plus en détails sur la substance grise.

C’est la partie centrale de la moelle épinière (sur une coupe transversale), en son centre se situe le canal de l’épandyme.

Elle est formée par les corps cellulaires ainsi que par quelques fibres sans myéline. On trouve deux grands genre cellulaires: les neurones radiculaires et les neurones d’associations.

Les neurones radiculaires: ce sont des motoneurones de type alpha et gamma . ils appartiennent au systéme nerveux central; leurs axones sont sans interruption jusqu’aux muscles du squelette. Ce type cellulaire comporte également les protoneurones du systéme nerveux autonome. Ce sont les premiers éléments d’un ensemble de deux neurones destinés aux viscères ainsi qu’aux vaisseaux. Ils sont articulés par une synapse (au niveau d’un ganglion du systéme nerveux autonome).

Les neurones d’association: Ces neurones se trouvent entièrement dans la substance grise. On distingue:

- les neurones d’association intra-segmentaire reliant deux neurones au niveau d’un même segment médullaire.

- les neurones d’association inter-segmentaire reliant deux neurones de différents étages de la moelle épinière.

L’association peut être hétérolatérale (la liaison est transverse des deux côtés de la moelle); ou homolatérale (la liaison est du même coté de la moelle).

Les cellules de Renshaw sont un cas particulier des neurones d’association: elles s’intercalent entre le corps cellulaire d’un motoneurone alpha et une collatérale de ce même motoneurone.

Ces neurones d’association peuvent être trés longs, notamment dans les voies spino-thalamiques et les voies spino-cérébelleuses.

Un peu d’organisation générale de la substance grise:

Parfois, les corps cellulaires des neurones peuvent former des amas cellulaires: ces zones sont appelés des noyaux.

Dans la corne antérieure (on parle toujours de la substance grise) se situe deux zones motrices:

- la zone somato-motrice qui regroupe le motoneurone alpha et gamma du systéme nerveux central.

- la zone viscéro-motrice regroupant le protoneurone du systéme nerveux autonome.

Dans la corne postérieure on retrouve trois zones sensitives:

- la zone extéroceptive (somato-sensitive).

- la zone proprioceptive ( somato-sensitive).

- la zone intéroceptive (viscéro-sensitive) .

Les corps cellulaires des neurones de ces trois zones sont en étroite relation avec des fibres sensitives provenant:

- d’éxtérocepteurs (organes des sens).

- de propiocepteurs (membres, tendons, articulations).

- d’intérocepteurs (au niveau des viscéres).

Passons maintenant à l’étude de la substance blanche:

Elle est formée par les axones des neurones. Ces derniers sont regroupés en faisceaux.

On distingue: - les voies ascendantes ou sensitives: remontent des zones sensitives de la moelle vers les centres supérieures.

- les voies descendantes ou motrices: qui descendent des centres supérieurs vers les zones motrices de la moelle.

a) voie ascendante ou sensitive

Les messages sensitifs montent jusqu’au cortex cérébral par des voies ascendantes en paralléles. Ces voies diffèrent par leur diamétre ainsi que par leur degré de myélinisation (influ sur la vitesse de conduction des influx), et le nombre de synapses (influt sur le temps de transmission des influx).

Les axones sensoriels sont classés en plusieurs catégories: Aalpha,Abeta,Agamma,C ou encore (I,II,III,IV dans d’autres ouvrages).

Les axones Aalpha,Abeta et Agamma sont myélinisés et leur diamétre est décroissant: Aalpha>Abeta>Agamma.

Les axones C ne sont pas myélinisés.

On va étudier deux types de voies:

- les voies lemniscales dans lesquelles les fibres sont myélinisé avec un diamétre important: Aalpha,Abeta.

- les voies spino-thalamique: fibres de faible diamétre et peu myélinisé: Agamma,C.

1) Les voies lemniscales:

Elles transportent la sensibilité tactile fine mais aussi la sensibilité proprioceptive consciente (corpuscule sensible des ligaments, des capsules articulaires, des corpuscules dans le péri-os des os).

Le corps cellulaire du premier neurone se trouve dans le ganglion rachidien. Il est lié en périphérie à un récepteur. Il arrive au niveau des cordons dorsaux dans la moelle épinière puis forme les faisceaux de Goll et Burdach remontant jusqu’au bulbe. Puis au niveau du bulbe, le premier neurone forme une synapse avec un deuxiéme neurone. Ce dernier croise sur la ligne médiane puis remonte du côté opposé jusqu’au thalamus. Ce neurone va former une synapse au niveau du noyau ventro-postéro-latéral.

La partie du bulbe ou la voie remonte: le lemnisque médian donne son nom à la voie: on parle ainsi de voie lemniscale.

Un troisiéme neurone se projettera ensuite sur le cortex somesthésique au niveau duquel sont perçues les sensations.

2) Les voies spino-thalamtiques

Le corps cellulaire du premier neurone se situe également dans le ganglion rachidien. Le second neurone est médullaire: il croise du côté opposé de la moelle puis remonte vers le thalamus grâce à deux types de faisceaux:

- le faisceau-thalamique antérieur: fibres de type Agamma; effectue une synapse au niveau du noyau ventro-postéro-latéral du thalamus.

- le faisceau spino-thalamique latéral: fibres de type C; effectue une synapse au niveau du noyau intra laminaire du thalamus.

Le troisiéme neurone se projette sur le cortex somesthésique.

Cette voie spino-thalamique est le systéme priviliégié de la douleure.

3) Les voies spino-cérébelleuses.

Les voies spino-cérébelleuses correspondent à une sensibilité proprioceptive inconsciente projeté sur le cervelet.

Une fois de plus, le corps cellulaire du premier neurone se trouve dans le ganglion rachidien. Le second neurone est médullaire, il remonte jusqu’au cervelet de manière homolatérale pour les faisceaux dorsaux, de manière hétérolatérale pour les faisceaux ventraux.

Cette voie est caractérisée par une somatotopie précise et une transmission rapide.

Les fibres sont de type Aalpha et Abeta: de gros diamètres et myélinisés.

4) Les voies viscéro-sensitives

On trouve au niveau des viscéres: des osmorécepteurs, des barorécepteurs et des chémorécepteurs.

Les messages sensitifs parviennent à la moelle au niveau de la zone intéroceptive sans toutefois parvenir jusqu’à la conscience.

(toutefois il existe des récepteurs de la douleur qui dans certaines conditions pathologiques transmettent des influx que l’individu a perçu).

Il arrive que la douleur d’un viscère soit perçue en plus dans une strucutre éloignée, on parle alors de douleur projettée.

Lorsqu’une douleur est projettée, cela est fait sur une structure au même dermaton que le viscére concerné.

b) Les voies motrices ou descendantes

Les influx moteurs sont transportés par les fibres de la substance blanche des centres nerveux supérieurs jusqu’aux centres nerveux médullaires. De là, ces influx sont transmis aux muscles squelettiques.

On distingue deux types de voies motrices ou descendantes:

- la voie de la motricité volontaire avec les faisceaux pyramidaux

- la voie de la motricité semi-volontaire et automatique avec les faisceaux extrapyramidaux.

1) les voies pyramidales.

Ces voies pyramidales sont des voies cortico-spinales, elles s’acheminent sans coupure du cortex moteur à la moelle épinière.

Lorsque les faisceaux d’axones passent au niveau du tronc cérébral ils forment des renflements antérieurs appelés les pyramides bulbaires. Au niveau de ce même tronc cérabral la pluspart de ces voies vont croiser sur la ligné médiane, puis vont descendre du côté opposé en direction de la moelle épinière>> on parle de faisceau pyramidal croisé.

Le reste des fibres vont descendre du même coté vers la moelle épiniére avant de croiser au niveau médullaire>> on parle de faisceau pyramidal direct.

Dans les deux cas, le croisement est total. Les informations qui ont été perçues par une moitié du cortex seront perçues au niveau médullaire du côté opposé.

Au niveau médullaire, on trouve un interneurone ce qui permet une conduction rapide (il y a donc au max deux synapses intervenants intervenant dans la transmission.

2) les voies extrapyramidales

Elles concernent la motricité semi volontaire et automatique.

Ces voies extrapyramidales sont des voies sous cortico-spinales, elles sont composées de plusieurs faisceaux passant hors de la pyramide bulbaire.

Leur nom va dépendre du noyau avec lequel elles établissent une synapse au niveau du tronc cérébral:

- si c’est le noyau vestibulaire: on parle de faisceau vestibulospinal

- si c’est le noyau rouge: on parle de faisceau rubrospinal

- si c’est le systéme réticulé: on parle de faisceau réticulospinal.

C) Les nerfs rachidiens

Au niveau de la corne antérieure, les fibres qui sortent , forment les racines antérieures (ou ventrales) motrices.

Les fibres qui rentrent au niveau de la corne postérieure forment les raçines postérieures (ou dorsales) sensitives.

On peux observer un renflement: c’est le ganglion rachidien.

L’ensemble des fibres postérieures et des fibres antérieures se réunissent en formant le nerf rachidien. Ce nerf rachidien est un nerf mixte sortant du squelette vertébral par les trous de conjugaison.

On distingue 31 paires de nerfs rachidiens:

8 paires de nerfs cervicaux, 12 paires de nerfs thoraciques (ou dorsaux), 5 paires de nerfs lombaires, 5 paires de nerfs sacrés, et 1 paire de nerfs coccygiens.

II) Physiologie de la moelle

a) Le rôle de conduction de la moelle épinière.

Si l’on pratique une section de la moelle épinière, en dessous de la coupure il y a une paralysie: car on a sectionné les voies motrices descendantes et une anesthésie à cause de la section des voies sensitives ascendantes.

b) Le rôle de la moelle épinière dans les réflexes

Exemple du réflexe myotatique ou réflexe d’étirement qui est un réflexe monosynaptique.

Ce reflexe induit la contraction du muscle lorsque ce dernier est étiré soudainement.

En effet l’étirement du muscle stimule des récepteurs appelés fuseaux neuromusculaires. Ces derniers sont constitués par les terminaisons de fibres nerveuses afférentes qui sont enroulées autour de fibres musculaires modifiées.On retrouve certaines de ces fibres enfermés dans une capsule du tissu conjonctif. Cette structure se nomme le fuseau neuromusculaire.

En réponse à un étirement, un fuseau neuromusculaire fabrique un influx nerveux au niveau d’un neurone sensitif, et le route vers la moelle épinière. En réalité le neurone sensitif est une synapse excitatrice au niveau de la corne antérieure avec un neurone moteur. Un influx se produit alors dans le neurone moteur excitant le même muscle que contient le fuseau neuromusculaire. C’est ainsi que le muscle se contracte.

On connait assez communément l’un de ces reflexes: c’est le réflexe rotulien: la jambe se tend si l’on frappe le ligament rotulien.

c) Le rôle de filtre de la moelle épinière.

Le filtre s’applique sur les influx descendants moteurs. Ce filtre est possible grâce aux cellules de Renshaw (interneurones articulés entre une collatérale de ces motoneurones alpha et le corps cellulaire).

Lorsqu’un motoneurone reçoit un influx du systéme pyramidal (ou du systéme extrapyramidal), il est excité; le flux sera alors transmis aux cellules de Renshaw qui joueront le rôle de neurones inhibiteurs. L’activité des motoneurones alpha sera alors regulée.

Ainsi la transmission d’une faible activité neuronale est possible. De la même manière, une tramission d’activité excessive pourra être amortie.