1 VISION – METHODES DEXAMEN N. TRAN Ecole de Chirurgie, Faculté de Médecine. Tel: 03 83 68 33 91 – Mél: [email protected]

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VISION – METHODES D’EXAMEN

N. TRAN

Ecole de Chirurgie, Faculté de Médecine.

Tel: 03 83 68 33 91 – Mél: [email protected]

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GENERALITES

Tous appareils sensoriels comprennent 3 parties:

- Récepteurs

- Transduction-Voies de transmission

- Centres d’intégration

Association stimulus-récepteur

Transformation du stimulus en influx nerveux

L’interprétation du message nerveux produit une réponse intégrée (perception ou expérience consciente)

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ANATOMIE DE L’OEIL

1. Le globe oculaire

2. Les voies optiques

3. Les structures annexes

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LE GLOBE OCULAIRE

Définit par:

Un contenant: formé de 3 membranes (enveloppes)

Un contenu

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LE GLOBE OCULAIRE : Contenant

Un contenant:

1. Membrane externe ou

coque « cornéo-sclérale »

2. Membrane intermédiaire

ou Uvée

3. Membrane interne ou Rétine

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Membrane externe (coque cornéo-sclérale):

Viennent s’insérer les muscles oculo-moteurs.

Sclère: coque fibreuse de soutien.

Partie postérieure contient un orifice = papille ou tête du nerf optique (d’où s’insère l’origine du nerf optique)

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Membrane externe (coque cornéo-sclérale):

Cornée transparente:

Prolonge la coque en avant

La jonction entre la Sclère et Cornée:

limbe sclérocornéen.

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Membrane Intermédiaire (Uvée):

Choroïde:

Tissu essentiellement vasculaire (responsable de la nutrition de l’épithélium pigmentaire et couches

externe de la rétine neuro-sensorielle

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Les corps ciliaires:

Contiennent les procès ciliaires responsables de la sécrétion d’humeur aqueuse

S’insèrent la zonule (ligament suspenseur du cristallin) et muscles ciliaire

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Diaphragme circulaire perforé au centre par la pupille

A la lumière vive : petit diamètre ( Myosis )

A l’obscurité : grand diamètre ( Mydriase )

L’Iris:

Deux muscles responsables du jeu pupillaire:

Le sphincter de la pupille

Le dilatateur de l’Iris

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Membrane Interne (Rétine):

S’étend à partir du nerf optique en arrière et tapisse toute la surface de la choroïde

Rétine:

La rétine est constituée de 2 tissus

La rétine neurosensorielle

L’épithélium pigmentaire

Se terminer en avant par l’ora serrata

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La rétine neurosensorielle:

composée des premiers neurones de la voie optique comprenant:

les photorécepteurs: Cônes et bâtonnets les cellules bipolaires et cellules ganglionnaires: les axones forment les fibres optiques (qui se réunissent au niveau de la

papille pour former le nerf optique)

les vaisseaux : les vx centraux (artère et veine centrale de la rétine suivent le nerf optique puis se divisent en plusieurs branches après la papille (responsable de la nutrition des couches internes de la rétine)

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L’Epithélium pigmentaire:

couche cellulaire monostratifiée apposée contre la face externe de la rétine neurosensorielle:

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Fonction de la rétine:

Phototransduction: Action synergique entre photorécepteurs

(Cônes et bâtonnets) et épithélium pigmentaire

Les articles externes: entourés par l’épithélium pigmentaire renferment un pigment visuel (Rhodopsine = Opsine + vitamine A

ou rétinal).

Bâtonnets : responsable de la vision périphérique et nocturne

Cônes : responsable de la vision des détails et couleurs. Principalement regroupés dans la rétine centrale (au sein d’une zone ovalaire, la macula)

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cristallin

Nerf optique

macula

Rétine

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LE GLOBE OCULAIRE : Contenu

Constitué de milieu transparents permettant le passage des rayons lumineux jusqu’à la rétine

Humeur aqueuse: Liquide transparent et fluide, remplit la chambre antérieur (délimité par la cornée et l’iris).

Humeur aqueuse: Sécrétée en permanence par les procès ciliaires.

Évacuée par le canal de Schlemm (l’angle iridocornéen)

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Cristallin: Capable de se déformer (muscle ciliaire) et de modifier son pouvoir de convergence

Passage de la vision de loin à la vision de près (perte de pouvoir d’accommodation = presbytie)

Le Cristallin: Lentille biconvexe, amarrée au procès ciliaires par la zonule

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Le Corps Vitré: Gel transparent, entouré d’une fine membrane (la Hyaloïde).

Le Corps Vitré : Remplissant les 4/5 de la cavité oculaire et tapisse la face interne de la rétine.

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CHOROÏDE

VITRE

Cellules ganglionnaires

Photorécepteurs

Cellules bipolaires

Cellules horizontales

LUMIERE

Rét

ine

neu

rale

Vers le nerf optique

Epithélium pigmentaire rétinien

Lumière

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LE GLOBE OCULAIRE : Division en segments

Segment antérieur: Cornée, l’Iris, chambre antérieure, l’angle iridocornéen, cristallin, corps ciliaire

Segment postérieur: Sclère, choroïde, rétine, corps vitré

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Les Voies Optiques

Permettent la transmission des impression lumineuses rétiniennes au centre corticaux de la vision.

Nerf optique: Extrémité antérieure est la papille (visible à l’examen de fond de l’œil). Traverse l’orbite et pénètre dans le crâne par les trous optiques.

Chiasma: Croisement partiel des fibres des nerfs optiques (hémi-décussation, uniquement des fibres provenant des hémi-rétines nasales).

Bandelettes optiques: parties posté du chiasma. Contenant des fibres provenant des 2 hémi-rétines regardant dans la même direction.

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Les Voies Optiques

Bandelettes optiques: Contournent les pédoncules cérébraux et se terminent dans le corps genouillé externe (saillie sur la face latérale du pédoncule cérébrale.

Radiations optiques: neurones faisant suite au corps genouillé. Forment une lame de substance blanche intracérébrale (face externe du ventricule latérale jusqu’au cortex visuel face interne du lobe occipital)

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Les structures annexes

Paupières: formées par une structure fibreuse, le tarse (charpente rigide) + un muscle (l’orbiculaire).

La conjonctive: recouvre la face interne des paupières (conjonctive palpérale) et portion antérieure du globe oculaire (conjonctive bulbaire)

1. Appareil de protection du globe oculaire.

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Film lacrymal: sécrété par la glande lacrymale principale (partie supéro externe de l’orbite) et glandes lacrymales accessoires (dans paupières conjonctive)

Évacué par les voies lacrymales (communication avec fosse nasale par le canal lacrymo-nasale).

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Les structures annexes

muscles oculomoteurs: 6 muscles striés (4 droits et 2 obliques)

2. Système oculomoteur

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Nerfs:

Le III (moteur oculaire commun)

IV (pathétique)

V (moteur oculaire externe)

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LES CELLULES PHOTORECEPTRICES

Les photorécepteurs (Cônes ou Bâtonnets) ont, une morphologie analogue, avec de la périphérie vers le centre du globe oculaire:

L'article externe (segment externe): - très allongé et cylindrique

pour les bâtonnets,

- plus court et conique pour les cônes,

fait de disques membranaires (600-2000) aplatis empilés,

supports des pigments visuels (rhodopsine pour les bâtonnets ; iodopsine pour les cônes)

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Le cil connectif, reliant l'article externe à l'article interne sous-jacent

L'article interne (segment interne): contenant le corpuscule basal d'où naît le cil connectif, de nombreuses mitochondries et un volumineux appareil de Golgi

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L'expansion interne (terminaison synaptique):

fine et plus ou moins longue, se terminant par un renflement présynaptique qui s'articule avec les dendrites des cellules bipolaires

Transmetteur: Glutamate

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Segment Externe

Segment Interne

Noyau

Synapse

disques

chromophore

disque

chromophore

Le récepteur des photons est constitué par l'association d'une protéine, l'opsine, et d'un chromophore, le 11-cis retinal

Chez l'homme, il existe quatre pigments différents définis par quatre protéines différentes associées au même chromophore

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Le photo-pigment des cônes

Iodopsine S Iodopsine M Iodopsine L

Chromophore = opsine + 11-cis rétinal

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Les cônes possèdent des pigments sensibles à des longueurs d'onde différentes et permettent ainsi la vision des couleurs.

Chaque cône n'exprime qu'un seul des trois pigments. On connaît un pigment sensible au bleu, au rouge et au vert.

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N

C

Site d’attachement du 11 cis-rétinal

Le photo-pigment des Bâtonnets

Rhodopsine: Absorption maximale 500 nm

Rhodopsine

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LES CELLULES PHOTORECEPTRICES (densité)

Rappel anatomique de la Macula:

Zone centrale et postérieure de la rétine

Dépression de 1,5 mm de diamètre

dénommée également « Fovéa » contenant une zone centrale (Fovéola, 0,3 mm)

La région maculaire paraît plus sombre à l’examen (pigment mélanique + xanthophylle)

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all-transretinal

photon

La phototransduction1. Cascade d’activation

11cis-retinal

RHO

cGMP

Ca2+

Na+T r a n s d u c i n e

(T)

GDP

Phosphodiestérase(PDE)

GTP

PDEactive

GMP-5’

Na+Ca+

hyperpolarisation[Ca2+]

[Na+]

GTP

RHO

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La photo-transduction (cascade d’activation)

Etape 1: Quand un photon arrive au niveau des photorécepteurs, il interagit avec le pigment, entraînant un changement de conformation du 11-cis rétinal transformé en tout-trans rétinal.

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La photo-transduction (cascade d’activation)

Etape 2: Changement de conformation conduisant à une activation de la protéine (opsine) et à sa séparation du tout-trans rétinal.

Etape 3: L'opsine activée entraîne une activation d'une autre protéine, la transducine, apparentée à la famille des protéines G.

Etape 4: La transducine à son tour active une phosphodiestérase qui entraîne une chute du taux intra-cellulaire de GMP cyclique.

Etape 5: Normalement, Le GMP cyclique assure l'ouverture de canaux sodiques membranaires ; ainsi, la chute de son taux cellulaire conduit à la fermeture de ces canaux et par suite à une hyperpolarisation cellulaire

Etape 6: Le résultat de cette hyperpolarisation est une diminution de la transmission synaptique avec les cellules bipolaires. Le photon entraîne donc une inhibition de la transmission synaptique.

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all-transretinal

photon

La phototransduction1. Cascade d’activation

11cis-retinal

RHO

cGMP

Ca2+

Na+T r a n s d u c i n e

(T)

GDP

Phosphodiestérase(PDE)

GTP

PDEactive

GMP-5’

Na+Ca+

hyperpolarisation[Ca2+]

[Na+]

GTP

RHO

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LA RETINE La photo-transduction (amplification)

Amplification (x 100 000)

4 cycles connectés

R

T

PDE

GMP

X 100

X 103

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LA RETINE La photo-transduction (Régulation)

Réponses phtorécepteurs = cascade enzymatique explosive

La régulation et l’arrêt des réponses des photorécepteurs = Contrôle fine et rapide à toutes les étapes de l’amplification .

les acteurs principaux:

- GMP cyclique (GMPc).

-Ca2+

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LA RETINE La photo-transduction (Régulation)

L’Illumination entraîne la de Ca2+ intracellulaire:

Réponse retardée par rapport à GMPc

Ca2+ agit sur diverses calci-protéines

- La recoverine

- la GCAP (Calciprotéine activatrice de la guanylyl-cyclase)

- la Calmoduline (CaM)

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La récupération

recoverin

CaM

GCAP

[Ca2+]Désactivation

de la rhodopsine

Réouverturedes canaux dépendant du GMPc

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La récupérationdésactivation de la rhodopsine

recoverin

RhoK

Ca2+

recoverin

rhok

Ca2+obscurité

RHORHO

all-transretinal

RhoKP

arrestin

[Ca2+]Lumière

RHORHO

all-transretinal

RhoKP

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LA RETINELa photo-transduction (désactivation de la Rhodopsine)

Etape 1: Diminution de Ca2+ = libère la recoverine.

Etape 2: La recoverine soluble relâche la rhodopsine kinase

Etape 3: Rhodopsine kinase va phosphoryler la rhodopsine sur la membrane = première étape de l’inhibition de RH.

Mécanisme ingénieur d’inhibition retardée = permet au signal d’hyperpolarisation de se développer et d’atteindre rapidement une amplitude max avant que l’inhibition ne devienne effective.

Etape 4: L’inhibition progressive de la RH sera complétée par l’Arrestine qui bloque définitivement tout couplage catalytique de la RH à la Transducine.

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RetGC

[cGMP]

GCAP

Ca2+

Ca2+

CaM

Ca2+

cGMP

obscurité

[Ca2+]

lumière

GCAP

Ca2+

CaM

GMP-5’

Ca2+

cGMP

Réouverture des canaux GMPc

CaMCa2+

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LA RETINELa photo-transduction (Ré-ouverture des canaux)

Etape 1: Diminution de Ca2+ = Active la GCAP.

Etape 2: GCAP contrôle l’activité de deux guanylyl cyclases spécifiques des photorécepteurs: RetGC1 et RetGC2

Etape 3: RetGC restaure le niveau de GMPc.

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LA RETINELa photo-transduction (Ré-ouverture des canaux)

Etape 1: Diminution de Ca2+ = Dissociation de la calmoduline des canaux.

Etape 2: Cette dissociation favorise l’affinité de l’GMPc aux canaux

Etape 3: Entrée de Ca2+ = asscociation Ca-CaM = re-Fixation au niveau des canaux.

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Désactivation de la Transducine (T) et Phosphodiestérase (PDE)

PDE inactive

RHORHO

all-transretinal

RhoKParrestin

GTP

PDE active

GDP

P

[cGMP]

Ca2+

cGMP

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LA RETINELa photo-transduction (Désactivation de la transducine et PDE)

Etape 1: Régulation nécessite l’intervention d’une GAP (GTPase activating protein) et/ou sous unité de PDE.

Etape 2: Action de GAP: re-formation de la transducine (protéine G hétérotrimérique)

Etape 3: action de PDE: désactive la PDE

Tout ceci contribue à l’augmentation de GMPc = ouverture des canaux!

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La Neurotransmission

Courant d'obscurité

K+

Na+ ATP

Na+

Na+

Na+

4 Na+

1 K+

1 Ca2+

EchangeurNa+/(Ca2+,K+)

PompeNa+/K+-ATPase

K+

Relargage du neurotransmetteurGlutamate

OBSCURITE

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LA RETINELa photo-transduction (Neuro-transmission)

Notion à retenir: les cellules ganglionnaires sont les seules à transmettre le signal nerveux sous forme de potentiel d’action. Les autres neurones de la rétine n’émettent que des potentiels électriques gradués.

Neurotransmetteur = Glutamate

L’information d’un photon sur la rétine = inhibition des cellules photoréceptrices!

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La photo-transduction (Neuro-transmission)

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ON OFFCellules

ganglionnairesFibre du nerf optique

Dépolariséeà l’obscurité

hyperpolariséeà l’obscurité

glutamate

A. Le trajet des cônes

Cellules bipolairesON OFF

excitationinhibition

Canaux ouverts

lumière Canaux fermés

excitation inhibition

cône

Dépolarisation à la lumière

Dépolarisation à la lumière

Hyperpolarisation à la lumière

Hyperpolarisation à la lumière

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LA RETINELa photo-transduction (Trajet des cônes)

Notion à retenir: Les cellules bipolaires, transmettent l’influx nerveux sous la forme de simples potentiels gradués.

Réponse ON: lorsqu’une dépolarisation amène une augmentation de la relâche de neurotransmetteurs.

Réponse OFF : quand une hyperpolarisation diminue la quantité de neurotransmetteurs relâchés.

C’est la nature excitatrice ou inhibitrice des récepteurs au glutamate qui détermine le type de champ récepteur des cellules bipolaires.

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B. Trajet des bâtonnets

inhibition-+-

+Dépolariséeà la lumière

OFFCellules

ganglionnaires

ON

Cellules bipolaires

AII

Fibre du nerf optique

ON

ON

Cellules bipolairesde cônes

Dépolariséeà l’obscurité

glutamate

Canaux ouverts

lumière

hyperpolariséeà la lumière

Canaux fermés

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LA RETINELa photo-transduction (Neuro-transmission)

Notion à retenir: intervention de la cellules amacrine

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La photo-transduction (Neuro-transmission)

L’information portée par le PA des cellules ganglionnaires souligne le contraste entre zones éclairées et obscures

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Le renouvellement des disques

Rhodopsine radiomarquée

D’après Young 1970

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Le renouvellement des disques

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Vision- Méthodes d’examen

Notion à retenir: Les cellules bipolaires, transmettent l’influx nerveux sous la forme de simples potentiels gradués.

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Vision- Acuité visuelle

la mesure de l’acuité est réalisée à deux distances:

De loin (Monoyer) De près (Parinaud)

Echelle: 1/10ème à 10/10ème Echelle: P1,5 à P14

(normal = P2)

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Emmétrope: acuité visuelle optimale sans correction.

Concordance entre le pouvoir de convergence des milieux transparents (cornée, humeur aqueuse, cristallin et vitré) et longueur du globe oculaire)

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Amétrope: altération de l’acuité visuelle nécessitant d’une correction optique (puissance exprimée en dioptrie).

Myopie: Globe oculaire trop long/pouvoir de convergence.

Correction =verre concave, divergente

Hypermétropie: Globe oculaire trop court/pouvoir de convergence.

Correction =verre convexe, convergente

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Astigmatisme: anomalie de la shéricité de la cornée. Certains rayons lumineux convergent en arrière du plan rétinien, d’autres en avant.

Correction =verre cylindrique,

Presbytie: perte du poivoir d’accommodation du cristallin.

Correction =verre convexe,

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Examen du segment antérieur

Biomicroscope (lame à fente): Microscope binoculaire, système d’éclairage particulier constitué par une fente lumineuse dont dimension et l’orientation variable

Coupe optique des différentes structures

examen après un collyre à la fluorescéine : appréciation de l’intégrité de l’épithélium cornéen

(ulcération épithéliale apparaît en vert)

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Examen du segment antérieur

Mesure de la pression intraoculaire (PIO): grâce à un tonomètre à aplanation

Principe: application une dépression sur la cornée. Actuellement, utilisation d’un tonomètre à air pulsé

Examen associé à l’observation de l’angle irido-cornéen (verre de contact comportant un miroir)

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Examen du fond de l’oeil

Biomicroscopie du fond de l’œil: lame à fente + lentille ou verre de contact à trois miroirs (verre de Goldmann).

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Examen du fond de l’oeil

Examen du pôle postérieur: trois éléments fondamentaux: papille, vaisseaux rétiniens et macula.

papille: réunion des fibres optiques, disque clair à bord net Excavation physiologique contenant artère et veine centrale de la rétine

Vaisseaux: plusieurs pédoncules pour vasculariser la surface rétinienne (veines plus sombres plus large et sinueuses que l’artère)

Macula: Zone ovalaire, plus sombre taille sensiblement = papille. Région avasculaire (contenant que des cônes = fovéola).

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Exemple pathologique (Rétinopathie Diabétique)

Normal RD non proliférante minime

RD proliférante sévère

Examen après diffusion d’un colorant fluorescéïnique

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Etiopathogénie:

Pathologie des capillaires rétiniens. Altération de la jonction interne-endothéliale.

Rupture de la barrière hémato-réinienne = hyperperméabilité du réseau capillaire d’où diffusion du colorant lors de l'angiographie fluorescéïnique.

Occlusion des Vx rétiniens

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Conséquences:

oedème rétinien et généralement maculaire qui va être responsable de baisse de vision

une ischémie rétinienne: les territoires d'ischémie vont entraîner l'apparition de néovaisseaux extrêmement fragiles (avancement dans le vitré et saignement).

Traitement:

Diabète: Insulino-thérapie (diabète de type I). Contrôle poids, bilan lipidique (diabète de type II).

Photocoagulation Laser

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laser argon monochromatique : destruction des zones ischémiques qui entraînent un appel de néovaisseaux. Les impacts font 500µm de diamètre, avec un temps d'exposition de 0,1 seconde

Les impacts font 500µm de diamètre, avec un temps d'exposition de 0,1 seconde

En cas d'hémorragie du vitré on peut être amené à réaliser une vitrectomie


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Examens complémentaires (Fonction visuelle-Périmétrie)

Périmétrie : l’examen du champ visuel. Etudie la sensibilité à la lumière à l’intérieur de cet espace

Champ visuel : l’espace embrasé par l’œil regardant droit devant lui et immobile.

Le nombre de photorécepteurs décroît de la macula vers la périphérie rétinienne = la sensibilité lumineuse décroît progressivement du centre vers la périphérie. Papille = zone aveugle.

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Examen : projection sur une coupole un point lumineux d’intensité et taille différente (déplacement de la périphérie vers le centre)

Obtention des lignes concentriques correspondant à des zones de sensibilité lumineuse différente.

Examens complémentaires (Fonction visuelle)

Champs normal: deux tracés symétriques D et G.

Deux aplatissement:

- secteur supérieur (relief de l’arcade sourcilière)

- Encoche nasale inférieure (relief du nez)

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Examens complémentaires (Fonction visuelle-Vision couleur)

Bilan de la vision : recherche d’une dyschromatopsie (congénitale ou acquise)

Principe 1: Planche de couleur d’Ishihara) = motif et fond constitués de couleurs complémentaires

Principe 2: Test de Farnsworth (classement des pastilles colorées).

Les dyschromatopsies acquises ont une vision altérée et une confusion de 2 couleurs complémentaires

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Examens complémentaires (Angiographie)

Injection d’un colorant fluorescent : Fluorescéine ou vert d’indocyanine

Fluorescéine : Etude dynamique de la vascularisation rétinienne

Vert d’Indocyanine : Etude des Vx choroïdiens pathologiques (angiome de la choroïde, néo-vx au cours de la dégénérescence maculaire)

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Angiographie fluorescéinique du fond de l’œil: Remplissage progressive des Vx rétiniens artériels puis veineux

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Angiographie du fond de l’œil au vert d’indocyanine: Cas de dégénérescence maculaire lié à l’âge (Néo-Vx choroïdien = lésion de couleur blanche intense)

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Examens complémentaires (Electrorétinogramme)

L’électrorétinogramme ou ERG est l’enregistrement du potentiel d’action rétinien secondaire à une stimulation lumineuse de la rétine à l’aide d’une électrode cornéenne.

L’ERG traduit une réponse globale de la rétine et n'est altéré qu'en cas de lésions rétiniennes étendues

Tracé normal Affection rétinienne diffuse

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Examens complémentaires (potentiel évoqué visuel)

Les potentiels évoqués visuels ou PEV représentent les potentiels d’action naissant au niveau du cortex occipital à la suite d’une stimulation lumineuse de la rétine :

ils explorent les voies optiques dans leur globalité, de la cellule ganglionnaire au cortex occipital ; ils sont un apport au diagnostic des neuropathies optiques et sont particulièrement intéressants dans la sclérose en plaques

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Examens complémentaires (Echographie)

dépister un éventuel décollement de la rétine lors de trouble des milieux oculaires (cataracte ou hémorragie du vitré), ou encore pour localiser un corps étranger intraoculaire ou bien aider au diagnostic d'une tumeur intraoculaire ou intraorbitaire.

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Examens complémentaires (Tomographie en cohérence optique, OCT)

Il s'agit d'une méthode d'examen récente qui permet d'obtenir des "coupes" de la rétine d'une précision nettement supérieure à celle de l'échographie. Sa principale application est l'étude des affections maculaires

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