Anatomie et Physiologie du Système Vestibulaire
Périphérique
RAPPEL HISTORIQUE
• Le Vestibule a longtemps été méconnu des anatomistes / physiologistes
• Flourens (1824): expérimentation animale. Section de canaux semi-circulaires de pigeon
• Prosper Menière (1799-1862): établit le lien entre le vertige clinique et l’oreille interne
• Edme-Félix-Alfred Vulpian (1826-1887): nystagmus vestibulaire
• Ewald (1892): mécanisme d’activation canalaire• Barany (1906): test calorique
Système vestibulaire périphérique
• Capsule otique de portion pétreuse de l’os temporal
• Système polarisé analyseur de fréquences
• Basses fréquences (0.01 à 25Hz)
• 3 canaux semi-circulaires – rotation
• 2 macules otolithiques – accélérations linéaires
Système vestibulaire
• Récepteurs sensoriels pour– analyser la position et les mouvements de la tête
dans l’espace– Adapter la posture – Ajuster la position des yeux (VOR)
• Chaque récepteur a une orientation spécifique
• Mouvements linéaires et gravité: utricule et saccule
• Accélérations angulaires: canaux semi-circulaires
• Tous les récepteurs ont une rythme de décharge au repos (tonique) +++
• Les labyrinthes sont couplés et travaillent en push-pull
• Le système nerveux central peut se recalibrer
Le labyrinthe dans le rocher
53°
Labyrinthe osseux
Labyrinthe membraneux
Labyrinthe membraneux
Labyrinthe membraneux
Labyrinthe membraneux:orientation des
canaux
• 3 plans de l’espace
• Position du latéral
• Position de la tête
• Canaux couplés+++
COUPLAGE DES CANAUX
• Couplage fonctionnel
• En fonction de leur orientation
• 3 couples:– Latéraux– Postérieur G et Antérieur D– Antérieur G et Postérieur D
PLAN DES DETECTEURS (CANAUX)
#PLAN DES EFFECTEURS
(MUSCLES)
Labyrinthe et muscles oculo-moteurs
Couplage direct: 7ms
Labyrinthe membraneux:orientation des canaux
Labyrinthe membraneux:orientation des macules
Fluides: l’endolymphe
Composition ionique (mM)
La périlymphe L'endolymphe
Na+K+Cl-
1543
128
1161131
Le cœur du système: des cellules sensorielles polarisées
Comparer cochlée/vestibuleUne cellule est faite pour coder l’excitation
Le cœur du système: des
cellules sensorielles polarisées
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Les fibres afférentes
• Certaines fibres afférentes ont un rythme de décharge régulier, d’autres non.
• Ceci serait du à l’hétérogénéité des afférences en terme de canaux potassiques (Goldberg 2000) ou au nombre de synapses réalisées par une fibre (Rubinstein et della Santina 2002)
• Le type de décharge est corrélé au type morphologique et à la topographie
Les fibres afférentes
• Trois types de fibres:– Calicielles: une ou quelques cellules type I :
zone centrale crête ampullaire et striola– À boutons: 15 à 100 synapses en boutons avec
de nbses type II : zone périphérique crête ampullaire et zone extra-striolaire
– Dimorphiques:1-4 synapses calicielles (I) et 1-50 synapses en bouton (II) : ubiquitaire. type dominant
Les fibres afférentes
Les fibres afférentes
• Le type de décharge est corrélé à la topographie de l’afférent dans le neuroépithélium
• Les décharges irrégulières proviennent de la zone ampullaire centrale et de la striola, alors que les décharges régulières proviennent de la périphérie de la crête ampullaire et de la zone extra-striolaire
Les fibres efférentes
• 10000 nerfs afférents – 400 à 600 nerfs efférents:– Les nerfs efférents font synapse avec les
cellules de type II et les axones afférents– Ils semblent accélérer la fréquence de décharge
des afférents• Intérêt lors de l’anticipation de mouvements?• Régulation de la décharge des deux labyrinthes (rôle
en pathologie)?
Physiologie canalaire
• Toutes les cellules ciliées d’une crête ampullaire sont orientées dans la même direction
• Un déplacement d’endolymphe qui excite une cellule excite en fait toutes les cellules
Physiologie canalaire: base du VOR+++
Physiologie canalaire
Halmagyior head-inpulse test
Physiologie canalaire
Segmentation fonctionnelle – éthanol0.1-1Hz - Velocity storage (VOR-OKAN-Headshaking)
Physiologie canalaire
• Lors de la mise en rotation à vitesse constante prolongée, puis de l’arrêt de la rotation, on observe:– Un nystagmus pendant environ 20 sec (5sec + velocity
storage)– L’arrêt du nystagmus– La reprise du nystagmus lors de l’arrêt de la rotation
(OKAN)
• C’est le NYSTAGMUS VESTIBULAIRE PHYSIOLOGIQUE
• 1. couche otoconiale
• 2. striola
• 3. polarisation opposée des deux ½ macules – et opposée des macules
• 4. rotation progressive des stéréocils
• 5. orientation des macules dans des plans perpendiculaires
Physiologie du système otolithique
Physiologie du système otolithique
Physiologie du système otolithique
Mouvementshorizontaux
Physiologie du système otolithique
Inclinaison latérale
Physiologie du système otolithique
• Phénomène bistable:– Une même inclinaison des cils de l’utricule
peut être perçue:• Comme un mouvement de translation
• Comme un mouvement d’inclinaison
Physiologie du système otolithique
• Perception de l’accélération linéaire et de l’inclinaison gravitationnelle
• Mouvements compensateurs des yeux et du corps
• Réponses végétatives
• Mais:– Perception de la verticalité– Accélérations linéaires et canaux– Cyclo-torsion
RECAPITULONS1. Le système vestibulaire déclenche des réflexes
visant à stabiliser le regard et la posture2. En modulant le rythme de décharge de base des
fibres afférentes, les canaux encodent les mouvements de rotation de la tête alors que les otolithes codent les accélérations linéaires et les mouvements de bascule
3. La stimulation d’un canal déclenche un mouvement oculaire dans le plan de ce canal (1ere loi d’Ewald)
RECAPITULONS4. Un canal est excité par une rotation dans le plan
de ce canal amenant la tête du même côté.5. Tout stimulus excitant les fibres afférentes d’un
canal est perçu comme une accélération excitatrice dans le plan de ce canal
6. La réponse à une excitation est supérieure à la réponse à une inhibition (2e loi d’Ewald – qui explique le « head-shaking » nystagmus)
7. Le REPOS correspond à une activité vestibulaire symétrique +++