Le système vestibulaire
Le système vestibulaire est un ensemble complexe de structures et de voies neuronales qui servent une grande variété de fonctions qui contribuent aux sens de la proprioception et de l'équilibre. Le système vestibulaire est l'un des principaux organe du système sensoriel des animaux : il est sensible à la pression atmosphérique (barosensible).
Détails du système vestibulaire avec son appareil :
Le système vestibulaire et son appareil sont composés de canaux et otolithes. Les cinq principales structures vestibulaires sont situées dans l'oreille interne et comprennent l'utricule, le saccule et les canaux semi-circulaires latéraux, supérieurs et postérieurs.
Généralités
Les canaux semi-circulaires sont indiqués par leur position (supérieur, horizontal et postérieur) et les organes otolithes sont les saccule, utricule et macule, accompagnés de la cochlée.
Fonctions
Les fonctions du système vestibulaire incluent la sensation d'orientation et d'accélération de la tête dans n'importe quelle direction avec une compensation associée dans le mouvement des yeux et la posture. Ces réflexes sont respectivement appelés réflexes vestibulo-oculaire et vestibulo-spinal.
Le système vestibulaire situé au centre implique des voies neuronales dans le cerveau qui répondent aux entrées afférentes du système vestibulaire périphérique dans l'oreille interne et fournissent des signaux efférents qui rendent ces réflexes possibles. Les données actuelles suggèrent que le système vestibulaire joue également un rôle dans la conscience, et les dysfonctionnements du système peuvent provoquer des déficits cognitifs liés à la mémoire spatiale, l'apprentissage et la navigation.
Le système vestibulaire fonctionne pour détecter la position et le mouvement de notre tête dans l'espace. Cela permet la coordination des mouvements oculaires, de la posture et de l'équilibre. L'appareil vestibulaire trouvé dans l'oreille interne aide à accomplir cette tâche en envoyant des signaux nerveux afférents à partir de ses composants individuels.
L'utricule et le saccule sont responsables de la détection de l'accélération linéaire, des forces gravitationnelles et de l'inclinaison de la tête. Le neuroépithélium trouvé dans l'utricule et le saccule est la macula qui fournit une rétroaction neuronale sur le mouvement horizontal de l'utricule et le mouvement vertical du saccule. Intégrés dans la macula se trouvent de petits cristaux de carbonate de calcium appelés otolithes qui aident à la réponse des cellules ciliées à la traînée inertielle de l'endolymphe.
L'accélération angulaire et la rotation de la tête dans divers plans sont détectées par les trois conduits semi-circulaires qui sont orientés à angle droit les uns par rapport aux autres. Chacun des canaux semi-circulaires contient une dilatation près de l'ouverture de l'utricule. Cette dilatation est appelée ampoule qui contient une structure neuroépithéliale appelée "crista ampullaris". La crête ampullaire est recouverte d'une substance gélatineuse appelée cupule qui maintient les cellules ciliées en place. Contrairement à la macula, la crista ampullaris ne contient pas d'otolithes.
En plus des fonctions associées au système vestibulaire périphérique, le système vestibulaire central permet le traitement et l'interprétation des signaux afférents et la sortie des signaux efférents. Les signaux efférents incluent le réflexe vestibulo-oculaire, qui permet aux yeux de rester fixés sur un objet pendant que la tête bouge.
Ceci est accompli en coordonnant le mouvement entre les deux yeux impliquant la formation réticulaire parapontine et la sortie vers divers muscles oculaires extraoculaires impliquant les nerfs oculomoteur et abducens. Le réflexe vestibulo-spinal maintient l'équilibre et la posture grâce à la coordination de la musculature vertébrale avec le mouvement de la tête. Les fonctions cognitives qui impliquent le système vestibulaire central sont basées sur des voies neuronales établies, bien que de nombreuses voies soient encore inconnues.Les connexions vestibulaires centrales connues comprennent le tractus vestibulo-thalamo-cortical, le noyau tegmental dorsal au tractus du cortex entorhinal, et le noyau reticularis pontis oralis au tractus de l'hippocampe.
Ces tractus forment une série de connexions complexes qui jouent un rôle fonctionnel dans la perception du mouvement, la navigation spatiale, la mémoire spatiale et la mémoire de reconnaissance d'objets.
Anatomie et physiologie
Le système vestibulaire est compromis par un réseau d'organes sensoriels périphériques et un réseau complexe de neurones centraux. L'anatomie et la physiologie périphériques sont largement responsables de la détection du degré et de la direction de l'accélération, ainsi que de l'orientation de la tête par rapport à la gravité. Les connexions centrales, notamment les noyaux vestibulaires, sont en grande partie responsables du traitement des nombreuses entrées sensorielles.
La perception précise et omniprésente du mouvement et de l'auto-orientation intervient en partie en raison d'un système vestibulaire sain. À bien des égards, cette perception est à la fois subconsciente et autonome dans la mesure où elle survient sans intention ni maîtrise de soi. À son niveau le plus élémentaire, le système vestibulaire est à la fois un système sensoriel et un système moteur.
En tant que système sensoriel, la réponse vestibulaire fournit non seulement une représentation précise du mouvement de soi, mais fait également partie intégrante de la construction d'une "carte interne" de son centre de masse dans l'espace par rapport à la gravité. En tant que système moteur, la réponse vestibulaire coordonne des réflexes moteurs posturaux et oculaires efficaces pour assurer l'équilibre statique et dynamique par rapport au centre de gravité et maintenir l'acuité visuelle pendant les mouvements de la tête.
C'est un système hiérarchique par lequel une réponse motrice appropriée dépend fortement d'une perception sensorielle précise.la réponse vestibulaire coordonne des réflexes moteurs posturaux et oculaires efficaces pour assurer l'équilibre statique et dynamique par rapport au centre de gravité et maintenir l'acuité visuelle lors des mouvements de la tête.
Connexions
Il existe de grandes quantités de connexions cellulaires afférentes et efférentes impliquées dans le système vestibulaire. La plupart des signaux nerveux afférents proviennent du système vestibulaire périphérique trouvé dans l'oreille interne au sein de l'os temporal pétreux. L'oreille interne contient un labyrinthe osseux et un labyrinthe membraneux.
Le labyrinthe osseux est rempli d'un liquide appelé "périlymphe" qui est comparable au liquide céphalo-rachidien et s'écoule dans l'espace sous-arachnoïdien. Suspendu à l'intérieur du labyrinthe osseux se trouve le labyrinthe membraneux qui contient un fluide appelé endolymphe dont la composition est unique en raison de sa concentration élevée en ions potassium. L'endolymphe dans le labyrinthe membraneux entoure l'épithélium sensoriel et interagit avec les cellules ciliées de l'appareil vestibulaire pour provoquer la transmission nerveuse.
Composition
L'appareil vestibulaire comprend l'utricule, le saccule et les canaux semi-circulaires supérieur, postérieur et latéral. Le neuroépithélium sensoriel dans l'utricule et le saccule est la macula, et le neuroépithélium sensoriel dans les canaux semi-circulaires est la crête ampullaire. Les deux structures neuroépithéliales contiennent des cellules mécanoréceptrices spécialisées appelées "cellules ciliées".
Les cellules ciliées contiennent un grand nombre de filaments d'actine-myosine appelés stéréocils qui sont reliés aux extrémités par des "liens de pointe". Les stéréocils sont organisés en rangées par longueur, le stéréocil le plus haut étant connecté à un kinocil immobile. Le kinocil est constitué de l'arrangement caractéristique de 9 + 2 microtubules.
Les cellules ciliées sont divisées en cellules ciliées de type 1 et en cellules ciliées de type 2. Les cellules ciliées de type 1 ont une forte variabilité de décharge au repos tandis que les cellules ciliées de type 2 ont une faible variabilité de décharge au repos.
L'accélération de l'endolymphe entraîne le mouvement des stéréocils, conduisant soit à une dépolarisation, soit à une hyperpolarisation en fonction de la direction de la traînée d'inertie. Le mouvement vers le kinocilium provoque un afflux d'ions potassium et une dépolarisation qui entraîne une neurotransmission afférente au ganglion vestibulaire. Également connu sous le nom de ganglion Scarpa, le ganglion vestibulaire contient des milliers de neurones bipolaires qui reçoivent des informations sensorielles des cellules ciliées de la macula et de la crête ampullaire. Les axones afférents du ganglion vestibulaire se rejoignent pour devenir le nerf vestibulaire.Le nerf vestibulaire rejoint alors le nerf cochléaire pour devenir le nerf crânien VIII, le nerf vestibulo-cochléaire. Les signaux nerveux afférents transportés par le nerf vestibulo-cochléaire sont ensuite interprétés par le système vestibulaire central du cerveau. Le système vestibulaire central unit les signaux périphériques des deux voies ascendantes pour susciter des réponses motrices des yeux, de la tête et du corps pour le contrôle de l'équilibre et de l'orientation.
Maladies vestibulaires
Bien que l'on en sache beaucoup sur le système vestibulaire, il reste beaucoup de choses inexpliquées et probablement inconnues concernant sa physiologie et son rôle sophistiqué dans la stabilité posturale et la locomotion. Son anatomie complexe et sa physiologie multi-intégration avec d'autres systèmes sensoriels présentent des difficultés pour évaluer le système vestibulaire dans son intégralité. Inversement, l'évaluation des organes terminaux sensoriels discrets au sein de chaque système vestibulaire présente également des défis uniques.
Secondaires à l'anatomie et à la physiologie complexes du système vestibulaire, les maladies vestibulaires ou même les changements subtils de la fonction vestibulaire dus au vieillissement sont souvent difficiles à différencier et à identifier. De plus, les troubles du système vestibulaire sont non seulement très répandus mais souvent non spécifiques par rapport à la localisation précise de la lésion.
Cela est particulièrement vrai pour les personnes âgées pour lesquelles les étourdissements non spécifiques se classent comme le problème de santé le plus fréquemment signalé aux médecins de soins primaires.
Un dysfonctionnement du système vestibulaire peut se manifester de manière symptomatique par des vertiges, des nausées, des vomissements, des troubles visuels, des modifications auditives et divers déficits cognitifs. La relation entre le système vestibulaire et la cognition n'est pas bien comprise, mais de nombreux patients atteints de dysfonctionnement vestibulaire présentent des troubles de la navigation spatiale, de l'apprentissage, de la mémoire et de la reconnaissance d'objets. La physiopathologie du vertige peut être définie comme périphérique ou centrale. Le vertige périphérique est plus fréquent que le vertige central, et trois des étiologies les plus courantes sont le vertige positionnel paroxystique bénin, la maladie de Ménière et la labyrinthite virale.
En plus des pathologies énumérées, la fonction vestibulaire chez les personnes âgées a été bien étudiée en tant que facteur contribuant aux vertiges et aux déséquilibres conduisant aux chutes. Cela est dû à la perte importante des cellules ciliées de type 1 et de type 2 qui intervient le plus souvent entre 65 et 70 ans.
Organes sensoriels périphériques du système vestibulaire
Le sens de l'équilibre (l'équilibre) est en réalité deux sens : équilibre statique et équilibre dynamique (qui proviennent de différents organes sensoriels). Les organes d'équilibre statique détectent la position de la tête, maintenant l'équilibre, la stabilité et la posture lorsque la tête et le corps sont immobiles. Lorsque la tête et le corps bougent ou tournent soudainement, les organes d'équilibre dynamique détectent ce mouvement et aident à maintenir l'équilibre.
Équilibre statique
Les organes d'équilibre statique se trouvent dans le vestibule, chambre osseuse entre les canaux semi-circulaires et la cochlée. Le labyrinthe membraneux à l'intérieur du vestibule se compose de deux chambres élargies : un utricule et un saccule.
Le saccule et l'utricule ont chacun une structure minuscule appelée macula. Les macules ont de nombreuses cellules ciliées, qui servent de récepteurs sensoriels. Les poils des cellules ciliées se projettent dans une masse de matière gélatineuse dans laquelle sont incrustés des grains de carbonate de calcium (otolithes). Ces particules ajoutent du poids à la structure gélatineuse.
Plier la tête en avant, en arrière ou de chaque côté incline les masses gélatineuses des macules, et lorsqu'elles s'affaissent en réponse à la gravité, les poils qui s'y projettent se plient. Cette action amène les cellules ciliées à signaler les neurones sensoriels qui leur sont associés d'une manière similaire à celle des cellules ciliées associées à l'audition. Les potentiels d'action résultants sont conduits dans le système nerveux central sur la branche vestibulaire du nerf vestibulo-cochléaire, informant le cerveau de la nouvelle position de la tête. Le cerveau réagit en ajustant le schéma des impulsions motrices des muscles squelettiques, qui se contractent ou se détendent pour maintenir l'équilibre.
Équilibre dynamique
Les organes d'équilibre dynamique sont les trois canaux semi-circulaires du labyrinthe. Ils détectent les mouvements de la tête et aident à équilibrer la tête et le corps lors de mouvements brusques. Ces canaux sont perpendiculaires les uns aux autres.
Suspendu dans la périlymphe de la partie osseuse de chaque canal semi-circulaire se trouve un conduit semi-circulaire membraneux qui se termine par un renflement appelé ampoule, qui abrite les organes sensoriels des canaux semi-circulaires. Chacun de ces organes sensoriels, appelé crista ampullaris, contient un certain nombre de cellules ciliées sensorielles et de cellules de soutien. Comme les poils des macules, les cellules ciliées de la crête ampullaire s'étendent vers le haut en une masse gélatineuse en forme de dôme appelée cupule (Figure 3). Lorsque la tête est immobile, la cupule de la crête ampullaire reste droite. Lorsque la tête se déplace rapidement, la cupule se plie à l'opposé du mouvement de la tête, stimulant les récepteurs sensoriels.
Un mouvement rapide de la tête ou du corps stimule les cellules ciliées de la crête ampullaire (Figure 3). À de tels moments, les canaux semi-circulaires se déplacent avec la tête ou le corps, mais le fluide à l'intérieur des canaux membraneux reste stationnaire. Imaginez tourner rapidement tout en tenant un verre plein d'eau. Cette action plie la cupule dans un ou plusieurs des canaux dans une direction opposée à celle du mouvement de la tête ou du corps, et les poils incrustés dans celle-ci se plient également. Les cellules ciliées stimulées signalent leurs neurones associés, qui conduisent les impulsions vers le cerveau. Le cerveau interprète ces impulsions comme un mouvement dans une direction particulière.
Certaines parties du cervelet sont particulièrement importantes pour interpréter les impulsions des canaux semi-circulaires. L'analyse de ces informations permet au cerveau de prédire les conséquences de mouvements corporels rapides. En modifiant les signaux vers les muscles squelettiques appropriés, le cervelet peut maintenir l'équilibre.
D'autres structures sensorielles aident à maintenir l'équilibre. Par exemple, certains mécanorécepteurs (propriocepteurs), notamment ceux associés aux articulations du cou, informent le cerveau sur la position des parties du corps. De plus, les yeux détectent les changements de position qui résultent des mouvements du corps. De telles informations visuelles sont si importantes que même si les organes de l'équilibre sont endommagés, une personne peut être capable de maintenir un équilibre normal en gardant les yeux ouverts et en se déplaçant lentement.
Les nausées, les vomissements, les étourdissements et les maux de tête associés au mal des transports proviennent de sensations qui n'ont pas de sens. Les yeux d'une personne lisant dans une voiture en mouvement, par exemple, signalent au cerveau que la personne est immobile, car l'empreinte ne bouge pas. Cependant, les récepteurs de la peau détectent les rebonds, les balancements, les démarrages et les arrêts lorsque l'oreille interne détecte les mouvements. La contradiction déclenche les symptômes. De même, chez un passager d'un avion traversant de fortes turbulences, les récepteurs de la peau et de l'oreille interne enregistrent le chaos extérieur, mais les yeux se concentrent sur les sièges immobiles et l'environnement.
Pour prévenir ou atténuer la misère du mal des transports, concentrez-vous sur l'horizon ou un objet au loin devant vous. Les médicaments sont disponibles en comprimés (diphenhydramine et dimenhydrinate) et, pour des excursions plus longues, en patch cutané (scopolamine).
En rapport avec "système vestibulaire"
Un canal semi-circulaire est chacun des trois canaux de l'oreille interne issus du bourgeonnement de l'utricule.
La cochlée est située dans l'oreille interne et est responsable de la fonction auditive.
Une macule est une lésion cutanée plane et rougeâtre, mais sans qu'il paraisse y avoir une plaie.
Un saccule est une cavité cellulaire aplatie, en forme de petit disque concave, et limitée par une membrane, dont l'empilement constitue un dictyosome.