Régulation de la motricité de I'intestin grêle

Contrôle myogène

L'onde lente de l'intestin grêle naît de la couche longitudinale et se propage à la couche circulaire ou son amplitude augmente. Cette oscillation spontanée et rythmique du potentiel de repos contrôle la séquence motrice en tous les points de l'intestin grêle. Lorsque chaque onde lente est surchargée de potentiels d'action (comme durant la phase III du CMM), la fréquence des contractions mécaniques est maximale. La fréquence de l'onde lente diminue du duodénum à l'iléon. L'enregistrement systématique de l'activité électrique lente de tout l'intestin grêle a montré que le gradient de décroissance de fréquence n'est pas linéaire, mais organisé en plateaux. Les plateaux de fréquence sont de plus en plus courts lorsque l'on parcourt le grêle dans le sens oral-aboral. A chaque point entre les plateaux, la morphologie des ondes électriques est complexe, l'augmentation et la diminution de l'amplitude des ondes, leur caractère oscillant, suggère que l'on est en présence d'une zone d'interférence électrique. La transaction de l'intestin en n'importe quel point provoque une réduction marquée de la fréquence de l'onde lente dans le segment sous-jacent à la section. Ces phénomènes peuvent s'expliquer si l'on considère que chaque cellule musculaire est un oscillateur électrique à relaxation. L'intestin est donc constitué par une série de multiples oscillateurs couples électriquement par les nexus. La fréquence spontanée de chaque oscillateur décroît lorsque l'on parcourt l'intestin. En raison du couplage électrique, l'oscillateur d'amont (plus rapide) impose sa fréquence à celui d'aval (plus lent). Ce système est limité par le degré de couplage et l'importance de la différence de fréquence. Si la cellule suiveuse peut s'adapter au rythme de la cellule entraîneuse, il en résulte une égalité de fréquence de dépolarisation: de proche en proche un plateau de fréquence s'établit Si le couplage électrique est insuffisant et/ou si l'oscillateur d'aval ne peut suivre le rythme de l'oscillateur d'amont, il en résulte une rupture de fréquence : la cellule d'aval prend alors son propre rythme (plus lent). On comprend ainsi l'organisation en plateaux de fréquences régulièrement décroissantes dans l'intestin grêle.

Contrôle nerveux

L'innervation intrinsèque

Le rôle le du système nerveux entérique (SNE), peut être étudié sur des préparations in vitro dans lesquelles l'innervation intrinsèque contrôle la musculaire digestive indépendamment du système nerveux extrinsèque. Une telle préparation présente une activité spontanée intermittente de type segmentaire. La tétrodotoxine (agent qui bloque la dépolarisation nerveuse sans affecter la dépolarisation musculaire) provoque sur ce modèle l'apparition d'une activité de type spastique, c'est à dire une contraction maximale continue. Le SNE est donc à l'origine d'un tonus inhibiteur permanent. De plus, il est responsable des deux activités typiques du muscle intestinal : la segmentation et le péristaltisme. Enfin, il est à l'origine de l'iléus paralytique.

• La segmentation qui mélange le contenu luminal consiste en une succession de contractions et de relaxations stationnaires. Cette activité n'intéresse que la couche circulaire, elle implique l'inhibition et la desinhibition réciproque de cellules musculaires adjacentes, phénomène qui est commandé par la SNE. Les mécanorécepteurs en « parallèle » avec la musculature circulaire déchargent lorsque la fibre musculaire est relaxée (puisqu'ils sont étirés), ils sont silencieux lors de sa contraction (puisqu'ils sont relâchés). Ces mécanorécepteurs vont activer et désactiver rythmiquement les neurones entériques excitateurs avec lesquels ils sont connectés et donc contrôler la contraction des fibres circulaires à l'origine de la segmentation.
• Le péristaltisme est une contraction coordonnée des deux couches musculaires, il pousse le contenu luminal sur une longueur notable. La contraction péristaltique est déclenchée par une distension intestinale, celle-ci provoque en amont une relaxation de la couche longitudinale et une contraction de la couche circulaire; alors qu'en aval, la couche longitudinale se contracte et que la couche circulaire se relâche. Le circuit neuronal implique dans cette activité est donc nécessairement plus complexe que celui qui contrôle la segmentation. La distension intestinale provoque en amont un potentiel de jonction neuromusculaire excitateur dans la couche circulaire (le médiateur est cholinergique) et un potentiel de jonction inhibiteur dans la couche longitudinale (le médiateur n'est pas identifie avec certitude, il s'agit peut-être du VIP). Des phénomènes électriques inversés sont observés en aval du stimulus distendant. La (Figure) indique de manière schématique le circuit nerveux intramural implique dans le réflexe péristaltique.
• L'ileus est caractérisé par l'absence de toute activité motrice digestive. Ce phénomène est généré par un circuit inhibiteur mis en jeu par les nocicepteurs intrapariétaux. L'entraîneur de cette inhibition est un neurone entérique qui dépolarise des neurones suiveurs inhibiteurs (Figure) Il est fort probable que ce circuit inhibiteur soit spontanément actif, c'est à dire qu'il puisse fonctionner indépendamment du système afférent. La mise en jeu des nocicepteurs ne ferait que renforcer sa fréquence de décharge spontanée.

Système nerveux extrinsèque

Le système nerveux extrinsèque module les mécanismes de régulation intramuraux. A chaque instant, il régie le niveau de l'activité motrice en fonction des conditions changeantes du tube digestif et des autres organes.

• Le système parasympathique est excitateur:
  • la stimulation vagale (ou l'injection d'acétylcholine) augmentent l'activité motrice ou bien la déclenchent si l'intestin est quiescent.
  • La vagotomie a sur l'intestin grêle peu d'effet à long terme, il s'agit très probablement d'une adaptation fonctionnelle. Dans les modèles expérimentaux ou l'effet de la vagotomie peut être étudié expérimentalement chez l'animal
    • A jeûn, l'apparition de la phase II du CMM dépend de l'intégrité du vague ; en revanche, la propagation de la phase I et de la phase III n'est pas affectée par cette section nerveuse.
    • En période postprandiale, l'interruption des influx vagaux provoque l'apparition d'une activité de type cyclique dans laquelle la phase d'activité irrégulière (phase II) est absente. Les nerfs vagues sont donc impliqués dans la disparition des CMM lors de la prise alimentaire.
  • L'effet aigu de la vagotomie est surtout marque sur l'intestin proximal. L'influence du vague décroît progressivement lorsque l'on parcourt le grêle : la vagotomie aiguë abolit pratiquement la motricité du premier duodénum, alors qu'elle est à peu près sans effet sur l'iléon. Cette observation est corroborée par l'histologie : il existe une diminution progressive du nombre des terminaisons vagales lorsque l'on descend le long de l'intestin grêle. Selon toute probabilité c'est l'innervation vagale qui déclenche, à partir du tube digestif proximal, les complexes myoélectriques migrants comme l'activité postprandiale. Leur contrôle rythmique par le vague pourrait être sous la dépendance d'une « horloge » centrale qui produit, à partir du noyau ambigu, une décharge excitatrice dont la fréquence augmente régulièrement au cours de la phase II et atteint un maximum à la phase III. Cependant, comme les efférences bulbaires peuvent être modulées par les afférences gastro-intestinales, on ne peut pas exclure que le contrôle vagal sur le CMM soit d'ordre réflexe.
  • Lorsque le vague est stimulé chez l'animal atropinisé, (l'atropine est un antagoniste des récepteurs muscariniques) on observe un effet inhibiteur sur la motricité du grêle, il existe donc dans le nerf vague des fibres inhibitrices non adrénergiques non cholinergiques destinées à l'intestin grêle, comme il en existe pour le sphincter oesophagien inférieur ou l'estomac proximal.
• Le système sympathique est inhibiteur.
  • La stimulation des fibres sympathiques ou l'injection de noradrénaline diminuent la motricité intestinale. L'effet s'exerce directement sur la fibre lisse musculaire, ou beaucoup plus souvent par inhibition du neurone postganglionnaire parasympathique. A long terme, les effets de la sympathectomie sont modérés, on observe cependant une augmentation globale de l'activité motrice intestinale. Au cours d'expériences en aigu, il a pu être établi que le système sympathique exerce un tonus inhibiteur puissant sur la motricité digestive.
  • Les effets excitateurs d'une stimulation vagale sont beaucoup plus importants après sympathectomie (ou injection de guanéthidine) que lorsque le système sympathique est intact.
• Les réflexes extrinsèques sont des réflexes inhibiteurs, provoqués par la distension ou l'étirement de l'intestin.
  • Ils inhibent la motricité du grêle (réflexe intestine-intestinal), de l'estomac (réflexe intestino-gastrique) et du colon (réflexe intestino-colique). Ils ne sont pas modifiés par la vagotomie bilatérale, alors que la splanchnicectomie bilatérale les supprime.
  • On a longtemps pensé qu'il s'agissait de réflexes médullaires. Les données actuelles indiquent que ces activités inhibitrices relaient en fait à l'étage ganglionnaire. En effet, la réponse intestino-intestinale persiste sur des préparations in vitro, à la seule condition que les connexions avec les ganglions prévertébraux soient épargnées. L'étude électrophysiologique des ganglions prévertébraux a montré que des afférences intestinales se projettent à leur niveau. La substance P est soit le médiateur soit le modulateur de cette voie afférente, puisqu'à très faible concentration elle augmente l'excitabilité des neurones efférents des ganglions prévertébraux.
• Le "frein iléal" est une rétroaction négative exercée par l'iléon sur la vidange gastrique et la motricité intestinale. L'instillation dans l'iléon de solutions glucidiques, protéiques et surtout d'émulsions lipidiques provoque une réduction marquée de la vitesse de la vidange gastrique et de la propulsion du contenu intestinal. Ce mécanisme repose sur la présence de chémorécepteurs dans la muqueuse iléale, les voies afférente et efférente de ce réflexe ne sont pas connues. Le frein iléal est probablement un important élément de régulation de la motricité gastro-intestinal. II permet d'assurer que les phénomènes de digestion et d'absorption se déroulent dans leur totalité.
• Les réflexes d'origine extra-intestinale sont également inhibiteurs. Ils provoquent une diminution de la motricité intestinale à la suite d'une stimulation nociceptive extra-digestive (cutanée, rénale, vésicale, etc.). Cette inhibition persiste après vagotomie, elle disparaît après splanchnicectomie. Toutefois, dans la plupart des expériences qui mettent en évidence ces réflexes inhibiteurs à point de départ extradigestifs, il n'est pas tenu compte de la libération d'adrénaline par la médullosurrénale. On ne peut donc pas préjuger de l'importance relative des phénomènes endocrine et neurocrine dans la réponse observée. L'importance physiologique réelle de ces phénomènes n'est pas connue. L'existence de réflexes à points de départ extra-intestinaux indique cependant que de nombreuses afférences viscérales et somatiques sont connectées avec les voies sympathiques qui inhibent la motricité.

Contrôle hormonal

A doses pharmacologiques, la plupart des peptides digestifs affectent la motricité intestinale, mais leur rôle physiologique réel est bien difficile a démontrer.

• Durant la période de jeune, la motiline par voie intraveineuse provoque l'apparition d'un CMM prématuré. Chez l'homme, le porc et le chien, les concentrations plasmatiques de motiline suivent une variation cyclique étroitement corrélée avec la récurrence des complexes myoélectriques migrants (Figure) Le pic plasmatique est contemporain de l'apparition de sa phase III dans l'estomac, alors que la concentration est la plus basse durant la phase I. On a donc émis l'hypothèse que la motiline était le facteur déclenchant des complexes myoélectriques migrants. Toutefois comme les antisérums ont des effets inconstants sur l'activité cyclique, il est difficile d'affirmer que la motiline joue un rôle déterminant dans le contrôle des complexes myoélectriques migrants.
• La somatostatine, la substance P, la neurotensine induisent aussi (chez le chien) des CMM prématurés. Chez l'homme, la concentration plasmatique de la somatostatine varie avec les CMM, mais la perfusion intraveineuse du peptide inhibe toute activité cyclique gastrique et induit l'apparition de phases III dont la fréquence est très inférieure a la normale. Les concentrations plasmatiques de la gastrine, de la CCK et du polypeptide pancréatique oscillent également avec les CMM, mais ces trois peptides sont incapables d'induire l'apparition de l'activité cyclique.