Anatomie et Physiologie du Système Vestibulaire Périphérique

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: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


• 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



• 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+++


Halmagyior head-inpulse test


Segmentation fonctionnelle – éthanol0.1-1Hz - Velocity storage (VOR-OKAN-Headshaking)


• 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



Mouvementshorizontaux


Inclinaison latérale


• Phénomène bistable:– Une même inclinaison des cils de l’utricule

peut être perçue:• Comme un mouvement de translation

• Comme un mouvement d’inclinaison


• 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 +++

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