Toucher 4BIOS01 2014/15

Qu'est-ce que le toucher et quel est son importance ?

Le toucher est l'un des 5 sens de l'être humain. Il permet d’appréhender l'environnement et joue un rôle essentiel dans la locomotion, la nutrition, les contacts sociaux et la sexualité. Il est fortement stimulé dans la vie de tous les jours et est nécessaire au développement humain, notamment lors de l'enfance où l'enfant touche, prend des objets et forme ses connaissances sur les différentes formes, textures, mais aussi sur les sensations que le toucher apporte. Ce sens a donc une grande importance dans l'évolution de l'enfant jusqu'à l'âge adulte et même dès le stade embryonnaire ou du fœtus. Un grande importance du toucher est l’identification de la douleur, sans elle, l'individu ne pourrait survivre. Il y a aussi tout un langage non verbal qui peut être transmis grâce au sens du toucher, comme par exemple avec une poignée de mains.

Le sens du toucher nous permet de ressentir les différentes textures, d'évaluer la température ou encore de percevoir la position des différentes parties de notre corps. Les principaux récepteurs du toucher sont situés dans la peau. Il existe différentes sortes de récepteurs liés au toucher, réagissant chacun a un type de stimuli (mécanique, chimique ou thermique). Ces derniers sont les mécanorécepteurs qui sont sensibles à la pression et aux vibrations, les thermorécepteurs qui permettent de ressentir la température, les chimiorécepteurs qui réagissent aux substances chimiques et les nocicepteurs qui jouent un rôle dans la perception de la douleur. Il a été reconnu que la sensation de toucher peut s'adapter, comme par exemple avec les frottements des vêtements sur la peau. Ce signal n'étant pas essentiel est inhibé.

Le système sensoriel spécifique au toucher diffère des autres systèmes sensoriels. Les récepteurs liés au toucher sont distribués partout sur le corps et non à des endroits localisés comme ceux de la vision, de l’olfaction et de l’audition. D'autre part, le sens du toucher répond à plusieurs stimuli et représente plusieurs sensations dont celle du toucher, de la température, de la proprioception et de la nociception (douleur).

Organes et tissus

Quel est l'organe impliqué dans le toucher?

Le principal organe impliqué dans le toucher est la peau. La peau n'est pas seulement une enveloppe corporelle qui protège le corps, régule sa température et joue un rôle important dans l'excrétion des déchets corporels. Elle contient également les différents récepteurs liés au toucher. La peau et ses récepteurs sensoriels couvrent la majeure partie du corps humain et permettent donc une réception des stimuli liés au toucher sur la quasi totalité de la surface externe de ce dernier.

La peau peut être velue (munie de poils) ou glabre (dépourvue de poils). Les récepteurs sont autant présents dans la peau glabre que dans la peau velue. La peau velue est néanmoins plus sensible que la peau glabre, compte tenu de ses poils. Effectivement, chaque poil a un récepteur de follicule pileux (cf. annexe) sous forme de terminaisons libres sensibles aux mouvements du poil.

Quels sont les différents tissus impliqués dans le toucher?

La peau (cf. annexe) est est constituée de trois couches de tissu: l'épiderme en surface, puis le derme et l'hypoderme, en profondeur. Les récepteurs sensoriels sont disposés dans différentes couches de la peau. Par exemple, les mécanorécepteurs liés au toucher léger sont situés en surface, dans l'épiderme, alors que les nocicepteurs plutôt dans les couches profondes de la peau (ceci pour éviter une sensation de douleur à chaque frottement). Bien que la peau soit le principal organe du toucher, il existe également certaines muqueuses comme les lèvres ou les parties génitales qui sont fortement sensibles aux stimuli du toucher.

Est-ce que le toucher est ressenti de manière homogène sur l'ensemble du corps?

Certaines régions de la peau ont une concentration importante de récepteurs sensoriels et sont très sensibles, alors que d'autres ne dénombrent que peu de récepteurs et sont donc peu sensibles. La taille des aires du cortex cérébral liés au toucher dépend de la concentration en récepteurs de du corps à laquelle elles sont assignées. La représentation d' Homonculus (cf. annexe) montre l'importance par zone de l'innervation du corps en récepteur du toucher; le visage, les lèvres et les mains sont très sensibles au toucher alors que les jambes et les bras ne le sont que très peu. La densité des récepteurs liés au toucher varie beaucoup d'une partie du corps à l'autre et est différente pour chaque type de récepteur.

Comment l'information sensorielle est-elle traitée ?

Les récepteurs sensoriels sont capables de traduire un stimulus en influx nerveux, compréhensible par notre système nerveux. Ce phénomène s'appelle transduction. Lorsque apparaît un changement de pH, de température ou une déformation mécanique, les récepteurs traduisent généralement l'énergie physique (déformation) ou chimique de ces stimuli en influx nerveux en ouvrant leurs canaux ioniques et en se dépolarisant. Le stimulus est donc transformé en influx électrique et est transmis à un nerf sensitif conducteur à proximité du récepteur sensoriel. Selon la région où le stimulus s'est produit, l'influx est transmis soit à la moelle épinière, soit directement au cerveau. Une réaction au stimulus peut ensuite éventuellement avoir lieu: soit commandée par le cerveau, soit sous forme de réflexe, notamment lorsque les tissus subissent une brûlure. La moelle épinière contient en effet des circuits neuronaux indépendants du cerveau qui sont à l'origine des réflexes et que l'homme ne contrôle pas. La moelle épinière s'occupe non seulement des réflexes, mais également de transmettre l'influx nerveux des différents stimuli ne nécessitant pas de réactions spontanées au cortex cérébral, qui va intégrer l'information.

Plus généralement, l'information sensorielle est traitée de la manière suivante:

Stimulus sensoriel (physique ou chimique) ⇒ Transduction (récepteurs) ⇒ Intégration (centre sous-corticaux) ⇒ Sensation ⇒ Perception

Quels sont les stimuli activant le toucher et quels sont les récepteurs impliqués?

Les récepteurs du toucher sont des récepteurs capables de percevoir des stimuli provenant du milieu interne ou de la limite entre ce dernier et le milieu externe. Les stimuli peuvent être de nature tactile (pression, vibration), chimique (substances chimiques), ou thermique (température) et s'ils sont trop importants, ils peuvent mener à une sensation de douleur. Il y a donc trois types de stimuli: les stimuli mécaniques, thermiques et chimiques. Les différents types de récepteurs sensoriels qui sont présenté ci-dessous sont sélectifs et ne réagissent donc qu'à un seul type de stimuli.

Il faut distinguée plusieurs types sensations liées au toucher:

• Les sensations extéroceptives (provenant de stimuli situés à la limite entre l'environnement interne et externe) comme la pression, la chaleur ou le froid.
• Les sensations proprioceptives (provenant de stimuli internes) musculaires et tendineuses
• Les sensations nociceptives (douleur) réagissant aux stimuli susceptibles d’endommager les tissus.

Les terminaisons nerveuses sensorielles liées au toucher peuvent être de deux types: soit encapsulées, soit libres.

• Les terminaisons nerveuses encapsulées, telles que les corpuscules de Pacini ou de Meissner que nous aborderons plus tard, sont des cellules nerveuses entourées d'une capsule (qui serait formée d'une cellule de Schwann). C'est le cas de la plupart des mécanorécepteurs.
• Les terminaisons nerveuses libres sont quand elles des cellules nerveuses se terminant par un réseau dendritique. Ce sont ces deux types de récepteurs qui transforment les stimuli liés au toucher en influx nerveux.

Les mécanorécepteurs

Qu'est ce que sont les mécanorécepteurs et quel est leur rôle?

A reformuler : Quelles sont les caractéristiques...

Les mécanorécepteurs sont des neurones sensibles aux stimuli mécaniques tels que la pression, l'étirement et les vibrations. Ils sont à la base du sens du toucher. Les mécanorécepteurs liés à la perception de l'environnement se situent dans l'épiderme et le derme (mécanorécepteurs cutanés) alors que ceux liés à l'équilibre et à la perception du corps dans l'espace se situent dans les muscles et articulations (propriocepteurs). Leur rôle est de traduire l'énergie mécanique reçue (stimuli) en énergie électrochimique et envoyer cette dernière au cerveau ou à la moelle épinière, donnant ainsi une sensation "de toucher" comme par exemple lorsque quelqu'un nous touche le bras ou lorsque nous prenons en objet dans nos mains. Il faut distinguer les récepteurs à adaptation rapide, dits récepteurs phasiques qui informent sur l'intensité et la durée du stimulus. Et ceux à adaptation lente, dits récepteurs toniques, qui informent sur les variations du stimulus en fonction du temps.

Quels sont les types de mécanorécepteurs ?

A reformuler : Quels sont les différents types ...

Il existe différents types de mécanorecepteurs:

• Les corpuscules de Pacini qui sont phasiques et sensibles aux pressions profondes et aux vibrations.
• Les corpuscules de Ruffini qui sont toniques et sensibles aux étirements de la peau.
• Les disques de Merkel qui sont toniques et sensibles à la pression.
• Les corpuscules de Meissner, qui sont phasiques et fortement sensibles au toucher léger. Ils se situent principalement dans les régions à haute sensibilité comme les doigts ou la plante des pieds et dans les zones érogènes comme les lèvres, les parties génitales et les mamelons.

Comment les mécanorécepteurs transmettent-ils l'information?

Le stimulus déforme la membrane du récepteur, ce qui ouvre les canaux laissant entrer des ions dans celle-ci. La membrane va se dépolariser et créer un potentiel générateur. Si ce dernier atteint un certain seuil, il va déclencher un potentiel d'action (P.A.) qui va se propager jusqu'à la moelle épinière. Le message sera transmis.

Les thermorécepteurs

Qu'est-ce que les thermorécepteurs et quel est leur rôle?

A reformuler : Quelles sont les caractéristiques...

Les thermorécepteurs sont les récepteurs du toucher liés aux sensations de chaud et froid. Contrairement à ce que l'on pourrait penser, ces derniers ne mesurent pas la température de l'air mais les variations de température de la peau. Il existe des neurones sensibles à la température ne possédant pas les caractéristiques membranaires particulières des thermorécepteurs, comme par exemple certains nocicepteurs. Les thermorécepteurs sont très sensibles à la température et une faible variation de température (par exemple de 0.01°C) peut être ressentie. La température ressentie dépend de la température cutanée initiale, de la vitesse de changement de température et de la zone stimulée.

Quelles sont les cellules thermo-réceptrices et sous quelles formes sont-elles?

A reformuler "sous quelles formes "

La communauté scientifique n'est pas d'accord sur la forme qu'ont les thermorécepteurs et les propriétés membranaires de ces derniers nous sont encore inconnues. Toutefois, nous savons que la sensibilité à la température de la peau n'est pas la même partout dans le corps et qu'il existe deux types de thermorécepteurs; certains sont sensibles à la chaleur (entre autres les corpuscules de Ruffini) tandis que d'autres le sont au froid (par exemple Corpuscule de Krause). Les récepteurs liés au froid sont 3 à 4 fois plus nombreux que ceux liés à la chaleur et se situent juste sous l'épiderme. Ils sont également plus à la surface de la peau que les récepteurs liés à la chaleur. On retrouve également des thermorécepteurs dans le cerveau (hypothalamus), qui mesurent la température du sang et par conséquent celle du corps en général.

Bien que les cellules thermo-réceptrices occupent la place principale dans l'évaluation de la température corporelle, elles sont toutefois complémentées par certaines terminaisons nerveuses de la peau qui peuvent également évaluer la température corporelle.

Quand est-ce que les thermorécepteurs transmettent des signaux et comment varie l'intensité de ces signaux?

Les récepteurs liés au froid sont activés par des températures de peau se situant entre 35°C et 10°C et sont inhibés lorsque la température augmente. Les récepteurs liés à la chaleur réagissent quant à eux à des températures situées entre 30° et 45°C et sont inhibés par le froid. À partir de 45°C, les tissus commencent à subir des brûlures et ce sont les nocicepteurs sensibles à la chaleur qui s'activent. Dans le cas d'une température inférieure à 10°C, les thermorécepteurs sensibles aux froids cessent leur activité et le froid anesthésie la zone. C'est pendant et juste après les changements de température que l'intensité des décharges neuronales est la plus forte.

Les récepteurs sont capables de complètement s'adapter à une température située entre 33 et 35°C; à ces températures les récepteurs transmettent uniquement l'information lors du changement et un petit peu après. Par exemple, lorsqu'on prend un bain, la sensation de chaleur est seulement ressentie lorsqu'on rentre dedans, après les thermorécepteurs ne transmettent plus l'information; ils se sont adaptés. Cette fourchette de température entre 33 et 35°C est appelée zone de neutralité thermique.

Les nocicepteurs

Qu'est-ce que sont les nocicepteurs et quel est leur rôle ?

A reformuler : Quelles sont les caractéristiques...

Les nocicepteurs sont les récepteurs sensoriels liés à la douleur. Lorsqu'un stimulus provoque ou peut provoquer des lésions de l'organisme, les nocicepteurs envoient des impulsions nerveuses au cerveau que ce dernier interprète comme de la douleur. Les nocicepteurs sont des récepteurs à haut seuil, qui "s'activent" uniquement lorsque le stimulus est trop important et met en danger l'intégrité physique de notre organisme. La douleur est un "signal d'alarme" permettant de sauvegarder cette dernière. La plupart des nocicepteurs consistent en terminaisons nerveuses libres et sont disposés à peu près partout dans le corps c'est-à-dire dans les tissus cutanés, musculaires, articulaires, osseux, vasculaires et viscéraux, à l'exception du tissu cérébral qui n'en recense pas. Ils sont généralement présents en concentration importante: il y a par exemple environ 600 terminaisons nerveuses (neurones sensoriels) par cm² à la surface de la peau.

Quels sont les différents types de cellule nociceptives ?

Il existe des nocicepteurs liés à la mécanoréception, à la thermo-réception et à la chimioréception, tous capables d'envoyer un "signal d'alarme".

• Les nocicepteurs mécaniques, placés principalement dans le tissu cutané, réagissent à une piqûre, un pincement ou à une torsion de la peau. L'impulsion dure le temps de la stimulation.
• Les nocicepteurs thermiques répondent à des stimuli thermiques extrêmes, de plus de 45°C ou de moins de 10°C.
• Les nocicepteurs chimiques réagissent quant à eux à des signaux chimiques secrétés entre autres par le système immunitaire suite à une lésion, infection.

Il existe également des récepteurs polymodaux, qui réagissent à tous ces différents types de stimuli.

Bien qu'il existe de nombreux nocicepteurs spécifiques, la plupart des récepteurs hyperstimulés peuvent envoyer un signal de douleur.

Comment est interprétée la douleur ?

Les impulsions nerveuses envoyées par les nocicepteurs génèrent soit une réaction réflexe, soit une réaction consciente et un stress lié au cerveau reptilien (qui gère entre autres l'instinct de conservation). Ces dernières sont interprétées par le cortex cérébral comme de la douleur et le cerveau déclenche alors le processus de mémorisation. Etant donné qu'il n'existe qu'un seul signal de douleur, l’intensité de cette dernière dépend de la fréquence de l'impulsion envoyée au cerveau.

Lorsque l'on est exposé à une stimulation soudaine (piqûre, brûlure), on ressent d'abord une douleur vive et brève liée aux fibres nerveuses myéliniques. Nous ressentons ensuite une douleur sourde, plus longue, liée aux fibres amyéliniques qui envoient un signal plus lent, expliquant le décalage entre la douleur vive et brève (le P.A. passe par des fibres myéliniques) et sourde et longue (le P.A. passe par des fibres amyéliniques). Les récepteurs de la douleur sont plus sensibles lorsqu'un tissu est lésé, comme dans le cas d'une brûlure, et avertissent donc le cerveau de manière plus longue et plus intense.

Les propriocepteurs

Qu'est-ce que la proprioception et quels sont ses récepteurs?

La proprioception est une sensation plus ou moins consciente liée au sens du toucher nous permettant de connaître l'emplacement des différentes parties de notre corps dans l'espace et la proprioception contribue également à notre équilibre. Contrairement aux autres sensations du toucher que nous avons traitées jusque là, la proprioception est une sensation relevant du toucher "interne". On la ressent grâce à des intérocepteurs sensibles aux contractions des muscles et aux mouvements des articulations. Les récepteurs liés à la proprioception sont des mécanorécepteurs musculaires ou tendineux.

Quels sont les pathologie liées au sens du toucher ?

Il existe certaines pathologies affectant le sens du toucher directement ou indirectement et qui peuvent le rendre totalement absent (anesthésie), partiellement absent (hypoesthésie), mais également l'augmenté (hyperesthésie). La diminution (partielle ou totale) du sens du toucher peut être d'origine génétique, traumatique ou pathologique. L'analgésie congénitale est une maladie génétique rare qui rend la personne atteinte incapable de percevoir la douleur. Cette est très dangereuse car les personnes qui en sont atteintes ne réalisent pas lorsqu'elles se blessent et leurs blessures ne peuvent généralement pas être traitées à temps car ils ne réalisent souvent pas qu'ils sont blessés. Les traumatismes, notamment lorsque la moelle épinière est sectionnée, qui entraîne la paralysie et l'insensibilité en dessous du nerf lésé ainsi que les intoxications (alcoolisme ou ingestion produits toxiques comme les désherbants ou les insecticides) qui altèrent le système sensoriel peuvent également être à l'origine d'une diminution ou d'une perte du toucher. Les cancers ou les accidents vasculaires peuvent également altérer le sens du toucher. Ils peuvent atteindre les aires corticales liées au toucher et rendre ainsi la personne malade insensible ou peu sensible. Les maladies tels que la syphilis ou la sclérose en plaques peuvent être à l'origine de lésions des fibres nerveuses et ainsi avoir un impacte sur le toucher. L'hyperesthésie est quant à elle le plus souvent le fait de la nervosité ou du stress qui abaisse notre seuil de sensibilité à la douleur. La nervosité, le manque de sommeil, les soucis en sont les causes principales.

D'autres problèmes qui ne sont pas directement lié à l'intensité du toucher existent néanmoins. C'est le cas de la paresthésie qui est un trouble de la sensibilité tactile, provoquant des fausses sensations de brûlures, de fourmillement, des démangeaisons etc, alors qu'aucun stimulus n'intervient.

Sources:

NEUROBRANCHES, "Somésthésie", dans Neurobranchés : http://neurobranches.chez-alice.fr/systnerv/systsens/somesthesie4.html

WIKIPEDIA, "Toucher", dans Wikipédia : http://fr.wikipedia.org/wiki/Toucher

RAGGENBASS, Mario, "Somésthésie", dans UNIGE : http://www.google.ch/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=2&ved=0CCUQFjAB&url=http%3A%2F%2Fwww.unige.ch%2Fmedecine%2Fneuf%2Findex.php%2Fdownload_file%2Fview%2F43%2F350%2F&ei=UvYsVN_UAY7aOKnQgLAE&usg=AFQjCNEmjmH9tajmvR6LZKLqYdWFPrK-Nw&bvm=bv.76477589,d.ZWU

DEFINITION DE PSYCHOLOGIE, "Thermorécepteurs", dans Définition de psychologie : http://www.definitions-de-psychologie.com/fr/definition/thermorecepteur.html

DOCTEURCLIC, "Troubles de la sensibilité", dans Docteurclic : http://www.docteurclic.com/symptome/troubles-de-la-sensibilite.aspx

LE TRAITEMENT DES MALADIES SENSORIELLES, "Maladie du Toucher : L'analgésie congénitale", dans Le traitement des maladies sensorielles : http://maladies-sensorielles.e-monsite.com/pages/maladie-du-toucher-l-analgesie-congenitale.html

ESSC, "Les cinq sens et les récepteurs sensoriels", dans ESSC Science : http://essc-sciences.weebly.com/uploads/1/3/3/2/13324998/d-14.pdf

WIKIPEDIA, "Moelle épinière", dans Wikipédia : http://fr.wikipedia.org/wiki/Moelle_%C3%A9pini%C3%A8re

B. REECE, Jane, A. URRY, Lisa, L. CAIN, Michael, A. WASSERMAN, Steven, V. MINORSKY, Peter, B. JACKSON, Robert, Campbell Biologie 7ème édition, Pearson Education, 2007

BEAR, Mark-F., W. CONNORS, Barry, PARADISO Michael, Neurosciences 2ème édition, Éditions Pradel, 2002

RAVEN, Peter, LOSOS, Jonathan, B. JOHNSON, Georges, MASON, Kenneth, SINGER, Susan, Biologie, De Boeck