Sensations somatiques 08

Qu'est-ce qu'une sensation somatique?

Le système sensoriel somatique permet au corps de capter un certain nombre d'informations extérieures et intérieures permettant sa survie et son maintient. En effet, les systèmes sensoriels spécifiques comme la vue ou l'ouïe ne sont pas suffisants pour assurer une perception globale de tout ce qui interagit avec le corps. A la différence de ces autres systèmes sensoriels très ciblés, le système somatique regroupe plusieurs sensations dites sensations somatiques qui agissent sur toute la surface du corps: le toucher et la situation dans l'espace appellés mécanoception, et la perception de la température, dite thermoception. A partir d'un certain seuil de stimulation, et donc lorsque le corps est potentiellement en danger,le système somatique génère également la douleur.
Les zones concernées par cette sensation sont premièrement la peau, il s'agit de la sensation de toucher extérieure au corps appelée extéroception; mais également les parois internes et les muscles, il s'agit de la perception d'informations intérieures dite intéroception. Ces zones étant de grande surface, elles sont sensibles à plusieurs stimuli.
Pour traiter toutes ces informations, toute une gamme de récepteurs sensoriels présents sur toute la surface du corps (peau et surfaces internes), répondant à plusieurs types de stimuli différents, captent ces signaux, contrairement aux autres systèmes sensoriels qui ne comprennent qu'un type de récepteurs localisés. Ces sensations permettent donc de ressentir les signaux extérieurs là où les récepteurs spécifiques des autres sens sont absents.
MatteoR

Qu'est-ce que le toucher?

Le toucher est une sensation qui nous permet de ressentir des stimuli purement mécaniques, grâce à des récepteurs spécifiques appelés mécanorécepteurs. La thermoception ou la douleur sont d'autres sensations somatiques quelque peu différentes du toucher.

Quel est l'organe spécifique au toucher?

L'organe sensoriel du toucher est la peau. C'est l'organe sensoriel le plus développé du corps (notamment de par sa superficie), qui sert d'interface avec l'environnement extérieur. Si la peau parait homogène extérieurement, ce n'est pas le cas d'un point de vue sensoriel. Elle est composée de plusieurs couches, le derme et l'épiderme, et présente des régions avec ou sans poils, respectivement pileuses ou glabres.
La peau répond à plusieurs stimuli différents, tous d'ordre mécanique, comme un contact, un choc, des vibrations, une piqûre, les poils peuvent êtres tirés, etc. Pour traiter toute cette gamme de stimuli et afin que l'organisme soit capable de les différencier, la peau est dotée de plusieurs types de récepteurs sensoriels, dits mécanorécepteurs puisqu'ils concernent des sensations purement mécaniques (c.f. Annexe A):

• Les corpuscules de Pacini: ils sont sensibles aux vibration et à la pression de fortes intensités et ont un champ récepteur (= rayon de perception)large. Ils se trouvent dans la couche inférieure du derme, l'hypoderme, et sont les plus gros récepteurs de la peau. Ils sont recouverts d'une couche lamelleuse, ce qui en fait des récepteurs phasiques (voir ci-dessous).
• Les corpuscules de Meissner: Plus petits que les corpuscules de Pacini, les corpuscules de Meissner de trouvent dans la couche supérieure de l'épiderme. Ils sont sensibles à la pression légère, aux vibrations de basse fréquence et gèrent également le toucher discriminant, c'est-à-dire les zone très sensibles capable de discriminer deux stimuli très proches, comme le bout des doigts. Eux ont un rayon d'action restreint.
• Les récepteurs de Merkel: Ils sont sensibles à une légère pression, et ont un petit champ récepteur.
• Les terminaisons de Ruffini: elles sont sensibles aux étirements, ainsi qu'à une pression intense et constante. Comme les corpuscules de Pacini, leur champ récepteur est étendu.
• Les récepteurs des follicules pileux: Les poils ne jouent pas qu'un rôle thermique, mais sont un outil très lié à la perception d'informations sensorielles. Le poil provient d'un follicule situé dans le derme, dans une région très innervée. Quand le poil bouge, ce follicule est perturbé, se déforme et des récepteurs folliculaires entourant le poil ou des terminaisons nerveuses se trouvant à proximité sont stimulées, produisent un signal et provoquent une sensation. (ex.: le vent dans les cheveux)
  

Les récepteurs dits phasiques ne maintiennent pas le signal électrique si le stimulus est maintenu: l'information sensorielle est envoyée au début et quand le stimulus cesse d'agir sur la peau. Les corpuscules de Pacini et de Meissner, ainsi que les récepteurs des follicules pileux sont des récepteurs phasiques. A l'inverse, les récepteurs toniques maintiennent le signal électrique tant que le stimulus persiste. Les corpuscules de Ruffini et les cellules de Merkel sont des récepteurs toniques. (c.f. Annexe B)

Ces récepteurs ne réagissent pas aux mêmes stimulations, et sont très différents les uns des autres de par leur taille, sensibilité, localisation dans les couches de la peau ou leur densité à certains endroits. C'est ce qui permet de ressentir un grand nombre de sensations différentes.
D'autres récepteurs sont encore impliqués dans d'autres aspects des sensations somatiques, et seront abordés plus loin.
MatteoR

Quels récepteurs gèrent l'intéroception?

Les stimuli provoquant les sensations somatiques internes ne sont pas perçus exactement comme la peau perçoit les signaux externes. Par exemple, pour sentir la contraction d'un muscle: ici, les mécanocepteurs sont des fibres musculaires modifiées qui réagissent à un déformation interne. Le phénomène est le même, bien que les stimuli ne soient pas de la même origine, et le type de récepteurs varie des récepteurs spécifiques de la peau. La pression artérielle et autres sensations internes, dont la situation dans l'espace suivent le même schéma.
MatteoR

Comment se fait la discrimination des signaux externes?

Grâce à la peau, le corps humain est capable de ressentir des signaux externes sur toute sa surface. Cependant, il n'est pas toujours évident d'en distinguer deux différents. Si deux stimuli simultanés, comme deux aiguilles touchant la peau au même moment, sont très rapprochés, certaines zones seront capables de les différencier, et d'autres pas. La sensibilité varie sur la surface du corps. Cela est dû à la densité des récepteurs sensoriels, dont la proportion est vingt fois plus grande selon les parties du corps. Le type de récepteurs présents est également un facteur important: par exemple, les corpuscules de Meissner ou de Merkel, qui permettent cette discrimination de manière plus prononcée, ne sont pas présents de manière égale sur le corps. Ainsi, le bout des doigts est bien plus sensible que la région dorsale: il sera plus aisé de distinguer deux sources de contact rapprochées dans la première région que dans cette dernière. Les récepteurs à courte portée, présents au bout des doigts et en grand nombre, permettent une meilleure discrimination.
MatteoR

Comment un stimulus est-il traduit en influx nerveux, puis en sensation?

Les récepteurs sensoriels sont chargés de transmettre au cerveau les informations extérieures qu'il doit traiter. La première étape se passe quand les récepteurs réagissent au stimulus: par une déformation de leur membrane ou l'ouverture spécifique des canaux ioniques de cette membrane, la perméabilité aux ions extérieurs est modifiée. Il se produit alors une dépolarisation ou potentiel récepteur, soit une modification du potentiel électrique du récepteur.
Ainsi, le " signal électrique", ou potentiel d'action est produit, reste encore à le transmettre et le traiter. (Si la fréquence de ces potentiels d'action dépasse un certain seuil, une réaction de protection sera provoquée, ceci sera vu dans la section "douleur".) Comme les récepteurs somatiques sont des dendrites modifiées de neurones sensitifs et pas des cellules réceptrices, le signal ne passe pas par une cellule auxiliaire et est directement transmis au système nerveux central via les axones: la moelle osseuse puis le cerveau. Plus précisément, c'est le cortex somatosensoriel qui traite l'information, et qui commande la réaction adéquate. Cependant a réaction est complexe, il s'agit le plus souvent d'une cascade de réactions formant un mouvement et non des réactions isolées, comme décrit ici.

Notons que la transmission axonale est diverse: le diamètre de l'axone et la présence ou non de myéline influencent la vitesse de transmission. En ce qui concerne les signaux du toucher, la transmission se fera par des axones de gros diamètre pour une vitesse de transmission maximale et donc une réaction rapide (allant jusqu'à 75m/s contre 0,5 pour les plus lents axones).
MatteoR

Comment ressentons nous les changements de température?

Toutes les cellules du corps sont sensibles a la température, puisque la vitesse des réactions chimiques varie selon la température. Il y a trois parties du corps qui peuvent spécialement sentir le chaud et le froid; ce sont la peau et la partie antérieure de l'hypotalamus, ainsi que dans la moelle épinière. Avec la peau on sent la température extérieure alors que l'hypothalamus et la moelle épinière sentent la température interne du corps.

• La peau:

(c.f. Annexe C) La peau contient une multitude de capteurs sensoriels, dont les thermorécepteurs. Ils sont capables de détecter des changements de température infimes, de l'ordre 0.01°C. Il y deux thèses sur la nature de ces capteurs. Certains pensent qu'il s'agit de dentrites ramifiés et entourés d'une capsule, dont l'un sent le chaud et l'autre le froid (c.f. annexe), d'autres plus nombreux pensent qu'il s'agit en effet de récepteurs de pression qui se sont modifiés. C'est-à-dire que ce sont des terminaisons nerveuses libres de certains neurones sensitifs qui captent la température.
Ce que nous pouvons poser par contre c'est que la peau n'a pas la même sensibilité sur l'ensemble du corps. Certains zones du corps (sur des petites surfaces, 1mm) sont sensibles au chaud ou au froid, mais pas les deux en même temps. Ce qui montre que ce sont en tout cas des récepteurs différents pour le chaud et pour le froid. Il y a aussi des petites zones entre ces surfaces qui sont insensibles aux variations de température.

• L'hypothalamus et la moelle épinière:

Les thermocepteurs de la moelle épinière et de l'hypothalamus détectent la température du sang qui circule dans notre corps. Cette information est ensuite envoyé au "thermostat principal" du corps situé dans la partie postérieure de l'hypothalamus, qui régule la température du corps.
RubenS

Dans quelle mesure ressentons nous la chaleur?

Cf. Annexe D
Les récepteurs captant la chaleur s'activent a partir d'une température de 30°C. La fréquence, ou l'intensité de la décharge neuronale varie selon la température. Quand la température de la peau est de 45°C, l'intensité est a son maximum. En augmentant encore la température la fréquence des décharges va diminuer fortement. Quand la température dépasse cette température ce sont en effet les nocicepteurs thermiques qui s'activent. En résumé, les récepteurs au chaud sont actifs quand la température varie entre 30 et 45°C.
RubenS

Dans quelle mesure ressentons nous le froid?

Cf. Annexe D
Les récepteurs captant le froid sont activés a partir de 10°C, en dessous ce sont les nocicepteurs thermiques qui sont activés. L'intensité de la décharge est a plus grande quand la température chute d'environ 10°C (par rapport a la température de notre corps: 36.5°C), c'est a dire aux alentours de 25°C. Par contre au delà de 25°C les thermocepteurs ne répondent presque plus. Paradoxalement certains récepteurs au froid sont de nouveau activés a une température supérieure a 45°C. Si cette température est appliquée sur une grande surface de la peau ce sont les nocicepteurs qui s'activent mais si c'est sur des surfaces plus limitées nous ressentons étrangement une sensation de froid. Ceci montre que notre SNC ignore si le stimulus et de nature chaude ou froide.
RubenS

Pourquoi une température peut sentir tantôt chaude ou tantôt froide?

Exemple:
Quand on trempe une main (disons la main gauche) dans de l'eau froide et l'autre (main droite) dans de l'eau chaude pendant un certain temps, et ensuite on les met dans un bac contenant de l'eau tiède, on va percevoir une sensation de chaud a la main gauche et une sensation de froid a la main droite. Alors que les thermocepteurs captent une sensation identique a chaque main.
A vrai dire, quand un stimulus agit sur le corps de manière durable, les thermocepteurs vont adapter l'intensité de la décharge. Lors d'une chute de température brutale (dans l'annexe de 38°C à 32°C, le récepteur au froid réagit alors que le récepteur au chaud s'arrête. (Cf. Annexe D) Après quelques secondes seulement le récepteur au chaud se réactive et la fréquence de la décharge du récepteur au froid diminue. Quand la température augmente de nouveau de manière rapide on assiste à une réaction opposée. Le récepteur captant le froid s'arrête et le chaud décharge à fond, alors que avant le changement de température et après le retour la la température initiale on peut voir que la fréquence de décharge est plus faible. Ce qui entraine que c'est au moment de la variation de température que les décharges sont les plus importantes. Ceci montre aussi que toute perception de variation de la température est subjective et dépend de la température initiale de la peau. On peut aussi noter que les sensations sont les plus fortes si les changements au niveau de stimulus sont brutaux.
RubenS 28 septembre 2008 à 23:09 (MEST)

Qu'est-ce que la douleur?

La douleur est la sensation somatique extrême du corps humain regroupant les sensations du toucher et de la thermoception. Elle survient lorsque le seuil d'atteinte à l'intégrité corporelle de la personne est dépassé. Il existe deux types de douleurs; les douleurs aiguës et les douleurs chroniques. La première est une sensation de courte durée, récente, qui ne dure généralement pas plus de trois mois. Alors que la douleur chronique, dite aussi douleur-maladie, est une douleur persistante qui résiste aux traitements et soins, elle peut s'étaler au-delà de six mois. Ce n'est souvent que sous l'influence de conséquences psychologiques (tel que dépression) qu'elle se manifeste, elle n'a aucune fonction bénéfique au corps.
DavidY

Pourquoi avoir mal?

Le rôle de la douleur (aiguë) est d'alarmer l'organisme vis-à-vis d'éventuelles agressions internes ou externes. Elle remet en cause son intégrité physique en envoyant à travers un nerf un stimulus nociceptif (nociception) qui amènera dans certains cas à la souffrance de l'organisme. Cette sensation désagréable stimule l'organisme à avoir un mouvement réflexe permettant le recul ou l'écart du corps de l'organisme, ce qui permet la plupart du temps au corps de subir de moindres dommages.
DavidY

Comment la douleur nous parvient-elle?

La douleur peut être provoquée par plusieurs traumatismes différents. Cela peut être un dommage mécanique comme un bleu, une plaie, une brûlure, etc... ou un disfonctionnement du système nerveux responsable de la transmission de l'influx. Les être-humains ont à la surface de leur peau, dans les os, les muscles, ainsi qu'à l'intérieur de la plupart des organes à l'exception du cerveau, une multitude de nocicepteurs, Il faut préciser que ces nocicepteurs sont des récepteurs sensoriels à part des récepteurs des sensations du toucher ou de la chaleur. Ce sont les récepteurs sensoriels de la douleur, qui font naître un message nerveux une fois stimulé. Ce message nerveux aussi appelé "stimulus" peut potentiellement altérer les tissus.
Il faut que la douleur dépasse un certain seuil pour qu'il y ait un déclenchement d'une réponse électrique, c'est donc seulement quand les tissus sont susceptibles d'être endommagés que les récepteurs nociceptifs s'activent.

Il existe plusieurs types de nocicepteurs répondant à différent stimuli;

• Les nocicepteurs mécaniques

Les nocicepteurs mécaniques sont ceux répondant aux stimuli mécaniques intenses tels que des pincements, piqûres ou quelconque autre torsions de la peau. Ils sont à l'origine des douleurs intenses et brèves et sont activés tout le temps de la stimulation.

Et les récepteurs polymodaux qui sont un autre groupe de nocicepteurs

• Les nocicepteurs thermiques

Les nocicepteurs thermiques ne s'activent que quand ils sont stimulés par des températures dépassant généralement 45° C ou descendant en dessous de 10°C.

• Les nocicepteurs sensibles aux agents chimiques

Ces récepteurs s'activent au contact d'agents toxiques externes ou autre substances chimiques sécrété par des tissus lésés.
Les nocicepteurs polymodaux, contrairement aux mécaniques, sont à l'origine de sensations de douleur à longue durée et moins localisées.
DavidY

Pourquoi deux groupes différents de nocicepteurs?

Parce que ces deux groupes de nocicepteurs ne perçoivent pas le même type de douleur comme on le dit plus haut. Les nocicepteurs mécaniques sont à l'origine de douleurs vives et localisées à l'instar des récepteurs polymodaux qui sont à l'origine des douleurs de longue durée et moins localisées. Leur différence fondamentale vient du type de fibres utilisées pour la transmission de l'influx nerveux [Annexe E]. Le premier groupe de nocicepteurs (mécaniques) est équipé de fibres de gros diamètre et leurs terminaisons nerveuses libres ont un petit champ récepteur, c'est pourquoi l'information diffusée est très rapide et très localisée. À l'opposé, les nocicepteurs polymodaux sont équipés de fibres plus étroites et myélinisées pour ne pas perdre l'information et pour qu'elle soit transmise plus rapidement, car des fibres étroites laissent passer l'information moins rapidement à cause de leur résistance. De plus, leur champs récepteur est plus grand, ce qui permet de localiser moins précisément d'où provient la douleur.
DavidY C'EST PAS JUSTE T_T DavidY 6 octobre 2008 à 13:35 (MEST)

Comment se transmet l'information de la douleur?

Le chemin de la transmission de la douleur est le suivant: Avant tout, la douleur naît d'un stimulus. Ce stimulus va activer les nocicepteurs qui vont générer un potentiel d'action (définit plus haut) qui sera porteur du message nociceptif. Ce potentiel d'action va se propager vers un axone (fibre nerveuse) en mode saltatoire (faisant des "sauts"), il va ensuite arriver à une jonction synaptique. Suivant la fréquence des potentiels d'actions (plus la fréquence est grande plus la douleur va être forte), le message qui provoquera une exocytose des vésicules synaptiques [1] libérera plus ou moins de neurotransmetteurs. Le "message" va, pour finir, arriver au cerveau, et celui-ci va "interpréter" la puissance de la douleur reçue en fonction de la concentration des neurotransmetteurs produit. Et c'est à ce moment qu'on sens la douleur!
DavidY

Contrôle de la douleur

La nociception est le mécanisme à l'origine du stimulus provoquant la douleur, mais il faut savoir que les nocicepteurs (récepteurs sensoriels) peuvent être activés sans qu'il y ait douleur. Des émotions fortes, du stress ou encore une grande détermination peuvent permettre la suppression de la sensation de douleur. Un exemple de tout les jours: quelqu'un peut se couper sans s'en rendre compte tout de suite la tâche étant trop prenante...
Le seuil de la douleur peut aussi varier. Nous avons tous déjà eu l'expérience d'attraper un coup de soleil. La partie de la peau endommagé sera particulièrement sensible au toucher, ainsi un très léger effleurement de la zone affecté peut faire très mal à la personne atteinte( ou pas selon le sujet atteint!). Ce phénomène est appelé "hyperalgie" (sensibilité excessive à la douleur). Le phénomène inverse existe aussi, et est le fait de supporter la douleur, l'exemple le plus connu étant le fakir.
Nous pouvons en déduire que chaque personne à son propre seuil de douleur, que la douleur est jugée très différemment d'un individu à l'autre.
DavidY

Peut-on vivre sans douleur?

La réponse est oui, mais pas longtemps. En effet la douleur nous permet d'éviter des situations dangereuses tout au long de notre vie. Elle est à l'origine des réflexes qui nous permettent de nous protéger. La douleur est donc vitale. Les rares personnes naissant avec un manque de sensation de douleur vivent avec un risque permanent de se détruire sans le savoir! C'est pourquoi elles ne vivent en général pas longtemps...
DavidY

Quel est l'importance des sensations somatiques?

Les sensations somatiques sont plus complexes et importantes que l'on ne le pense. Très diverses de par les récepteurs concernés, leur tailles et leur localisation; de par l'étendue de la surface sensible; de par leur subjectivité suivant les aspects; et de par leur multiplicité: elles regroupent en fait plusieurs sens que sont le toucher, la thermoception et la nociception. Leur importance est vitale pour la survie de l'individu, et pour compléter les autres sens plus ciblés afin d'avoir une perception optimale du monde environnant.

Sources et bibliographie

Ouvrages consultés:

• Mark F. Bear, "Neurosciences: à la découverte du cerveau", ed. Pradel
• Campbell, Reece, "Biologie", 2e édition, ed. de Boeck
• Raven, "Biologie", ed. de Boeck

Sites visités:

• http://lecerveau.mcgill.ca
• http://neurobranches.chez-alice.fr