Toucher 4BIOS03 12/13

Introduction

Tous les jours, nous utilisons nos sens pour pouvoir percevoir notre environnement et, occasionnellement, nous protéger contre toutes sortes de dangers. Le sens du toucher est un des plus utilisés, car nous sommes constament en train de l'utiliser, par exemple, quand on entre dans une pièce, on est capable de dire s'il fait chaud ou froid. Quand nous touchons un objet, nous pouvons dire s'il est dur ou mou, etc. Le sens du toucher nous est transmis par l'organe qu'est la peau, un des organes les plus "grands" du coprs humain. Le rôle de celle-ci est de nous protéger des agressions extérieures et de nous faire ressentir certaines sensations telles que la chaleur, la douleur, etc, au moyen de différents récepteurs nerveux. La transformation d'un stimulus se passe en quatre étapes que nous verrons plus en profondeur:

La première est la conversion ou transduction, la seconde est l'amplification, la troisième est la transmission et, enfin, la dernière est l'intégration.

Quelle est la nature des différents stimuli qui font réagir les récepteurs cutanés?

Les sensations que nous éprouvons suite à un contact cutané sont dues à des facteurs environnementaux. Ces facteurs, appelés stimuli, sont perçus par notre organisme grâce à divers récepteurs cutanés. Il y a différents types de stimuli:

• Mécaniques: le stimulus est détecté par des mécanorécepteurs. La sensation est due à une déformation de la membrane de nos cellules qui est compressée lorsque nous entrons en contact avec une surface, ou objet solide.

• Thermiques: il s'agit d'ondes infrarouges, détectés par des thermorécepteurs, que nous ressentons comme de la chaleur lorsque ces ondes sont plus abondantes, et vis-versa.

• Douleur: cette sensation est détectée par des nocicepteurs. Il peut s'agir d'une déformation excessive de la membrane ou bien d'ondes infrarouges trop fortes dans le cas d'une brûlure ou encore, d'ondes infrarouges trop basses dans le cas d'une gelure.

Quel est l'organe du toucher?

L'organe du toucher est la peau ; elle est construite en trois couches: l'épiderme (au dessus), le derme (au milieu) et l'hypoderme (au dessous).

• La couche supérieure, l'épiderme est constituée par la couche cornée, la surface de la peau. Par des pores d'où sortent les poils, préalablement produits par les follicules pileux, des pores qui excrètent la transpiration et le sébum ainsi que par des récepteurs nerveux.

• Dans le derme, nous trouvons des capillaires sanguins qui permettent des échanges avec les cellules, des muscles pilaires érecteurs, les follicules pileux, des glandes sudoripares exocrines qui produisent la transpiration, des cellules nerveuses ainsi que des glandes sébacées qui permettent d'éviter le dessèchement de la peau en produisant du sébum qui, par la même occasion, agit comme un bactéricide.

• Finalement, l'hypoderme est constitué par les réseaux sanguins et artériels, par le tissu conjonctif qui a, fondamentalement, une fonction de soutien et de mouvement, par les cellules matricielles qui permettent la croissance des follicules pileux et par des cellules adipeuses. Nous y trouvons aussi des mécanorécepteurs. (cf annexe 1)

Le sens du toucher est aussi appelé sensibilité somatique. "Somatique" vient du mot grec "sômatikos" et sôma signifie "du corps". Les récepteurs liés au toucher sont donc aussi appelés récepteurs somatiques. Le corps est composé de différents types de récepteurs sensoriels, il s'agit de cellules spécialisées qui recueillent de l'information sur le monde physique qui entoure l'organisme animal. Ces cellules détectent l'énergie d'un stimulus.

Parmi ces récepteurs, on trouve, les mécanorécepteurs, les chimiorécepteurs, les thermorécepteurs et les nocicepteurs.

Chacun de ces récepteurs a une fonction bien définie dans notre système sensoriel : réponse à un mouvement mécanique (mécanorécepteur), réponse aux signaux moléculaires (chimiorécepteurs), réponse à la variation de la température (thermorécepteurs). Les nocicepteurs sont un peu différents car ils réunissent les autres types de récepteurs dans leur fonction.

Il existe trois catégories englobant les récepteurs sensoriels du toucher: la proprioception, la thermoception et la nociception.

Tous les récepteurs se trouvent au niveau de la peau ou, en ce qui concerne la proprioception, dans les couches musculaires ,les articulations et les tendons.

Comment sont répartis les récepteurs sensoriels du toucher ?

C'est en partie à cause de la localisation dans le corps des récepteurs que certaines parcelles de peau sont plus sensibles que d'autres, comme par exemple notre visage, le cou, l'intérieur des cuisses, etc. Aussi, la répartition des récepteurs sensoriels de la peau diffère d'une espèce à l'autre.

Quels sont les récepteurs de la peau?

La peau est composée de deux zones: la zone couverte de poils (90%)et la zone lisse, aussi nommée zone glabre (10%). La zone lisse comprend certaines parties du corps telles que la paume de la main, les lèvres et la plante des pieds. C'est dans ces parties que sont concentrés le plus de récepteurs et donc où la sensibilité est la plus forte. On compte cinq récepteurs principaux au niveau de la peau: les disques de Merkel, les corpuscules de Meissner, les corpuscules de Ruffini, les corpuscules de Pacini et le plexus de la racine des poils.

Quelles sont les caractéristiques des mécanorécepteurs ?

• Les disques de Merkel sont situés à la base de l'épiderme: ils sont sensibles aux pressions légères.

• Les corpuscules de Meissner, aussi situés dans l'épiderme et en particulier dans la peau glabre (mamelons, organes génitaux externes, bout des doigt, paupières), réagissent aux pressions légères, au toucher discriminant et aux vibrations de basse fréquence .

• Ancrés plus profondément, au niveau du derme et de l'hypoderme se trouvent les corpuscules de Ruffini, ces récepteurs répondent à des déformations plus intenses telles que l’étirement de la peau.

• Plus profond encore se trouvent des mécanorécepteur de la peau localisés dans l'hypoderme et les tissus sous-cutané tels que les tendons et les ligaments, ils répondent à des pression intenses et des vibrations de haute fréquence; ce sont les corpuscules de Pacini.

• Le dernier récepteur de la peau est le plexus de la racine des poils, localisé autour de follicules pileux, il réagit aux mouvements des poils.

Il s'agit pour ces récepteurs et les corpuscules de Ruffini de fibres plus volumineuses et donc moins sensibles que les corpuscules de Merkel et Meissner.

Quelles sont les caractéristiques des propriorécepteurs ?

Les propriocepteurs sont appelés les récepteurs somesthésiques, ils sont présents sur les muscles, les tendons, les ligaments et le périoste des os (revêtement qui assure la croissance ).Grâce à ces récepteurs, nous savons où se trouve notre nez dans le noir, notre cerveau sait, malgré nous, dans quel état de contraction se trouvent nos muscles et nous anticipons la force que nous devons déployer pour prendre un objet.

On trouve comme propriorécepteur le fuseau neuromusculaire, qui comme son nom l'indique, ce trouve au niveau des muscles. Le fuseau est ensuite relié à des fibres afférentes qui conduisent l'information jusqu'au cerveau. Il nous renseigne sur l'étirement du muscle, sa longueur.

L'organe tendineux de Golgi alimente le muscle, mais s'insère au niveau des tendons, il informe sur la force musculaire utilisée.

Enfin on retrouve les corpuscules de Ruffini et de Pacini au niveau des ligaments.

Quelles sont les caractéristiques des thermorécepteurs  ?

En général nous ressentons soit du froid, soit du tiède doux, soit du chaud, soit du brûlant, mais on ne trouve dans cette catégorie que deux récepteurs, ceux du froid et ceux du chaud.

Les récepteurs au froid sont liés à des fibres myéliniques situés dans l'épiderme.

Les récepteurs du chaud sont liés à des fibres amyéliniques situées plus profondément dans le derme.

Quelles sont les caractéristiques des nocicepteurs  ?

Les nocicepteurs sont présents dans l'ensemble des tissus organiques du corps (peau, os, muscles, organes, etc), sauf au niveau du cerveau. Ils ne répondent plus au stimulus lui-même, mais à l'intensité de celui-ci. Ils s'activent lorsque l'intensité du stimulus devient un danger pour l'organisme, il s'agit donc d'une sensation de douleur. On peut différencier quatre types de nocicepteurs :

• les nocicepteurs mécaniques
• les nocicepteurs thermiques
• les nocicepteurs polymodaux
• les nocicepteurs chimiques

Aussi, lorsque l'on se fait mal, la partie endommagée est très sensible, le moindre toucher est douloureux, c'est ce qu'on appelle l'hyperalgie. L'hyperalgie secondaire, quant à elle, est l'hypersensibilité des tissus environnant la zone "endommagée".

Comment s'effectue la transduction?

La transduction est la deuxième, des 4 étapes nécessaires à l’analyse de l’information parvenant de l’environnement. Durant cette étape le stimulus est converti en un signal électrique.

'La transduction des mécanorécepteurs:

Nous allons illustrer la transduction des mécanorécepteurs à travers le corpuscule de Pacini sachant que les autres mécanorécepteurs ont un mécanisme relativement similaire.
Le corpuscule de Pacini (cf. annexe 1) est une cupule formée de 20 à 70 couches emboitées avec le même principe que l’oignon ou shrek. Au centre de chaque corpuscule se termine un (ou des) nerf(s). Lorsqu'un corpuscule est comprimé, de l’énergie est transférée à la terminaison nerveuse. Lors de ce transfert, des canaux ioniques mécano-sensibles sont ouverts, ce qui engendre une dépolarisation. Le corpuscule a un potentiel légèrement négatif; à l'ouverture des canaux, le potentiel de la cellule change et devient légèrement plus positif. Passé un certain seuil, la dépolarisation est assez forte pour déclencher un potentiel d'action qui va parcourir l'axone de ce récepteur. Les différentes couches du corpuscule sont de nature souple et glissent facilement entre elles à l'aide d'un liquide visqueux qui s'y trouve. Si la stimulation est maintenue, les différentes couches glissent entre elles pour répartir la pression de telle façon qu'elle n'est plus exercée sur le nerf. Ainsi il n'y a plus de signal. Lorsque la pression est enlevée, la pression est a nouveau modifiée, il y a donc à nouveau une dépolarisation qui déclenchera un signal. (cf. Annexe 2)

La transduction des nocicepteurs:
Il existe quatre types de nocicepteurs:

• Les mécano-nocicepteurs: Lors d'une stimulation mécanique intense, les tissus se déforment et s'endommagent.

• La pression étend les membranes des nocicepteurs touchés, ce qui ouvre mécaniquement les canaux des nocicepteurs et crée une dépolarisation.
• Les cellules endommagées sécrètent des substance chimiques. Ces substances agissent sur les nocicepteurs en ouvrant les canaux ionique, ce qui crée une dépolarisation si le signale est assez fort pour déclencher un potentiel d'action.
  

• Les thermo-nocicepeteurs: sont stimulés lors d'une température très élevée (au delà de 45degrés Celsius), ou au froid intense. Les tissus sont alors détruits par la chaleur. Les canaux ioniques des nocicepteurs sensibles à la chaleur vont s’ouvrir et dépolariser la cellule.
  
• Les chémo-nocicepteurs sont sensibles à l'histamine ou autres substances chimiques.
  
• Les nocicepteurs polymodaux répondent aux stimulus mécaniques, thermiques et chimiques.

Tout ces récepteurs transmettront un signal seulement à partir d'un certain seuil de dépolarisation.

Il existe certaines substances chimiques qui accentuent la sensibilité aux stimuli thermiques et mécaniques (p.ex les bradykinines ou substance P). Ces substances peuvent agir directement sur les nocicepteurs en dépolarisant, ou agir indirectement en stimulant certains mécanismes intracellulaire (sécrétion d'enzymes) qui eux vont rendre les récepteurs ciblés hypersensibles. (cf. Annexe 3)

Il existe aussi certains médicaments qui diminuent la sensibilité aux stimuli: Les antalgique (p.ex aspirine, paracétamol ou ibuprofène) inhibent certaines enzymes qui rendaient les neurorécepteurs plus sensible. Les analgésiques (p.ex la morphine) agissent au niveau du cerveau sur des récepteurs spécifiques responsables de l’abolition de la douleur.

La transduction des Thermorécepteurs

Les thermorécepteurs cutanés sont peu connus de nos jours. Le réseau thermorécepteurs est fait de zones d'environ 1mm de diamètre, avec des récepteurs sensibles soit au chaud, soit au froid, ou aucun des deux. Ils peuvent détecter des différences de température correspondant à des changements de 0.01°C. Ce ne sont pas les mêmes récepteurs qui sont sensibles au froid, et au chaud.

• Les récepteurs au chaud

Il sont sensible à partir de 30°C et la sensibilité augmente graduellement jusqu’à à 45°C. Au delà de ce seuil, la fréquence de décharge des récepteurs se réduit rapidement. On passe alors de la sensation de chaud à celle de brûlure,(thermorécepteurs à nocicépteurs).

• Les récepteurs au froid

Ils ne répondent quasiment pas à des températures au-dessus de 35°C degrés. Ils sont surtout sensibles aux chutes de températures entre 35- 25 degrés. En-dessous de cette limite, le froid devient anesthésiant. (Cf. Annexe 4)

Exception étrange: certains récepteurs au froid se déclenchent aussi lorsque la température s'élève au-delà de 45°C. Si une telle température est appliquée seulement aux petites zones de la peau où se trouvent les récepteurs au froid, elle produit une sensation de froid, alors que si elle est appliquée sur des larges régions de peau, elle est douloureuse.

Comment perçoit-on son corps?

Lorsque nous ne nous voyons pas (par exemple dans le noir ), nous nous faisons une image de notre corps, ce qui nous permet par exemple de toucher notre nez sans le voir. L'information transmise par les propriocepteurs permet de connaître les positions de l'ensemble du corps dans l'espace en cheminant directement au cervelet où elle y est analysée. La chaîne de réactions qui en découle se fait sans intervention du cortex, donc inconsciemment.

Lorsque l'on est en contact constant avec un objet, nos récepteurs se "désactivent", c'est-à-dire que notre cerveau met de côté les informations reçues afin de se concentrer sur d'autres. Il s'agit ici d'un phénomène de discrimination sensorielle. Par exemple, les vêtements que nous portons et qui frottent sur notre peau ne sont pas ressentis ou très peu, car nous y somme habitué.

sources

Bear, Mark. F. / Connors, Barry W. / Paradiso, Michael A, Neurosciences : à la découverte du cerveau, Pradel, Paris, 2002

Campbell, Niel /Reece, Jane, Biologie, 7eme édition, Parison Education France, 2007

Fouquet, Emmanuel, Dictionnaire encyclopédique illustré, Hachette, Paris, 2000

C. Junker-Tschopp, Bases et supports corporels de la psychomotricité, HES-SO psychomotricité 11, HETS Genève, 2011

Silverthorn, Unglaub (Dee), Physiologie humaine : Une approche intégrée, Pearson Education France, Paris, 2007

http://neurobranches.chez-alice.fr/systnerv/systsens/somesthesie3.html

http://www.inrp.fr/Acces/biotic/neuro/douleur/html/typnoci.htm

tdmana1