PMC

Le cerveau et la vessie doivent communiquer pour s’assurer que nous n’urinons que lorsque et où cela est approprié. Le processus de miction est en partie contrôlé par les réflexes et est en partie sous contrôle conscient (de Groat et al., 2015). Lorsque la vessie se remplit, elle envoie des informations sensorielles au système nerveux central, et lorsque la vessie est pleine, ces signaux indiquent qu’elle doit être vidée rapidement.

L’un des signaux allant dans l’autre sens, du cerveau à la vessie, est l’activation d’une partie du tronc cérébral appelée PMC, abréviation de centre de miction pontine. (Le mot « miction » désignait à l’origine l’envie d’uriner, mais est maintenant souvent utilisé pour décrire le processus de miction). Le PMC se connecte à d’autres centres des systèmes nerveux central et périphérique pour se coordonner lorsque la miction se produit (Fowler et al., 2008). De nombreuses études ont identifié et examiné les principaux centres cérébraux impliqués dans le contrôle de la miction. Cependant, les connexions entre ces différents centres, y compris quand et pendant combien de temps ils deviennent actifs, restent insaisissables. On ne sait pas non plus comment le cortex – la partie du cerveau responsable des processus de pensée supérieurs – influence la miction.

Maintenant, dans eLife, Rita Valentino de l’Hôpital pour enfants de Philadelphie et ses collègues – dont Anitha Manohar en tant que première auteure – rapportent comment l’activité neuronale est orchestrée avant, pendant et après la miction chez les rats (Manohar et al., 2017). Les chercheurs ont évalué quand et où les neurones ont tiré chez des rats non anesthésiés alors que leurs vessies se remplissaient puis se vidaient en enregistrant l’activité neuronale dans trois régions du cerveau impliquées dans la miction: le PMC, le locus coeruleus et le cortex préfrontal médial (mPFC; Figure 1). En même temps, ils ont mesuré à la fois la pression dans la vessie et la fréquence de sortie de l’urine.

Les neurosciences de la miction.

Le cortex préfrontal médial (mPFC) est situé derrière le front à l’avant du cortex (vert), tandis que le centre de miction pontine (PMC) et le locus coeruleus (LC) sont situés dans une partie du tronc cérébral connue sous le nom de pons (bleu). Les emplacements approximatifs de ces régions dans le cerveau humain sont ombrés dans le dessin animé à gauche. Ces trois régions du cerveau envoient et reçoivent des signaux (représentés par des flèches) l’un vers l’autre et de l’autre. Les signaux de la vessie sont relayés via la moelle épinière vers le LC, puis vers d’autres centres du cerveau, y compris le PMC. Le PMC envoie des signaux à la vessie via la moelle épinière. Le PMC contient différents types de neurones. Les neurones exprimant l’hormone libérant la corticotropine sont marqués Crh + et sont connus pour être impliqués dans le début de la miction. Les neurones qui n’expriment pas cette hormone sont étiquetés Crh-. Le rôle de ces neurones est moins clair, mais il est possible qu’ils soient impliqués dans le stockage de l’urine. Glut + et GABA+ indiquent les neurones qui produisent respectivement du glutamate et du GABA. Les connexions confirmées avec des effets peu clairs sont marquées d’un point d’interrogation rouge.

Tout d’abord, Manohar et coll. établi que tous les neurones du PMC présentent les mêmes schémas de tir, caractérisés par une activité de fond lente et des rafales rapides pendant les intervalles entre les urines. Ces éclats sont devenus rares avant la miction, plus importants pendant la miction et se sont poursuivis pendant plusieurs secondes après la vidange de la vessie. Ce moment de l’activité neuronale suggère que les neurones PMC jouent probablement un rôle plus complexe dans la régulation de la vidange de la vessie qu’un simple « interrupteur marche-arrêt ». Les éclats d’activité dans le PMC pendant les intervalles entre les urines étaient également intrigants. On croyait auparavant que les neurones PMC n’étaient actifs que pendant la miction (Betts et al., 1992).

Dans les secondes précédant la miction, les neurones du locus coeruleus ont montré des rafales de basse fréquence continues avec des oscillations thêta plus fortes (vagues d’activité qui se répètent environ sept fois par seconde). Dans le même temps, l’activité dans le locus coeruleus a commencé à correspondre plus étroitement à celle dans le mPFC, bien que l’activité à travers le mPFC soit devenue moins synchronisée. Il est probable que certains de ces changements aident à commencer le processus de miction en augmentant l’excitation et en déplaçant l’attention vers la vessie pleine (Michels et al., 2015).

La relation entre le locus coeruleus (LC) et le PMC est également intéressante. Ces centres sont suffisamment proches pour que l’activité neuronale puisse être enregistrée à partir des deux régions en même temps. Les résultats ont montré que les neurones LC étaient activés avant les neurones PMC, suggérant que le premier reçoit une entrée indirecte de la vessie avant que le stimulus n’atteigne le PMC. Ceci est cohérent avec les observations antérieures utilisant l’IRMf chez le rat (Tai et al., 2009).

Les nouveaux résultats rapportés par Manohar et al. soulevez quelques questions. Les rôles du tronc cérébral et du cortex dans le traitement des informations de la vessie et dans la coordination de la miction restent flous. Il n’est pas non plus évident pourquoi les neurones PMC présentent des éclats d’activité dans les intervalles entre les urines. Des données récentes suggèrent qu’il existe différents types de neurones dans le PMC (figure 1), il est donc possible qu’une population spécifique de neurones du PMC envoie des signaux qui aident la vessie à stocker l’urine en libérant différents types de neurotransmetteurs (Hou et al., 2016). Des études antérieures ont également montré que les réflexes de stockage de l’urine sont principalement organisés dans la moelle épinière (Drake et al., 2010). Cependant, un groupe de neurones situés dans le tronc cérébral pourrait également jouer un rôle dans le stockage de l’urine. Une fois activés, ces neurones ont rendu le sphincter urétral externe – le muscle qui nous permet de choisir de commencer la miction – plus actif (Blok et Holstege, 1999).

Nous avons besoin de plus de données sur les voies par lesquelles le locus coeruleus reçoit des informations de la vessie avant qu’elles ne soient transmises au PMC. Les expériences futures devraient également explorer quelles autres régions du cortex sont synchronisées ou désynchronisées pendant la miction. Manohar et coll. spéculez dans ces domaines, sur la base de la littérature publiée, mais d’autres études sont clairement justifiées pour fournir des réponses plus définitives.