Le système nerveux peut influencer la santé, l'auto-immunité, le choc anaphylactique, la douleur et l'efficacité d'une chirurgie !

Publié le 19 novembre 2023 par Francois.Lombard@unige.ch

Peut-on distinguer maladie et traitements « psychologiques » et « biologiques » ?

Pour les dualistes – thèse chère à Descartes – le corps et l’âme sont distincts. Or cette distinction entre « psychologique » et « biologique »  est fréquemment remise en cause par des résultats issus des neurosciences ou de la biologie fondamentale. Si le débat n’est pas clos, c’est une intéressante façon de discuter les positions monistes ou dualistes avec les élèves.

Le système nerveux pourrait être impliqué dans l’auto-immunité, le choc anaphylactique, et au coeur de l’effet placebo ?

Que les effets biologiques ou physiologiques puissent influencer le mental semble évident (Une douleur peut influencer l’humeur…). Mais dans le sens inverse, que le cerveau puisse influencer une maladie auto-immune (où des macrophages produisent une molécule, TNF-α) n’est pas facilement accepté, surtout en l’absence d’un mécanisme bien établi. Que le choc anaphylactique implique le système nerveux, et que l’effet placebo puisse être mesuré par l’activité de certaines zones du cerveau et même avoir autant d’effet qu’une chirurgie du cerveau a de quoi surprendre dans la vision dualiste.

A) L’auto-immunité (polyarthrite rhumatoïde) sous contrôle du système nerveux  ?

Dans une news feature de Nature, Fox, D. (2017). ici relatait une recherche Wang, H.,…& Tracey, K. J. (2003) ici où en stimulant électriquement ( 1mA) le nerf vague et ils réduisent la progression de la  polyarthrite rhumatoïde.

Dans cette thérapie expérimentale  les effets inflammatoires sont réduits en stimulant le nerf vague (un nerf du système parasympatique qui relie le tronc cérébral à de nombreux organes interne), Tracey, K. J. (2003) montrent comment cela conduit à ce que des macrophages réduisent la production de TNF-α qui produit l’inflammation)…  dans le cas de la polyarthrite rhumatoïde (une maladie auto-immune).  Jump-To-Science : donner envie d'accéder aux articles plutot que vulgariser encourage le lecteur à aller vérifier dans l’article d’origine :  ici


Fig 1: Mécanisme d’actino proposé par Tracey [img]. Source :(Fox, D. (2017)
Le domaine pourrait fortement se développer selon Fox, si on en juge par son titre   » Shock tactics set to shake up immunology  » Jump-To-Science : donner envie d'accéder aux articles plutot que vulgariser encourage le lecteur à aller vérifier dans l’article d’origine :  ici
Fox cite un exemple des effets de cette thérapie :

« Katrin, une coach de fitness de 70 ans à Amsterdam, l’utilise pour contrôler la polyarthrite rhumatoïde, une maladie auto-immune qui entraîne la destruction du cartilage autour des articulations et d’autres tissus. » « Six fois par jour, Katrin interrompt ce qu’elle fait, sort un petit aimant de sa poche et le pose sur une zone de peau surélevée juste en dessous de sa clavicule. Pendant 60 secondes, elle sent une douce vibration dans sa gorge. Sa voix vacille si elle parle. Ensuite, la sensation s’atténue. L’aimant active un dispositif implanté qui émet une série d’impulsions électriques, chacune d’environ un milliampère, semblable au courant consommé par une aide auditive typique. Ces impulsions stimulent son nerf vague un faisceau de fibres qui descend le long du cou depuis le tronc cérébral jusqu’à plusieurs organes, dont le cœur et l’intestin. » Traduction.
Selon (Fox, 2017), ces impulsions réduisent la progression de la  polyarthrite rhumatoïde.

B) Le système nerveux impliqué dans le choc anaphylactique (une grave réaction allergique )

Dans une news de Science, Lopez Lloreda (2023) ici évoque le rôle du système immunitaire dans le choc anaphylactique. Chez certaines personnes, les cacahuètes par exemple peuvent provoquer une réaction allergique dangereuse, parfois mortelle, marquée par une forte baisse de la température corporelle et de la tension artérielle, ainsi que des difficultés respiratoires. Ces symptomessont généralement imputés à une surréaction du système immunitaire. Mais une nouvelle étude chez la souris suggère que le système nerveux serait (aussi) responsable de cette réaction.
Ces résultats,« concordent avec ce que les gens pensaient mais que personne n’a réellement pu démontrer », explique Sébastien Talbot, neuroimmunologue à l’Université Queen’s qui n’a pas participé à l’étude. Selon lui, ces travaux (Bao,& al., 2023) ici pourraient ouvrir la voie à de nouvelles cibles pour traiter les réactions allergiques graves chez l’homme.
Outre les arachides, les piqûres d’abeilles et certains médicaments sont des déclencheurs courants. Ces allergènes conduisent les mastocytes du système immunitaire à libérer un flot d’histamine et d’autres molécules qui se propagent dans tout le corps, dilatant les vaisseaux sanguins et rétrécissant les voies respiratoires. La température corporelle peut également baisser, provoquant une sensation de froid et de moiteur, même si la raison pour laquelle cela se produit est plus difficile à identifier. Jump-To-Science : donner envie d'accéder aux articles plutot que vulgariser encourage le lecteur à aller vérifier dans l’article d’origine :  ici

Les souris souffrent également d’anaphylaxie. Lorsqu’elles sont exposées à un allergène, elles s’allongent sur le ventre et s’étirent. Ces comportements sont contrôlés par le système nerveux central, ce qui a amené les chercheurs à soupçonner que les nerfs pourraient également jouer un rôle dans les réactions allergiques graves. En suscitant chez les souris l’anaphylaxie avec de l’ovalbumine ils ont mesuré l’activité neuronale. Comme chez les humains, la température corporelle des rongeurs a chuté d’environ 10°C. Mais le cerveau des souris n’a pas enregistré cela comme un refroidissement soudain ; au lieu de cela, les zones du cerveau qui réagissent normalement à la chaleur étaient plus actives. Ce qui explique que les animaux s’étirent comme s’ils avaient trop chaud alors même que leur température corporelle baisse.

Pour savoir comment ces zones sont suractivées, l’équipe a identifié certains neurones dans la moelle épinière et montré qu’en les bloquant, les animaux ne se sont pas refroidis pendant l’anaphylaxie, mais que l’activation de ces neurones, créait les symptômes de l’anaphylaxie même sans exposition à un allergène.
Parallèlement l’équipe a découvert qu’en plus des histamines, les mastocytes libèrent un composé appelé chymase, qui interagit avec ces neurones connectés aux zones du cerveau qui régulent la température corporelle. Lorsque l’équipe a bloqué la libération de chymase, les animaux n’ont plus abaissé leur température corporelle en réponse à un allergène. Traduction d’après Lopez Lloreda (2023) Jump-To-Science : donner envie d'accéder aux articles plutot que vulgariser encourage le lecteur à aller vérifier dans l’article d’origine :  ici

Les immunologistes ont longtemps pensé que l’histamine était le principal acteur de l’anaphylaxie, et plusieurs immunologistes ont  été surpris que la chymase – et le système nerveux – semblent également jouer un rôle majeur. L’étude pourrait fournir de nouvelles cibles pour traiter l’anaphylaxie chez l’homme. Traduction d’après Lopez Lloreda (2023).  Jump-To-Science : donner envie d'accéder aux articles plutot que vulgariser encourage le lecteur à aller vérifier dans l’article d’origine ici

l'article d e C. TourbeC) Les mécanismes de l’effet placebo, le psychologique mis en évidence dans le cerveau ?Dans Science et Vie, avril 2004, Caroline Tourbe rapporte une étude sur les mécanismes de l’effet placebo. Elle décrit l’étude comme confirmant que « l’effet placebo n’a pas qu’une simple action psychologique, il diminue réellement la douleur par le cerveau ». Le texte est accompagné d’une illustration avec des zones colorées visibles dans une coupe du cerveau ( cf ci-contre) Jump-To-Science : donner envie d'accéder aux articles plutot que vulgariser encourage le lecteur à aller vérifier dans l’article d’origine :  ici

Pourtant la publication originale à laquelle se réfère C. Tourbe ( par Tor WAGER ici et non WAG N ER comme inscrit dans l’articlede de S&V) ne discute pas la réalité de l’effet placebo, ni s’il serait « seulement psychologique ».  Cette vision (dualiste) du psychologique qui serait séparé du cerveau fonde le propos de  C. Tourbe. Or ce n’est pas du tout celle des chercheurs menés par Tor Wager ici: ils cherchent à déterminer si cet effet placebo, bien établi, fonctionne a) grâce à une diminution de la douleur qui parvient par les fibres nerveuses aux aires sensorielles de la douleur (pain matrix en anglais), b) par une gestion de l’affect de la douleur qui en réduirait la sensation, ou c) si simplement les sujets disent moins souffrir car ils pensent que l’expérimentateur attend cela d’eux (compliance).

« The experience of pain arises from both physiological and psychological factors, including one’s beliefs and expectations. Thus, placebo treatments that have no intrinsic pharmacological effects may produce analgesia by altering expectations. However controversy exists regarding whether placebos alter sensory pain transmission, pain affect, or simply produce compliance with the suggestions of investigators.  » Wager et al. (2004) p. 1162

Ils cherchent d’abord  à déterminer dans quelles zones on peut observer par IRMf une activité accrue ou réduite lorsque cet effet placebo se manifeste.

Pour cela ils ont développé des méthodes subtiles permettant de distinguer deux conditions (deux situations) avec ou sans l’effet placebo en appliquant une crème annoncée comme efficace ou une crème annoncée comme inefficace comme « témoin » – mais c’est la même crème inefficace qui est appliquée dans tous les cas.  Bien sûr l’expérience est bien randomisée – l’ordre des deux conditions, le lieu d’application etc sont alternés pour neutraliser les effets de séquence, de sensibilité différente etc.). Jump-To-Science : donner envie d'accéder aux articles plutot que vulgariser encourage le lecteur à aller vérifier dans l’article d’origine :  ici
Ainsi la différence de réaction mesurée par IRMf donne des indications sur les zones activées qui permettent d’inférer les mécanismes de l’effet placebo. Wager et al. indiquent que certaines zones du cerveau sont connues pour refléter les effets psychologiques comme la gestion de la douleur (notamment le cortex cingulaire antérieur et le cortex préfrontal).
Deux autres expériences permettent d’écarter l’hypothèse de compliance, et en discutent les mécanismes.
On voit l’imbrication entre les influx venant de la périphérie et les zones de l’affect qui modulent la perception et régulent la montée du stimulus (fibres afférentes).

« Although our results are consistent with the hypotheses that at least a part of the placebo effect is mediated by afferent pain fiber inhibition, a major portion of the placebo effect may be mediated centrally by changes in specific pain regions. This account acknowledges that pain is a psychologically constructed experience that includes cognitive evaluation of the potential for harm and affect as well as sensory components). » Wager et al. (2004) p. 1166

« Bien que nos résultats soient cohérents avec les hypothèses selon lesquelles au moins une partie de l’effet placebo est médiée par l’inhibition des fibres afférentes de la douleur, une partie majeure de l’effet placebo peut être médiée de manière centrale par des modifications dans des régions  spécifiques de la douleur. Cela reconnaît que la douleur est une expérience psychologiquement construite qui comprend une évaluation cognitive du potentiel de préjudice et d’affect ainsi que des composantes sensorielles). » Traduction automatique retouchée de Wager et al. (2004) p. 1166 Jump-To-Science : donner envie d'accéder aux articles plutot que vulgariser encourage le lecteur à aller vérifier dans l’article d’origine :  ici

D) Un placebo aussi efficace que la chirurgie cérébrale ?

Pour améliorer la qualité de vie des Parkisoniens, on introduit des cellules souche embryonnaires dans une zone précise du cerveau.  Pour vérifier que l’amélioration constatée est bien le résultat de la chirurgie et pas seulement un effet placebo, Freed & al. (2001) ici ont comparé l’efficacité d’une greffe cérébrale à une opération simulée  (sham surgery): pour la moitié des sujets toute l’opération s’est déroulée comme normalement (ils ont trépané (ouvert le crane), mais n’ont pas introduit de cellules). Ni le patient, ni les médecins qui ont fait le suivi ne savaient si l’opération était complète ou sham. Ils ont trouvé que lles bienfaits de l’oération ne résultaient pas seulement de l’effet placebo. Jump-To-Science : donner envie d'accéder aux articles plutot que vulgariser encourage le lecteur à aller vérifier dans l’article d’origine :  ici
  • L’article des chirurgiens Curt R. Freed, et al Transplantation of Embryonic Dopamine Neurons for Severe Parkinson’s Disease | intranet.pdf
    • Pour comparer l’ampleur de l’effet de la chirugie et celui de l’effet placebo, une équipe menée par la chercheure Cynthia McRae (2004) ici a interrogé un an plus tard ces patients et leur équipe de suivi sur leur qualité de vie ( avec un questionnaire standard MDS-UDPRS ) et s’ils pensaient avoir reçu la chirurgie complète ou le traitement placebo, la sham surgery.
    On voit dans la figure 3 de McRae (2004), en comparant la différence que produit le fait de croire avoir reçu l’opération complète dans les deux groupe (différence entre la barre noire et la gris clair) on peut interpréter que l’effet placebo produit une amélioration de 5-6 points – avec opération complète (transplant) ou non. On voit que l’opération complète (différence des 2 barres noires  et des 2 barres blanches) produit un effet de même ampleur (~5 points).
    Fig 3 ci-contre  . (Sham surgery = chirurgie simulée Transplant = patients transplantés) UDPRS exprime l’amélioration de l’état du patient (score UDPRS)  Source: McRae et al. (2004).

    Les résultats suggèrent que l’effet placebo est de même ampleur que l’effet de la réelle transplantation chirurgicale.
    On peut noter que chez les patient sham surgery mais pensant avoir reçu la transplantation (barre gris clair à gauche), les scores s’améliorent quasiment autant que chez ceux qui – à l’inverse – pensaient avoir reçu sham surgery mais avaient reçu l’opération complète (transplant) (barre noire à droite).

    On sait par ailleurs que plus le patient pense que le traitement est cher, le comprimé volumineux, l’opération complexe, plus l’effet placebo est important. Cf. par exemple:

  • (R.I.), (2015) L’effet placebo : plus il est cher plus il est efficace. Science et Vie IV15 intranet.pdf

    Ces résultats sont plutôt compatibles avaec la vision moniste : les phénomènes psychologiques – ici l’effet placebo – ne peuvent guère être dissociés des effets biologiques. Le fonctionnement de l’organisme serait plutôt un tout intégrant des effets du mental sur le corps et du corps sur le mental.

    • Des exemples pour discuter la dualité corps/esprit que les neurosciences challengent

    Ce qui est intéressant dans ces exemples C et D est qu’ils peuvent -être utilisés en classe pour discuter la pensée dualiste (le psychologique serait distinct du physiologique qu’on mesure par IRMf, il y a des douleurs psychologiques qui seraient « fausses » ou « moins vraies ») vs.  la pensée moniste de ces chercheurs pour lesquels les mécanismes (psychologiques aussi) de la douleur se produisent dans le cerveau et que les mesures d’activité IRMf constituent des données importantes pour mieux comprendre notre esprit. Wager et al. disent p. ex que la douleur est autant une élaboration mentale qu’une simple transmission de stimuli depuis la peau. On voit dans l’exemple D que l’effet placebo peut être aussi important que le traitement lui-même.

    De belles discussions avec les élèves… et pour illustrer leur fonctionnement quand on parle des nerfs, , de la douleur, des structures cérébrales et du fonctinnement du système nerveux en général.

    Pour approfondir …

    Références:

    • Bao, C., Chen, O., Sheng, H., Zhang, J., Luo, Y., Hayes, B. W., Liang, H., Liedtke, W., Ji, R.-R., & Abraham, S. N. (2023). A mast cell–thermoregulatory neuron circuit axis regulates hypothermia in anaphylaxis. Science Immunology, 8(81), eadc9417. https://doi.org/10.1126/sciimmunol.adc9417
    • Fox, D. (2017, mai 5). Nervous system may play role in severe allergic reactions | Nature News Nature. https://doi.org/10.1038/545020a
    • Freed, C. R., Greene, P. E., Breeze, R. E., Tsai, W.-Y., DuMouchel, W., Kao, R., Dillon, S., Winfield, H., Culver, S., Trojanowski, J. Q., Eidelberg, D., & Fahn, S. (2001). Transplantation of Embryonic Dopamine Neurons for Severe Parkinson’s Disease. New England Journal of Medicine, 344(10), 710‑719. https://doi.org/10.1056/NEJM200103083441002
    • Lopez Lloreda, C. (2023, mars 17). Nervous system may play role in severe allergic reactions. Science. https://doi.org/10.1126/science.adh8504
    • McRae, C., Cherin, E., Yamazaki, T. G., Diem, G., Vo, A. H., Russell, D., Ellgring, J. H., Fahn, S., Greene, P., Dillon, S., Winfield, H., Bjugstad, K. B., & Freed, C. R. (2004). Effects of Perceived Treatment on Quality of Life and Medical Outcomes in a Double-blind Placebo Surgery Trial. Archives of General Psychiatry, 61(4), 412–420. https://doi.org/10.1001/archpsyc.61.4.412
    • Tourbe, C. (2004) L’effet placebo diminue bien la douleur , Science et Vie avril 2004 p. 26 ( intranet.jpg )
    • Wager, T. D., Rilling, J. K., Smith, E. E., Sokolik, A., Casey, K. L., Davidson, R. J., Kosslyn, S. M., Rose, R. M., & Cohen, J. D. (2004). Placebo-Induced Changes in fMRI in the Anticipation and Experience of Pain. Science, 303(5661), 1162‑1167. https://doi.org/10.1126/science.1093065
    • Wang, H., Yu, M., Ochani, M., Amella, C. A., Tanovic, M., Susarla, S., Li, J. H., Wang, H., Yang, H., Ulloa, L., Al-Abed, Y., Czura, C. J., & Tracey, K. J. (2003). Nicotinic acetylcholine receptor α7 subunit is an essential regulator of inflammation. Nature, 421(6921), Article 6921. https://doi.org/10.1038/nature01339

    Remerciements

    Merci à Laura Weiss pour une relecture et des commentaires constructifs sur une version préalable de ce texte qui l’ont amélioré.

    —
    Ce contenu a été publié dans Perspective sur les savoirs, Savoirs en classe, Savoirs en sciences, avec comme mot(s)-clé(s) , , , , , , , , . Vous pouvez le mettre en favoris avec ce permalien.