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Axe Cerveau-Intestin
Pr Bruno BONAZClinique Universitaire d’Hépato-Gastroentérologieet Stress et Interactions Neuro-Digestives, Grenoble Institut
des Neurosciences (GIN, INSERM U836)CHU de GrenobleE-mail: [email protected]
5ème Journées Nationales du réseau PIC, Strasbourg 17-18 septembre 2014
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Conflits d’Intérêt
• Consultant/conférences pour les Laboratoires :– Abbvie– Ferring– Janssen – Mayoli– MSD– Norgine – Otsuka– Schär
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Axe Cerveau-Intestin"Brain-Gut Axis"
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Relations neuro-anatomiques
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Organes circum-ventriculaires
Subfornicalorgan
Vascular organOf the lamina
terminalis
Pineal gland
Subcommissuralorgan
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Relations OVLT - hypothalamus
POA
PVN
OVLT
Pituitary
ACTH
CRF
CRF neuron
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Intégration centrale des informations et réponse
Intégration
Réponse
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“Output"hormonal
(CRF)
Afférencesviscérales
”Output"autonomique
Systèmeendocrine
Systèmelimbique
Réponsecomportementale
Intégrationcentrale
Réflexes
Neurones pré-moteurs
Noyau dutractus
Solitaire (NTS)Moelle épinière
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NerfsVagues
Stress
Maladies Inflammatoires Chroniques de l’Intestin (MICI)Syndrome de l’Intestin Irritable (SII)
Système CRFergique
NerfsSympathiques
Système CRFergique
Système nerveux
autonome
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Découvre le concept du stress qu’il définit comme “la réponse non spécifique du corps à toute demande”
HANS SELYE, MD, PhD (1907-1982)
Selye :
1) Positionne les glandes surrénales, le tube digestif et le système immunitaire au centre du syndrome de réaction au stress
2) Établit le rôle de l’hypophyse dans la réponse hypertrophique des glandes surrénales
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Système CRFergique
Taché Y & Bonaz B. J Clin Invest 2007; 117: 33–40
EveilActivation SNS AnxiétéDépression
AnxiolytiqueSuppression appétitAntidepresseurEffets Cardio-vasc
CRF1 CRF2
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CRF2CRF1
CRF1,2
Système CRFergique et Tube Digestif
Y.Taché and B.Bonaz. J Clin Invest 2007; 117: 33–40
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Stress psychologique : aversion à l’eau
Bonaz B & Taché Y, 1994
Effect of ICV injection of CRF antagonist (alpha-helical CRF 9-
41) on water avoidance stress-induced stimulation of fecal
output in rats
-1
1
3
5
7
9
11
13
Fecal Pellet
Outp
ut
(nb/1
h) controls
uncannulated
cannulated + vehicule ICV
cannulated + CRF-antagonist ICV
water avoidance (1h)
**** ****
***
++++
Effect of ICV injection of CRF antagonist (alpha-helical CRF 9-
41) on water avoidance stress-induced c-fos expression in the
rat paraventricular nucleus (PVN)
-1000
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
C-F
os p
ositiv
e c
ells in t
he P
VN
(nb)
controls
uncannulated
cannulated + vehicule ICV
cannulated + CRF-antagonist ICV
water avoidance (1h)
********
***
++++
3V
mcpc
PVN
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Effet d’un stress d’immobilisation chronique sur l’expression du CRF1
Bonaz B & Rivest S, 1998
0
5
10
15
20
25
before end 1h30 3h 6h 12h
CRF-R
mRN
A in t
he P
VN
Acute stress
Chronic stress***
***
**
0
2
4
6
8
10
12
14
D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D8 D9 D10 D11
Fecal pellet
outp
ut
(nb/9
0m
in)
Chronic stress
3V
PVN
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Nerfs Vagues
NPS*
Stress
MotricitéHypersensibilité Viscérale
Inflammation/InfectionBio-Psycho-Social
Maladies Inflammatoires cryptogénétiques Intestin
(MICI)Génétique
Environnement (stress)Système Immun (TNFα)
CRF
CRF
Nerfs Sympatiques
*noyau parasympathique sacré
Syndrome de l’intestin irritable (SII)
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Troubles Fonctionnels Digestifs
• Troubles digestifs sans anomalie structurale
• 30 à 50% des consultations de spécialité
• 20 millions de personnes aux USA (SII)
• Coût de santé publique (directe, indirecte)
• Douleur abdominale : principal symptôme
• Colopathie Fonctionnelle = Syndrome de l’intestin irritable (SII)
• SII : prévalence de 5 à 20% (7% en France)
• Prédominance féminine (2/3)
• Association : Fibromyalgie
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Syndrome de l’intestin irritable (SII)
Critères de Rome III : douleurs ou gêne abdominales :• durant au moins 3 jours/mois au cours des 3 derniers mois • ayant débuté depuis plus de 6 mois• avec au minimum deux des signes suivants :
- amélioration après défécation- début avec une modification de la fréquence des selles- début avec une modification de la consistance et de l’aspect des selles
En l’absence de toute anomalie structurale ou métabolique qui puisse expliquer ces symptômes
Critères de Rome III
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Sensibilisation centrale
SSC
Syndrome de sensibilisation centrale (SSC)
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SII : Hypersensibilité Viscérale : Localisation – Nature ?
• Sensibilité des afférences viscérales primaires ?- rôle de l’inflammation/infection (SII post-amibiase, SII post-gastroentérite, SII post-colite inflammatoire)
• Rôle du SNC: modulateur et/ou étiologique?- spinal : hypersensibilité médullaire - supra-spinal :
• stress : ↑symptômes, ↓seuil sensibilité viscérale• dépression, anxiété, abus sexuel….• modèle de déprivation maternelle chez animal
- anomalie des voies descendantes inhibitrices de la douleur au niveau médullaire
• Etat d’hypervigilance
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Douleur somato-viscérale(acide acétique)
V. Sinniger et al. 2004
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Douleur : Multiples Composantes
Douleur : une émotion "homéostasique" (Craig, 2003)• Discriminative• Affective• Autonomique• Motrice
de multiples régions corticales sont activées pendant un stimulus douloureux
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DRG
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Douleur rectale chez témoins : activation cérébrale
Baciu et al. 1999
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Insula droite
Amygdale droite
Striatum droit
Bonaz et al. 2002
Désactivations
Douleur rectale chez SII : activation cérébrale
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Traitements médicamenteux du SII
• Anti-spasmodiques• Régulateurs du transit (SII diarrhée prédominant)• Absorbants• Argiles• Anti-5HT3 (Alosétron)• Agoniste 5HT4 (Tegaserod) • Prégabaline (Lyrica)• Probiotiques• Antibiotiques (Rifaximin)• Stabilisateur des mastocytes (Kétotifène)
Echecs fréquentsAmélioration incomplèteMalades réfractaires
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Cibles thérapeutiques potentielles
Hypnose, relaxation, TCC, EMDRAnti-dépresseurs (amitriptyline)AnxiolytiquesAnti-CRF1
Fédotozine (agoniste opioïde κ)
Anti-NK1,2,3Anti-NMDAGabapentine, Prégabaline
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Hypnose et sécrétion acide
Stimulation acidité (BAO) (image de repas délicieux)
Inhibition acidité (BAO) (image de relaxation profonde)
Inhibition acidité (PAO: pentaG) (image de relaxation profonde)
Klein et Spiegel, Gastroenterology 1989;96:1383-7
En utilisant la suggestion hypnotique pour induire une imagerie mentale intense, il est possible, soit de stimuler, soit d’inhiber la sécrétion acide ⇔ processus cognitifs d’origine centrale.
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Hypnose orientée sur le tube digestif et SII
Douleur Transit
Ballonnement Bien être général
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Hypnose : Résultats sur la douleur
0
10
20
30
40
50
60
70
Avant Après 5 ans
** ** ****
Intensité Fréquence
Gonsalkorale et al. Gut 2003
Répondeurs (71 % des 204 malades traités)
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Pendant l’hypnose, une augmentation de l’activité dans le cortex mid-cingulaire augmente l’activité dans un vaste réseau neuronal cortical et sous-cortical (partie de la "pain matrix"), beaucoup plus que dans les conditions contrôles (tâche de repos ou de distractions). Les régions qui montrent cette augmentation de connectivité fonctionnelle avec le cortex cingulaire médian sont :
(1) Insula gauche(2) Insula droite(3) Cortex péri-génual(4) Aire motrice pré-supplémentaire(5) Gyrus frontal supérieur(6) Thalamus droit(7) Noyau caudé droit (8) Mésencéphale-Tronc cérébral
Faymonville ME et al. Cogn Brain Res 2003; 17: 255–262
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Nerfs Vagues
NPS*
Stress
Syndrome Intestin Irritable (SII)Motricité
Hypersensibilité ViscéraleInflammation/Infection
Bio-Psycho-Social
GénétiqueEnvironnement (stress)Système Immun (TNFα)
CRF
CRF
Nerfs Sympatiques
*noyau parasympathique sacré
Maladies inflammatoires chroniques intestin (MICI)
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Depression et Immunité
Irwin MR, Brain Behavior & Immunity 2007
![Page 33: Axe cerveau-intestin PIC final [Mode de compatibilité] · Pr Bruno BONAZ Clinique Universitaire d’Hépato-Gastroentérologie et Stress et Interactions Neuro-Digestives, Grenoble](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022050219/5f64ebc90aff074b34034c54/html5/thumbnails/33.jpg)
Relations neuro-digestives :Colite au TNBS
Porcher C et al. 2004
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STRESS
Muqueuse �intestinale
Bact�ries Antig�nes
Cellule�pith�lia
GranulocyteACh
CRF
CRF
Mastocytes
Cellule B
Fibres nerveuses
Cellule T
Stress et perméabilité intestinale
CRF1
CRF2
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Axe neuro-endocrinien immunitaire
Bonaz B and Bernstein C. Gastroenterology 2013;144: 36-49
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Effet anti-inflammatoire du nerf vague: Voie cholinergique anti-inflammatoire
Bonaz B and Bernstein C.Gastroenterology 2013;144: 36-49
Le stress :- inhibe le nerf vague - stimule le sympathique
⇒ Rôle pro-inflammatoire
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Activation de la voie cholinergique anti-inflammatoire
Bonaz B and Bernstein CGastroenterology 2013;144: 36-49
Physical activity
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Neurostimulation vagale chez l’Homme
• NSV approuvée :– 1994 : traitement épilepsie réfractaire– 2001 : traitement dépression pharmaco-résistante
• Aujourd’hui– 60 000 patients implantés– Efficacité (Boon et al. 2009, Shlaepfer et al. 2008)
• Epilepsie : après 6 mois de VNS, -50% des crises pour 30% des patients
• Dépression : après 1 an de VNS, 53% des patients améliorés, et rémission chez 33%
– Effet secondaires :• Enrouement/raucité temporaire, toux,
essouflement, picotements• Paramètres de stimulation du nerf vague gauche
(afférences) dans l’épilepsie et la dépression– 20-30 Hz– 0,5 à 1,5mA– 30 sec ON, 5 min OFF
• Paramètres de stimulation du nerf vague gauche (efférences) à visée anti-inflammatoire : 5-10 Hz
1
2
Cyberonics (Houston, Texas)1 : électrode2 : neurostimulateur
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2011; 160: 82-89
2010; 52: 1456-1464
PLoS One 2013 Jun 26;8(6): e67086
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• Maladies inflammatoires chroniques intestin (MICI)– Appel à projet Inserm-DGOS 2011 "recherche clinique translationnelle" :
Neurostimulation vagale et maladie de Crohn (ClinicalTrials.gov : NCT01569503)
– Projet européen (H2020) soumis 18/08/14 : Grenoble-Amsterdam-Bonn
• Syndrome intestin irritable (SII), Fibromyalgie• Ileus post-opératoire• Pancréatite • Polyarthrite rhumatoïde• Psoriasis• Obésité• ……
Applications cliniques de la NSV
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Clarençon D et al.
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Variabilité Cardiaque
HRVMICI-SII
EmotionsComportement Mémoire
StressEvénements de vieMaladies…
Déséquilibre du SNAParasympathique (HF)
Sympathique (LF)
HRV : Heart rate variability - HF : High frequency- LF : Low frequency
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September 2014, vol 9: e105328
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GIN :B. Bonaz (MD-PhD)F. Canini (MD-PhD, IRBA-CRSSA)D. Clarençon (MD, IRBA-CRSSA)JF Mayol (PhD, IRBA-CRSSA)J. Meregnani (PhD)C. Picq (PhD)A. Peinnequin (MD-PhD, IRBA-CRSSA) S. Pellissier (MCU)A. Rubio (PHU)V. Sinniger (PhD)
CHU :HGE : N. Mathieu (PH)
D. Tartry (ARC)Inf. Labo EFD
CICNeurochirurgie/NeurologieChir. Dig.I. Biologie
Grand Colon2394 m
Grenoble Institut des Neurosciences (GIN)
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Je vous remercie de votre attention