Le bulbe rachidien, souvent désigné comme la « moelle allongée » par les médecins du XVIIIe siècle parce qu’elle prolonge la moelle épinière, constitue une région d'importance vitale. Il est reconnu que le bulbe rachidien constitue une région d'importance vitale et que sa destruction ou une lésion même légère sont fatales, ce que l'on nomme le « nœud vital de Flourens ». Cette importance capitale tient à la présence, au sein de la réticulée bulbaire, de centres de première importance pour le contrôle et la régulation respiratoire et cardiaque.
Anatomie et structure de la moelle allongée
La moelle allongée (ou bulbe rachidien) est la partie terminale du tronc cérébral. Elle se situe dans la fosse crânienne postérieure, sous la tente du cervelet, entre le pont et la moelle spinale. Sa surface ventrale (antérieure) fait face à la partie basilaire de l'os occipital et au processus odontoïde de l'axis (C2), séparée de ces structures par les méninges et les ligaments des articulations atlanto-occipitale et atlanto-axoïdienne. La surface dorsale (postérieure) de la moelle allongée fait face au quatrième ventricule du cerveau.
Les surfaces ventrale et dorsale de la moelle allongée sont marquées par des protubérances et des fissures uniques, formées par la présence de différents noyaux et de leurs faisceaux associés. Le long de la ligne médiane de la surface ventrale se trouve la fissure médiane antérieure, prolongement de la fissure médiane antérieure de la moelle spinale. De chaque côté de la fissure se trouve une protubérance verticale connue sous le nom de pyramide médullaire, formée par les fibres du faisceau corticospinal. Entre les sillons antérolatéral et postérolatéral, et juste latéralement et postérieurement à chaque pyramide, se trouve une structure ovale connue sous le nom d'olive, formée par la présence du noyau olivaire inférieur.
Organisation fonctionnelle et centres réflexes
Par sa complexité structurale, le bulbe présente des fonctions multiples. On peut, d'abord, indiquer son rôle de lieu de passage et de relais pour certaines grandes voies des sensibilités tactile, thermoalgésique, kinesthésique et proprioceptive inconsciente. Il contient la décussation des fibres motrices pyramidales et de nombreux faisceaux moteurs extrapyramidaux le traversent. Par l'intermédiaire des noyaux de différentes paires de nerfs crâniens, il contrôle certains grands systèmes de la motricité volontaire ou végétative involontaire et sert de relais essentiel sur certaines grandes voies sensitives et sensorielles.
C'est le cas pour la sensibilité thermo-algésique de la face, relayée dans le noyau spinal du V ; pour la sensibilité gustative dans le noyau solitaire (les influx gustatifs sont transportés par le VII, le IX et un peu le X), et pour les sensibilités acoustique et labyrinthique dans les noyaux cochléaires et vestibulaires. Les fibres centripètes du facial, du glossopharyngien et du pneumogastrique, qui assument une partie très importante de l'ensemble de la sensibilité viscérale inconsciente dont le rôle régulateur est essentiel, seront relayées, en particulier au sein du noyau solitaire et dans les différents éléments de la réticulée.
Le contrôle de la respiration et le rôle du CO2
Le fonctionnement cyclique de la respiration est de l'ordre de la commande réflexe. Sa mécanique est autonome, il ne nous est pas besoin de penser chaque inspiration et chaque expiration. De nombreux capteurs situés dans notre organisme et principalement dans nos artères et vaisseaux sanguins, vont effectuer des mesures (on parle alors de chémorécepteurs). Ces mesures seront acheminées par voie afférente au bulbe rachidien qui va les comparer à des valeurs de référence.
Au coeur des organes : La respiration
Le dioxide de carbone (CO2) est l’un des déchets produits lors de la génération d’énergie par les cellules de notre corps à partir de sucre et d’oxygène. Toutefois, le CO2 acidifie notre sang. Il est un puissant régulateur du calibre des vaisseaux du cerveau. Tout un ensemble de données expérimentales montrent que le bulbe contient à lui seul, indépendamment des centres supérieurs et des afférences, des systèmes de neurones assurant la rythmicité respiratoire. On peut ainsi distinguer un centre inspirateur et un centre expirateur, siégeant l'un et l'autre dans la réticulée bulbaire.
Le groupe respiratoire dorsal est responsable de l'inspiration ou de l'inhalation de l'air, et il joue le rôle le plus fondamental dans le processus respiratoire. La majorité de ses neurones se trouvent dans le noyau du tractus solitaire, qui reçoit des informations des chémorécepteurs périphériques sur la saturation en oxygène du sang. Après avoir reçu ces informations, le groupe respiratoire dorsal stimule le nerf phrénique pour contracter le diaphragme. Le groupe respiratoire ventral est constitué de la partie rostrale du noyau ambigu et d'un petit noyau satellite appelé noyau rétroambigu ; ces neurones sont inactifs pendant la respiration normale, non forcée.
Implications cliniques et gestion du CO2 en soins intensifs
Lorsque nos poumons sont malades, il peut arriver que le CO2 s’accumule dans notre sang. Afin de supporter les patients le temps que leurs poumons guérissent, il arrive que nous les branchions sur des ventilateurs mécaniques. Nous devenons alors responsable d’ajuster les paramètres de notre ventilateur afin de contrôler le CO2. Il peut être tentant, devant un patient avec un surplus de CO2, de vouloir le corriger rapidement, afin d’éviter les problèmes liés à l’acidification du sang. Nous croyons cependant que ceci est dangereux.
Une grande réduction du CO2 dans le sang diminue fortement le débit de sang, ce qui pourrait priver le cerveau d’oxygène et de nutriments essentiels et ainsi causer des dommages significatifs. Nous avons récemment démontré que de grandes variations de CO2 causent des complications neurologiques chez des patients aux soins intensifs traités par oxygénation par membrane extracorporelle. Une proportion significative des patients avec problèmes pulmonaires sévères développent des symptômes de lésions cérébrales qui peuvent, dans plusieurs cas, perdurer des années, ce qui affecte grandement leur qualité de vie.
L’objectif actuel de la recherche médicale est donc de déterminer comment ajuster le CO2 de ces patients sans nuire à leur cerveau. Le programme de recherche s’articule autour de l'évaluation des seuils de correction sécuritaire et de l'analyse de la relation entre les variations de CO2 et le manque d’oxygène cérébral mesuré par capteur intracérébral. Si l’hypothèse est validée, la ventilation mécanique devra être ajustée afin d’obtenir des fluctuations de CO2 plus graduelles et ainsi assurer le meilleur intérêt des patients.
Motricité et fonctions végétatives
En ce qui concerne la motricité, le noyau du VII fournit l'innervation volontaire et automatique à la musculature faciale. Le noyau ambigu, par l'intermédiaire du IX et surtout du X et du XI, exercera la commande motrice volontaire et involontaire de l'ensemble de la musculature pharyngo-laryngée. Le noyau du XII commande la motricité linguale, tandis que la partie inférieure du noyau du XI assure la rotation de la tête en innervant les muscles sterno-cléidomastoïdien et trapèze.
À ces noyaux moteurs somatiques s'ajoutent des amas cellulaires assurant la motricité végétative. C'est le cas pour le noyau lacrymal du facial, les noyaux salivaires supérieurs et inférieurs, et le noyau dorsal du vague qui jouera un rôle fondamental dans le contrôle des viscères thoraco-abdominaux. Le système de contrôle de la pression artérielle se trouve dans le centre vasomoteur de la moelle allongée. La zone vasoconstrictrice se trouve dans la partie antérolatérale de la moelle rostrale et se connecte aux neurones de la moelle spinale, tandis que la zone vasodilatatrice, située dans la partie antérolatérale de la moelle caudale, inhibe sa fonction en cas de besoin.
Interactions complexes et pathologies
Les atteintes vasculaires de la moelle allongée peuvent donner lieu à des conditions sévères, comme le syndrome médullaire latéral de Wallenberg, causé par une obstruction de l'artère vertébrale ou de l'artère cérébelleuse postéro-inférieure (PICA). L'équilibre interne du corps, notamment face aux variations de température ou de pression, sollicite également les capacités réflexes bulbaires. Dans le cas de l'immersion en eau froide, notre organisme, sous l'impulsion du système nerveux, accroît le rythme de ventilation.
Le système nerveux végétatif est indépendant de la volonté, il est autonome. Les neurones moteurs reliés entre eux acheminent l'influx nerveux efférent directement aux organes effecteurs. Il existe trois types de neurones, les neurones non sensitifs (moteurs ou végétatifs) et les neurones sensitifs. Les neurones sont reliés entre eux toujours de la même façon : l'axone d'un neurone s'articule avec une dendrite ou le corps cellulaire d'un autre neurone, formant une synapse. Cette organisation permet au bulbe d'intégrer des informations variées, qu'il s'agisse de la gestion du CO2, du contrôle cardiaque ou de la motricité fine, garantissant ainsi la pérennité des fonctions vitales de l'organisme.