Le
Systme Vestibulaire
LÕappareil labyrinthique est spcialis dans la
dtection des états d'équilibre et de positionnement du
corps. Il est log dans un labyrinthe creus
dans le rocher, en dedans de l'oreille moyenne.
LÕespace
prilymphatique spare le labyrinthe osseux de sa doublure fibreuse ou
labyrinthe membraneux. CÕest au sein de ce dernier que
se sont dvelopps les organes sensoriels
dÕo partent les fibres de la racine vestibulaire du nerf
stato-acoustique (VIII).
Le labyrinthe osseux est fait dÕun sas
central, le vestibule, (V),communiquant en avant avec la cochle,
structure acoustique, et en arrire et latralement avec les canaux semi-circulaires.
La paroi est tapisse de prioste remani, lÕendoste.
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* Le vestibule (V) est une cavit ovode
dÕune demi-douzaine de mm de long ;
- sa paroi
latrale est occupe en grande partie par la fentre ovale et la voussure du
canal horizontal ;
- la paroi
mdiale est crible dÕorifices livrant passage aux pdicules
vasculo-nerveux ; elle correspond la moiti postrieure du fond du
conduit auditif interne ;
- le toit est au contact du segment initial du
canal du nerf facial (f);
- la paroi infrieure est forme par lÕorigine de
la lame spirale de la cochle.
Labyrinthe
osseux : aspect latral
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Labyrinthe
osseux : aspect mdial
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- le canal suprieur (cs) ou antrieur sÕinscrit
dans un plan vertical, perpendiculaire
- le canal postrieur (cp) ou inférieur est également inscrit dans un plan sagittal,
parallle lÕaxe du rocher, ce qui oriente sa courbure en arrière;
-
le canal
latral ou horizontal (ch) est
orient transversalement, sa convexit
Il noter quÕen raison
de lÕobliquit du rocher, le canal
Leur disposition en miroir fait que les canaux
externes sÕinscrivent dans le mme plan horizontal, le droit antrieur et
le gauche postrieur occupent la seconde dimension, tandis que les canaux
droit postrieur et gauche antrieur se projettent dans la troisime dimension.
Vue partielle endocrnienne de la base du crne |
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Constitue le moule fibreux du labyrinthe
osseux, une diffrence prs, le sas vestibulaire renferme deux vsicules : lÕutricule et le saccule
Labyrinthe membraneux: aspect latral
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Labyrinthe
membraneux: aspect mdial
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* Le vestibule membraneux, correspond
aux deux vsicules : lÕutricule (u) et le saccule (s), loges lÕune au-dessus
de lÕautre, dans lÕunique cavit du vestibule osseux ; elles communiquent
indirectement par lÕintermdiaire du conduit vestibulaire.
ÊÊ
Les organes
sensoriels sont dvelopps au niveau dÕun paississement parital appel
macule.
- lÕutricule est une vsicule
oblongue de 3 4 mm de long ; la macule sensorielle est dispose horizontalement
au niveau de son ple antro-infrieur.
-
Êle saccule,
petite sphre creuse de 2 mm de diamtre, est situe sous lÕutricule; sa
macule, oriente verticalement, sige sur sa paroi mdiale.
* Les canaux semi circulaires
membraneux sont logs lÕaise dans leurs cavits osseuses au calibre quatre
cinq fois plus large, aussi sont-ils amarrs lÕendoste par des tractus
fibreux. Ils sÕouvrent dans lÕutricule par cinq orifices, les branches non
ampullaires des deux conduits verticaux tant confluentes. Chaque ampoule
rsulte de lÕpaississement de la paroi interne surmont dÕune crte qui correspond
la zone sensorielle dÕo partent les filets du nerf vestibulaire. Ces dernires
correspondent donc aux dendrites des protoneurones dont les corps cellulaires
sont regroups au sein du ganglion de Scarpa (gS).
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Les deux figures ci-dessous schmatisent le labyrinthe isol puis
incorpor dans la pyramide du rocher. Les racines vestibulaire (2) et
cochlaire (3) sont
solidarises dans une gaine commune sur laquelle reposent le nerf facial (4) et son auxiliaire (5) qui se dirigent en sens inverse vers le fond du conduit
auditif interne (1). LÕensemble est accompagn par les vaisseaux labyrinthiques
(non
reprsents).
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- LÕespace prilymphatique spare le
labyrinthe osseux de son moule membraneux, il est rempli de prilymphe, liquide
chimiquement comparable au LCR. Cette nappe liquidienne
est draine vers le rseau lymphatique mning par lÕintermdiaire de lÕaqueduc
de la cochle (ac) qui s'ouvre dans lÕespace
ponto-crbelleux.
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- LÕendolymphe remplit les cavits du rseau membraneux, ainsi que les
rampes cochlaires. Sa composition
ionique, riche en K+ , diffre nettement
de celle de la prilymphe et des liquides extracellulaires.
Elle circule entre des sites de scrtion dont la strie vasculaire de la
cochle et lÕaire de rsorption reprsente par les espaces sous-arachnodiens
de la fosse postrieure. Ces deux sites communiquent par le conduit endo-lymphatique, tubule membraneux en forme dÕY invers
; les deux bras proviennent de
lÕutricule et du saccule, forme lÕaqueduc du vestibule (av) , ce dernier
aboutit au sac endolymphatique (sel)
qui occupe la fossette
unguale, au contact de la dure-mre de la fosse crbelleuse.
Les organes sensoriels
Les rcepteurs sensoriels sont des cellules
pithliales diffrencies dont le ple apical est surmont par des expansions
protoplasmiques dÕaspect ciliaire. Les organes sensoriels du vestibule
(utricule et saccule) sont fixs sur un paississement parital appel
macule, tandis que les rcepteurs des canaux semi-circulaires occupent une
crte loge au niveau de lÕabouchement ampullaire dans lÕutricule.
Les extrmits libres des cils sont englues
dans une masse de substance glatineuse dont lÕbranlement retentit sur
lÕactivit neuronale des rcepteurs.
Cette dynamique est dclenche par le
mouvement du corps et de sa position dans lÕespace. Plus prcisment, ils sont
sensibles toute modification de la vitesse (acclration linaire) ou de la
direction (acclration angulaire) du mouvement, plutt quÕau droulement du
mouvement lui-mme.
Aussi, interviennent-ils dans le contrle
rflexe de la posture, de la locomotion et de la coordination oculocphalogyre.
La figure ci-contre schmatise
le labyrinthe du ct droit, ne retenant que deux de ses composants :
lÕutricule (U) et le canal semi-circulaire
horizontal (ch) dont lÕimplantation postrieure (a) correspond
lÕampoule.
Les dendrites issus des organes sensoriels,
crte (c) et
macule (m),
aboutissent leurs protoneurones regroups dans le ganglion de Scarpa (gS) d'o
partent les axones constituant la racine vestibulaire du VIII.
La couche glatineuse recouvrant les rcepteurs
de la crte ampullaire est dÕaspect conique (2);
celle des macules (m) est
une nappe (3) truffe
de cristaux de carbonate de chaux, les otolithes (4) qui
la rendent plus dense et moins mobilisable que celle des canaux semi-circulaires.
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LÕagrandissement des zones encadres figure
sur les schmas suivants :
La cupule glatineuse ampullaire (2) recouvre
les rcepteurs (1),
leurs cils sont inclus dans cette de bonnet dont la densit est similaire
celle de lÕendolymphe. Elle est ainsi soumise aux mmes effets de friction et dÕinertie de cette dernire dont lÕbranlement, en se communiquant aux cils, modifie lÕactivit neuronale des rcepteurs. |
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La macule utriculaire, dispose horizontalement,
est stimule par lÕacclration linaire telle quÕon la ressent dans
un vhicule, ou par les changements de position de la tte.
Par contre, la macule sacculaire, oriente verticalement, est sensible lÕacclration dans le sens vertical, cÕest le cas des sensations perues en prenant lÕascenseur. |
De plus, les cellules cilies maculaires
sont dissmines en lots ; leur stimulation portera sur un groupe plutt quÕun
autre. Il en rsulte que chaque position de la tte stimulera tel ou tel contingent de fibres du nerf vestibulaire.
Dynamique
du liquide endolymphatique
La rotation de la tte dans le plan
horizontal par exemple entrane lÕbranlement des cupules des canaux
horizontaux qui se rpercute sur les cils des
rcepteurs. Il en rsulte lÕactivation des synapses situes entre le ple
basal du rcepteur et les dendrites vestibulaires. Cependant, les choses
ne sont pas aussi simples. Trois notions sont souligner :
-
LÕactivation des
synapses
est induite par lÕacclration, cÕest dire par les fluctuations du mouvement,
comme cÕest le cas au dmarrage et lÕarrt de la rotation (acclration linaire),
ou au changement de sa direction (acclration angulaire).
-
CÕest le sens de lÕinclinaison de la cupule par
rapport lÕutricule qui dtermine la nature stimulatrice ou inhibitrice de
lÕinflux ainsi gnr.
-
Les canaux de chaque paire fonctionnent en
antagonistes, la stimulation de lÕun est contemporaine de lÕinhibition de
son homologue.
Les figures suivantes illustrent cette
dynamique au niveau des canaux horizontaux qui se prtent mieux la
dmonstration, en prenant comme exemple un mouvement de rotation de la tte vers
la gauche.
A |
B |
LÕinnervation sensorielle
est assure par la
racine vestibulaire du nerf VIII (teinte
en vert). Elle est forme
lÕorigine par la confluence de trois faisceaux de fibres issues des macules
vestibulaires et des crtes ampullaires :
|
- le
faisceau suprieur provient de lÕutricule, du saccule et des canaux suprieur
et latral ;
- le
faisceau infrieur est issu du saccule ; et
- le
faisceau postrieur provient du canal semi-circulaire postrieur.
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Le tronc commun passe ensuite dans lÕangle
ponto-crbelleux o il fait partie du pdicule acoustico-facial, puis se
dirige vers le flanc du tronc crbral reprsent sur ce schma par la coupe
transversale passant par la
jonction ponto-bulbaire.
Il y pntre au niveau de contige lÕangle
latral du 4¡ ventricule; l les deux composantes vont de nouveau sÕindividualiser
et prendre lÕappellation de nerf cochlaire (VIIIc) et nerf vestibulaire
(VIII v). Elles font synapse avec les deutoneurones correspondants dÕo les
informations spcifiques seront projetes vers cortex crbral pour lÕun
et
le cervelet pour lÕautre.
Le regroupement des deutoneurones forme une
masse qui occupe lÕangle latral du 4¡ ventricule.
La composante vestibulaire, de forme losangique, longe le flanc latral
du noyau cochlaire dorsal (cd) ; lÕhomologue ventral (cv) de
ce dernier est refoul en profondeur par lÕinterposition du corps restiforme
(cr).
La masse vestibulaire est fragmente en quatre noyaux, reprables par leur
position cardinale ; ce sont les noyaux :
1 : suprieur (de Betcherew),
2 : mdial ou principal (de Schawlbe)
3 : infrieur (ou descendant)
4 : latral (de Deiters)
Cette rpartition
est le reflet de lÕorigine des fibres labyrinthiques. En effet, les fibres issues des crtes ampullaires
se projettent dans la rgion centrale du complexe nuclaire, aux confins
des noyaux suprieur, mdial et descendant ; tandis que les fibres
maculaires se terminent principalement dans les noyaux latral et infrieur.
__________________________________________
-cs / ci: collicule sup. & inf.
-NV : noyaux vestibulaires (ss: sup.
/ l: latral / i: inf. & m: mdial)
-pc: pdoncule crbral -tc / tg : tubercule gracile
|
Plancher du 4¡ ventricule
observ par la face dorsale |
1- Les affrences proviennent du labyrinthe
et du nvraxe.
*
Les fibres constitutives du nerf vestibulaire sont les cylindraxes des
neurones agglomrs dans le ganglion de Scarpa.
* Les connexions crbello-spinales sont indirectes, elles sÕtablissent par lÕintermdiaire des noyaux vestibulaires et la rticule du tronc crbral.
Topographie
zonale
Les connexions entre les structures intra
cérébelleuses permettent de décomposer chaque moitié de cervelet en quatre
territoires ou zones anatomo-fonctionnelles,
comportant chacune un cortex, la
substance blanche sous-jacente & la structure nucléaire qui lui est
annexée.
Cette topographie est reproduite sur le
planigramme de Larsell :
La zone médiale (Zm) est la tranche vermienne avec son noyau
fastigial.
-
La zone intermédiaire (Zi), relativement étroite, correspond à la tranche
médiale de l’hémisphère, avec ses deux noyaux interposés & la substance
blanche environnante.
-
La zone latérale (ZL), la
portion la plus volumineuse de l’hémisphère, avec son cortex plus étendu, son
noyau dentelé et la substance blanche correspondante ; &
-
la
zone ou lobe floculo-nodulaire (Z fn) auquel on adjoint le noyau
vestibulaire latéral (qui serait un noyau cérébelleux ectopique).
La voie crbello-vestibulaire
est reprsente par deux contingents de fibres :
- un faisceau de fibres issues du noyau du
toit (3), relais du cortex vermien (zone mdiale : Zm); elles
se projettent sur les noyaux vestibulaires du ct oppos, lÕexception du
noyau latral,
- LÕautre contingent de fibres correspond
aux axones des cellules de Purkinje du cortex floculo-nodulaire (Z
fn), elles empruntent contresens le corps juxta-restiforme
(j r) pour rejoindre le noyau vestibulaire latral homolatral.
|
La voie crbello-rticulo-spinale nat des connexions tablies entre la
substance rticule du tronc crbral et le faisceau crbello-vestibulaire en
crochet (5
et 5Õ).
Elles donnent lieu deux contingents de
fibres formant:
- le tractus rticulo-pontin (r p) provient de la
rticule protubrantielle, il se termine dans le faisceau antro-mdial (FAM) o il se situe en
avant de la corne antrieure.
- le tractus rticulo-bulbaire (r b), issu des noyaux
rticulaires distaux, se place en dedans de la corne antrieure, Certaines de
ses fibres font relais dans lÕolive bulbaire.
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-1/1Õ : Cervelet latral et noyau dentel
-2/2Õ : Cervelet intermdiaire et nyx interposs
-3/3Õ : Cervelet vermien et ny. fastigial
-4 : Complexe floculo-nodulaire
-5: Faisceau crbello-vestibulaire
-5Õ : Faisceau en crochet
- III : Noyau du nerf oculomoteur
-FAM : Faisceau antro-mdial
-cv : Tractus cortico-spinal ventral (Pyramidal
direct)
-L : Faisceau longitudinal mdial (Bandelette
long. mdiale)
- nr : Noyau rouge
-nv : Noyaux vestibulaires
- o : Tractus olivo-spinal
- ob : Olive bulbaire
- pc : Pdoncule crbral
-r : Tractus rticulo-spinaux
-rb : Substance rticule bulbaire - v: Tractus vestibulo-spinaux
|
Ces rseaux sont utiliss par les mcanismes
de contrle postural, ils interviennent ainsi dans :
-
le maintien du tonus de base de toute la musculature ;
-
la stimulation unilatrale des rflexes
antigravitaires en cas de perte dÕquilibre ou dÕinstabilit ;
-
le contrle bilatral du tonus des muscles du cou en
rponse aux stimuli vestibulaires durant les activits instables.
* Les fibres provenant des noyaux du tronc
crbral (noyau interstitiel de Cajal, noyaux viscraux, noyaux oculomoteurs)
empruntent la bandelette longitudinale mdiale.
2- Les effrences vestibulaires sont
les plus tendues au sein du nvraxe, elles se projettent sur le cervelet, la
moelle, les noyaux oculomoteurs, et sur le thalamus.
Elles interviennent essentiellement dans les
rflexes posturaux et la
coordination de la locomotion, la rgulation des mouvements oculaires, la
perception de lÕorientation et du mouvement de la tte.
A - La voie
vestibulo-crbelleuse
Les fibres manant des noyaux suprieur,
mdial et descendant prdominent, elles se terminent en fibres moussues
dans le cortex floculo-nodulaire du vermis postrieur.
Un faible contingent de fibres aboutit directement
au mme sans transiter
par les noyaux vestibulaires.
Elles se regroupement au sein du pdoncule crbelleux infrieur, formant
un faisceau dense bien individualis sous le nom de corps juxta-restiforme
(cJR) qui se projette sur le cortex homolatral de la zone mdiale
et du lobe floculo-nodulaire.
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- nv : noyaux vestibulaires
- PCI : Pdoncule crbelleux infrieur,
dcompos en corps restiforme (a) et juxta-restiforme (b)
En encadr :
-
le nerf VIII se distribue aux quatre noyaux vestibulaires
(nv) :
-
mdial (de Schawlbe = S),
-
latral (de Deiters = D),
-
sup. (de Betcherew = B) et
-
infrieur (de Roller = R)
- cJR : corps juxta-restiforme form par les affrences issues des noyaux S et D, auxquelles se joignent des fibres provenant directement du nerf vestibulaire (VIIIv).
|
B - La
voie vestibulo-spinale
+ le faisceau vestibulo-spinal latral (1)
est la principale voie rflexe de lÕquilibration. Il relie directement le noyau latral toute la hauteur
de la moelle.
Il fait parti du faisceau antro-mdial
(a) qui forme la partie ventrale du cordon antrieur de la moelle en
dehors du faisceau pyramidal direct.
Ses fibres se distribuent aux motoneurones
mdiaux, elles ont une influence facilitatrice sur lÕactivit rflexe
et le tonus des muscles extenseurs.
LÕinformation issue de lÕarcheo-crbellum
via les noyaux du toit fait synapse dans le noyau vestibulaire latral
dÕo elle est projete directement sur les motoneurones γ par
lÕintermdiaire du tractus vestibulo-spinal latral.
Cette connexion intervient dans le contrle
de la musculature axiale et appendiculaire en cas de dsquilibre.
Il rtablit lÕquilibre par le contrle
de la musculature antigravitaire unilatrale du tronc et des membres,
ainsi que la rgulation du tonus durant une activit dstabilisante.
+ le faisceau vestibulo-spinal mdial (2)
nat principalement du noyau mdial et dÕun faible contingent de fibres du noyau descendant
du ct oppos. Ses fibres se terminent dans les motoneurones (α et γ) de la musculature cervicale des deux cts
par lÕintermdiaire de la bandelette longitudinal mdiane (b).
Il intervient dans les mcanismes rflexes
de stabilisation posturale de la tte et de sa coordination avec les
mouvements des yeux.
Il permet le contrle de la position de
la tte vie la musculature cervicale des deux cts, ainsi que la rgulation
du tonus unilatral au cours dÕactivit risque.
* Les deux faisceaux se terminent en se connectant aux interneurones (c) reliant les lames VII et VIII la lame IX o sigent les motoneurones. |
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Les deux tractus vestibulo-spinaux activent
les motoneurones de la musculature antigravitaire dont lÕeffet global est
dÕassister le reflexes myotatique segmentaire en renforant le tonus des
extenseurs du tronc et des membres,
et ce en induisant un
surplus dÕeffort ncessaire au maintien de la posture rige. De plus, quelques
fibres du faisceau mdial se terminent dans les motoneurones de la nuque, intervenant ainsi dans la coordination
des mouvements des yeux et du cou.
LÕquilibre
postural reflte lÕtat du tonus actif, accompagnateur de mouvement, son
ajustement est soumis au contrle du cervelet en rponse aux informations
proprioceptives provenant des rcepteurs labyrinthiques, des muscles (fuseaux
neuromusculaires, organes de Golgi), des capsules articulaires, des tguments,
ainsi que des autres organes sensoriels (vision, audition).
Le contrle de cet quilibre sÕexprime par des rflexes qui consistent :
-
rattraper un dsquilibre imprvu ;
-
prvenir le risque dÕinstabilit ;
-
apprcier visuellement lÕespace adaptable la
position verticale;
-
adapter le tonus musculaire lÕactivation des
canaux semi-circulaires durant une activit ncessitant stabilit et
attention ;
-
contrler des ractions neuro-vgtatives par
activation des projections rticulo-thalamiques.
La coordination oculo-cphalogyre
Utilise la voie
la voie vestibulo-oculomotrice qui relie le complexe vestibulaire aux
noyaux oculo-moteurs (III, IV, VI) via le faisceau longitudinal mdial (ex bandelette
longitudinale postrieur). Elle constitue le substratum anatomique du
rflexe vestibulo-oculaire et du nystagmus.
En effet, Les canaux semi-circulaires
contrlent le mouvement des yeux par lÕintermdiaire des trois paires de
muscles oculomoteurs : les droits mdial et latral, les droits
suprieur et infrieur, et les obliques suprieur et infrieur. Chaque canal semi-circulaire est
connect aux noyaux vestibulaires qui contrlent la dviation des yeux dans la
dimension de lÕespace qui lui correspond.
Le dplacement de
la tte vers une direction donne entraine automatiquement celui des globes
oculaires, de mme amplitude, mais de sens oppos, en raison de lÕinertie
liquidienne. Ce reflexe vestibulo-oculaire permet ainsi au regard de rester
fix sur lÕobjet immobile quand la tte et le corps sont en mouvement.
Schmatisons le trac des voies reliant les
noyaux vestibulaires aux diffrents niveaux du nvraxe en privilgiant les
structures impliques dans lÕexpression de ce rflexe suite un bref mouvement
de rotation de la tte.
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Repres de la
voie vestibulo-oculomotrice
On reconnat, de haut en bas :
- la bandelette longitudinale mdiane (blm)
- les noyaux oculomoteurs :
- III (oculomoteur),
- IV (trochlaire),
- VI (abducens).
- les quatre noyaux vestibulaires (nv)
de chaque ct.
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La rotation de la tte stimule les
rcepteurs des canaux semi-circulaires, lÔinflux gnr par lÕbranlement de la
cupule se transmet le long du VIII aux noyaux vestibulaires.
Le choix des
canaux semi-circulaires horizontaux facilite la comprhension de lÕexemple illustr
par le schma suivant :
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Soit un mouvement de rotation de la tte
vers le ct gauche. LÕbranlement des cupules provoqu par le dplacement
de lÕendolymphe active les cellules cilies du canal gauche tout en
inhibant celles du canal droit.
Les influx qui
en partent aboutissent au noyau vestibulaire mdial de chaque ct.
Les axones de
ces derniers croisent la ligne mdiane et montent vers les noyaux oculomoteurs
du VI et du III en empruntant la bandelette longitudinale mdiale. Il en rsulte
la contraction
du muscle droit latral du ct droit et du muscle droit mdial du
ct gauche. Simultanment, leurs antagonistes respectifs sont par
contre inhibs.
Ainsi, la rotation
de la tte vers la gauche entrane le dplacement rflexe des globes
oculaires vers la droite. Ce rflexe compensatoire assure lÕquilibre et le maintien du champ visuel o se
projette lÕobjet observ.
|
Il ressort de ce qui prcde que la
principale fonction du systme vestibulaire rside dans lÕadaptation des
mouvements oculaires ceux de la tte afin que lÕimage projete sur la rtine
reste stable quelle que soit la position du corps.