Physiologie de la pulpe saine

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Physiologie de la pulpe saine
Y. BOUCHER
Comme pour toute discipline médicale, la pratique de
l’endodontie impose d’établir un diagnostic, de fixer un
objectif thérapeutique et de mettre en œuvre des procédures de soins. L’étape diagnostique repose sur la
connaissance des signes et symptômes des maladies pulpaires, qui peuvent être compris par la connaissance de
la physiologie. Les objectifs thérapeutiques dépendent
de la nature de la maladie et du degré d’atteinte, réel ou
estimé, des tissus dentaires. Les procédures endodontiques sont contraintes par l’anatomie et l’histologie
des tissus ainsi que par la nature des processus pathologiques à l’œuvre.
Comprendre les formes, les structures et les processus biologiques normaux et pathologiques constitue donc un objectif
important dans l’amélioration de nos thérapeutiques.
La pulpe est un tissu difficile à étudier du fait de sa situation
particulière, enclose dans des tissus durs et cachée au regard
de l’observateur. Les procédures d’investigation altèrent bien
souvent le tissu ou n’en explorent qu’un aspect. Néanmoins,
grâce à des techniques sophistiquées et à des approches de
recherche aux méthodologies ingénieuses, nous commençons à connaître une partie des mystères pulpaires. Ces limitations se retrouvent en clinique : il n’est à l’heure actuelle
pas possible de connaître l’état histologique de la pulpe sans
effraction dentaire.
Les tests d’exploration de la vitalité pulpaire se classent
aujourd’hui en deux grandes catégories :
- ceux qui explorent la réponse nerveuse à une stimulation, mécanique thermique ou électrique ;
- ceux qui explorent l’état de la vascularisation.
Aucun de ces tests n’est idéal.
Les tissus durs s’opposent à la pénétration des stimuli et
entraînent une diffusion électrique (pulp tester), thermique
(tests au chaud et au froid) et lumineuse (laser Doppler, oxymétrie pulsée) qui est responsable de faux positifs et de faux
négatifs (Petersson et al., 1999) et de confusion quant à l’origine du message nerveux ; l’innervation de la pulpe et du
parodonte par les branches terminales d’un même neurone
rend parfois les tests mécaniques difficiles à interpréter. Ces
limitations sont une motivation supplémentaire pour mieux
connaître la physiologie qui permettra une meilleure interprétation des tests diagnostiques.
Important ! Ce chapitre a donc pour but d’explorer la physiologie de la pulpe dentaire et ses répercussions dans
l’exercice endodontique. Il mettra un accent particulier sur
l’innervation et la vascularisation.
C’est en effet sur l’innervation que s’apprécient bon nombre
de situations cliniques en l’absence de tests histologiques
objectifs fiables et utilisables à des coûts raisonnables en clinique. La description des sensations perçues par le patient de
façon spontanée ou après des tests de sensibilité, qui constituent une sorte d’examen neurologique simple, reste un élément fondamental de l’appréciation diagnostique et
pronostique. La fonction vasculaire est quant à elle primordiale pour la vie du tissu. Sans apport sanguin, les cellules ne
survivent pas au-delà de quelques minutes. Elle fait l’objet
d’une régulation dynamique à court et long termes qui
influence évidemment la physiologie pulpaire mais également les sensations perçues.
I - Anatomie descriptive du
complexe vasculo-nerveux pulpaire
A - Vascularisation
La pulpe est un tissu très vascularisé. Environ 15 % de son
volume est occupé par les vaisseaux (Vongsavan et Matthews,
1992a). L’apport sanguin est issu des artérioles qui pénètrent
la pulpe par les foramina apicaux, cheminent vers la partie
centrale et donnent naissance à de nombreuses collatérales
radiantes. Les cellules musculaires lisses des artérioles permettent de moduler rapidement le débit sanguin. On observe,
dans la pulpe, des sphincters précapillaires qui permettent
de contrôler l’irrigation de territoires tissulaires. Ils se ferment et s’ouvrent régulièrement en conditions normales. En
périphérie de la pulpe, un réseau capillaire préterminal dense
et un réseau sous-odontoblastique suppléent les odontoblastes qui peuvent y puiser les éléments métaboliques
nécessaires à leur activité. Des boucles capillaires (U-loops)
très fines forment un réseau dense en constant remodelage
du fait de l’apposition dentinaire physiologique permanente
(fig. 2.1). Le réseau peut également se remodeler rapidement
en cas de processus pathologique. Les cellules endothéliales
formant la paroi des vaisseaux disparaissent et une néoangio-
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Endodontie
Cellules
Odontoblaste
Lymphocyte
Macrophage
Mastocyte
Fibroblaste
Polynucléaire
Ostéoblaste
Ostéoclaste
Aδ
Artérioles
Veinules
Lymphatiques
Système nerveux
autonome C C
Aβ
C
Fibres
nerveuses
sensitives
Figure 2.1 Vue schématique des principaux constituants pulpaires. Les éléments vasculaires (artérioles, veinules, lymphatiques), nerveux (sensitifs et autonomes) et cellulaires
interagissent à l’état physiologique pour assurer la dentinogenèse et réguler le flux sanguin. En conditions pathologiques, ils
permettront la mise en jeu des réactions inflammatoires de
défense et de réparation. Voir le texte pour plus de détails.
genèse peut se développer dans des sites voisins à partir des
fibroblastes sous l’action de facteurs trophiques vasculaires
tels que le facteur de croissance de l’endothélium vasculaire
(VEGF, vascular endothelial growth factor) (Rodd et Boissonade, 2005).
Important ! Les capillaires sont le lieu privilégié des
échanges avec les tissus environnants. La pression hydrostatique et la pression osmotique s’y équilibrent, la circulation
y est ralentie, la surface d’échange entre le sang et le tissu
interstitiel est importante.
Certaines substances, gazeuses notamment, traversent passivement les membranes vasculaires par différences de
concentration, d’autres sont dépendantes de transporteurs.
Les parois des vaisseaux (cellules endothéliales) et des cellules qui les entourent (péricytes) contiennent en outre de
nombreux récepteurs (aux catécholamines, cytokines, peptides, glutamate, etc.) qui en font des capteurs environnementaux permettant aux cellules de répondre aux variations
du milieu. Les capillaires sont constitués d’une seule couche
cellulaire dont la perméabilité dépend de leur type – capillaires qui, dans la pulpe, peuvent être fenestrés ou continus
(Yoshida et Ohshima, 1996) – et des molécules présentes
dans le milieu. L’histamine par exemple augmente la perméabilité capillaire.
En aval des capillaires, des veinules collectent le sang modifié
par les échanges métaboliques et le ramènent vers le cœur,
en quittant la pulpe via les foramina. Des shunts artérioveineux jouent eux aussi un rôle dans la redistribution du flux
sanguin. Enfin, des vaisseaux lymphatiques sont également
présents dans le tissu pulpaire et jouent un rôle dans l’absorption des fluides tissulaires et la circulation des cellules
blanches sanguines. Peu nombreux en conditions physiologiques, leur taille et leur nombre augmentent en conditions
pathologiques (Berggreen et al., 2009).
La pulpe est donc un organe à vascularisation terminale et à
faible compliance (qui est le rapport entre le volume du
réservoir élastique et la pression du fluide qu’il contient ;
ses variations permettent d’évaluer la distension d’un tissu).
Cette condition la rend donc plus fragile du fait de l’absence
de suppléance collatérale et la conduit plus facilement
qu’un autre organe vers la nécrose tissulaire.
La régulation vasculaire fait l’objet d’un contrôle complexe
dépendant non seulement de facteurs locaux, produits par
les cellules, mais également de molécules produites à distance par différents organes de l’organisme, comme certaines
hormones ou cytokines, ainsi que des cellules nerveuses, très
nombreuses dans la pulpe dentaire.
La circulation dans les vaisseaux artériels afférents aux capillaires, dits résistifs, est décrite par la loi de Poiseuille, similaire à la loi d’Ohm pour l’électricité (U = R × I, soit différence
de potentiel = résistance × intensité) : la différence de pression sanguine entre deux points est égale au produit de la
résistance du tube multiplié par le flux sanguin. La résistance
vasculaire s’exprime en fonction du rayon du vaisseau élevé à
un facteur de puissance 4. Par conséquent, de faibles variations du diamètre artériel entraîneront d’importantes modifications du débit sanguin.
Dans les capillaires, les échanges tissulaires sont régis par
l’équation de Starling, qui fait intervenir les différences de
pression hydraulique et les pressions osmotiques entre les
vaisseaux et les tissus interstitiels (fig. 2.2).
L’estimation de la pression pulpaire varie, selon les études,
de 6 à 10 mmHg, ce qui la situe parmi les plus valeurs les
plus élevées de l’organisme. À l’état physiologique, la pression intrapulpaire qui en résulte est positive et entraîne un
flux sortant de fluide à travers les tubules (Vongsavan et
Matthews, 1992b et 2000) qui exerce une résistance à la
pénétration de substances à travers les tubules. En cas de
diminution de la pression interstitielle, le flux tubulaire sortant diminue.
B - Innervation
Le développement de l’innervation pulpaire et dentinaire est
fortement lié à celui de la dent et spécifiquement à certaines
de ses cellules, dont l’odontoblaste. Les fibres nerveuses qui
approchent le bourgeon dentaire sont guidées par différentes molécules qui contrôlent la survie des neurones et
sont impliquées dans la régulation de la densité de l’innerva-
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Flux net positif :
mouvement
de fluide
vers les tissus
interstitiels
Pc
Pi
πp
πi
Jv = Kf{(Pc – Pi) – σ(πp – πi)}
Flux net négatif :
mouvement
de fluide
vers le
capillaire
Capillaire
B
D=
r
Artériole
(PA – PB)
R
A
Versant résistif
R=
8ηl
πr4
Veinule
Versant capacitif
tion. Parmi ces molécules de signalisation, les facteurs neurotrophiques tels que le facteur de croissance nerveuse (NGF,
nerve growth factor), le facteur neurotrophique dérivé du
cerveau (BDNF, brain derived neurotrophic factor), le facteur
nerveux dérivé de la glie (GDNF, glial derived nerve factor) et
les neurotrophines de type 3 et 4 (NT3 et NT4) jouent un rôle
essentiel mais pas aux mêmes stades du développement
(Luukko et al., 2008 ; Nosrat et al., 1998). Cependant, l’expression de ces molécules cesse tandis que l’innervation du complexe dentino-pulpaire n’est pas encore achevée et d’autres
signaux moléculaires attractifs ou répulsifs, issus des odontoblastes, prennent le relais comme la sémaphorine 7A ou la
rééline (Maurin et al., 2004).
1 - Topographie de l’innervation périphérique
a - Innervation pulpaire
Important ! La pulpe dentaire est un des tissus les plus
innervés de l’organisme : on y dénombre de 2 000 à
2 500 axones environ au niveau de l’apex pour une prémolaire adulte (Nair, 1995 ; Byers, 1984). Elle contient deux
grands types de fibres nerveuses (fig. 2.1) :
- des fibres sensitives, dont on a longtemps pensé que leur
seul rôle était de transmettre des informations périphériques vers le système nerveux central mais qui ont un rôle
actif de contrôle du milieu local, notamment via le système vasculaire, et de mise en jeu du système immunitaire
(Fristad et al., 2006). Leur corps cellulaire est situé dans le
ganglion trigéminal ;
- des fibres du système autonome, efférentes, qui contrôlent
la vascularisation pulpaire et participent également aux
réactions immunitaires. Le corps cellulaire des fibres sympathiques est situé dans le ganglion cervical supérieur. La
présence de fibres parasympathiques cholinergiques a fait
l’objet de controverses mais est maintenant établie (Borda
et al., 2007 ; De Couto Pita et al., 2009) sans que l’origine
des neurones cholinergiques ait été identifiée.
Figure 2.2 Équations réglant les flux vasculaires.
Artérioles : la différence de pression sanguine entre deux points
du vaisseau afférent est égale au produit de la résistance du
tube multiplié par le flux sanguin. La résistance vasculaire s’exprime en fonction du rayon du vaisseau élevé à un facteur de
puissance 4. Par conséquent, de faibles variations du diamètre
artériel entraîneront d’importantes modifications du débit sanguin. R : résistance vasculaire ; η : viscosité ; l : longueur du segment A-B.
Capillaires : le mouvement net de fluide à travers les parois
capillaires (Jv) est déterminé par l’équation de Starling qui prend
en compte la pression hydraulique capillaire (Pc), la pression
hydraulique interstitielle (Pi), la pression oncotique plasmatique
(πp), la pression oncotique interstitielle (πi), le coefficient de filtration (Kf) et le coefficient de réflexion (σ) qui représente la
perméabilité des capillaires aux protéines plasmatiques.
Si certaines fibres nerveuses entrent dans la pulpe via des
foramina accessoires, la majorité des éléments nerveux
pénètre la dent au niveau du foramen principal sous forme
de faisceaux de fibres myélinisées et amyéliniques. Ces faisceaux cheminent ensuite dans la partie centrale de la pulpe,
donnent naissance à quelques ramifications à destination des
zones périphériques où se produit une importante arborisation. La densité de l’innervation pulpaire est inégale. La région
radiculaire est moins richement innervée que la partie coronaire. Les régions des cornes pulpaires, qui sont également
les plus sensibles, ont une densité d’innervation nettement
supérieure au reste de la pulpe (Lilja, 1979 ; Lilja et al., 1982 ;
Gunji, 1982) (fig. 2.1).
Les terminaisons nerveuses sont observées dans l’ensemble
de la pulpe, mais c’est en périphérie que l’on en rencontre le
plus, notamment au voisinage des odontoblastes où elles
forment le plexus sous-odontoblastique (dit de Raschkow)
qui est constitué de fibres fines, majoritairement amyéliniques, ou de fibres myélinisées ayant perdu leur gaine de
myéline. Une partie des fibres nerveuses s’arborise à proximité des odontoblastes sans former de contacts synaptiques
classiques ; d’autres traversent la couche odontoblastique.
Certaines fibres nerveuses sont présentes dans la prédentine
et la dentine, à l’intérieur des tubules dentinaires, sur une distance d’environ 100 µm, sans atteindre par conséquent la
jonction amélo-dentinaire.
Remarque : il faut noter à ce propos que certaines observations suggérant que la jonction amélo-dentinaire est une
zone plus sensible que la dentine, plus interne, ne sont pas
valides scientifiquement.
Les fibres nerveuses intradentinaires sont des fibres qui sont
restées dans la dentine au fur et à mesure du déplacement
des odontoblastes et non des fibres qui ont colonisé l’espace
tubulaire ensuite. On dénombre environ 8 % de tubules
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Endodontie
innervés au niveau coronaire alors que cette proportion est
de 1 % dans la partie radiculaire (Fearnhead, 1957). Au niveau
des cornes pulpaires, la densité est plus élevée et se situe aux
alentours de 25 % (Byers et Närhi, 1999).
b - Innervation parodontale périradiculaire
L’innervation parodontale provient pour l’essentiel de fibres
nerveuses issues de la région apicale et qui se distribuent
ensuite dans le desmodonte, que rejoignent des fibres additionnelles issues de foramina accessoires de l’os alvéolaire
(Linden, 1990). Les fibres nerveuses amyéliniques et myélinisées sont réparties le long de la racine uniformément sur un
axe horizontal, mais avec des différences de densité verticale, décroissante à partir de l’apex où elle est le plus forte.
Les fibres amyéliniques et faiblement myélinisées sont finement arborisées dans le desmodonte sous forme de terminaisons libres. Les grosses fibres myélinisées se terminent
sous forme de récepteurs spécialisés, de forme et de structure diverses, dont de nombreuses terminaisons caractéristiques des mécanorecepteurs de type Ruffini. Une partie des
fibres nerveuses est connectée à des mécanorécepteurs à
bas et haut seuils de stimulation qui participent à l’analyse
des forces occlusales. D’autres sont des récepteurs nociceptifs et thermiques.
2 - Innervation sensitive
Note : l’innervation sensitive de la pulpe dentaire est assurée par des neurones en T dont le corps cellulaire est situé
dans le ganglion trigéminal.
sont des fibres Aβ à conduction rapide (jusqu’à 48 m/s)
(Närhi, 1985 ; Cadden et al., 1983). Ces catégories ne forment
pas elles-mêmes une classe homogène et plusieurs soustypes de fibres nerveuses peuvent être distingués.
Note : les fibres C sont dites polymodales en raison de leur
capacité à répondre à des stimulations chimiques, thermiques et mécaniques, mais elles n’ont pas toutes les
mêmes caractéristiques biochimiques.
b - Récepteurs
1 - Nocicepteurs et thermorécepteurs
Les fibres nerveuses assurent leur fonction de détection de
l’environnement grâce à des récepteurs dont il existe de
nombreux types (fig. 2.3).
Récepteurs TRP1 : la pulpe dentaire contient des récepteurs à
potentiel transitoire (TRP, transient receptor potentiel),
notamment de nombreux TRPV1 (sous-classe de récepteurs
TRP liant les molécules de la famille des vanilloïdes comme
la capsaïcine, le principe actif des piments) qui captent des
informations nociceptives thermiques et chimiques. Elle
contient également des récepteurs TRPV2 en moindre quantité, ainsi que des récepteurs TRPM8 et TRPA1 susceptibles de
capter des informations thermiques dans les gammes nociceptives et non nociceptives (Hermanstyne et al., 2008 ;
Alvarado et al., 2007 ; Ishikawa et Sugimoto, 2001).
Remarque : il est intéressant de remarquer que certains de
ces TRP sont également présents sur les odontoblastes (Son
et al., 2009) qui pourraient donc jouer un rôle dans la sensibilité thermique et la mécanotransmission. Tous ces récepteurs ne sont pas présents sur toutes les fibres nerveuses.
Plusieurs types cellulaires ont été décrits : de gros neurones
reliés à des fibres myélinisées et des neurones plus petits
reliés à des fibres amyéliniques ou faiblement myélinisées
(Kruger et al., 1989 ; Azérad et al., 1992 ; Ichikawa et al., 1995).
Les fibres sensitives intrapulpaires sont pour l’essentiel des
fibres de petit diamètre, amyéliniques ou faiblement myélinisées, captant des informations chimiques, thermiques et des
déformations mécaniques. Ces modifications de l’environnement sont détectées via des récepteurs spécialisés dont il
existe de nombreux types. Leur activité dépend de l’état
physiologique ou pathologique de la pulpe, c’est-à-dire de la
présence de diverses molécules, inflammatoires par exemple,
dans le milieu extracellulaire, présence qui est détectée par
de nombreux récepteurs. Les neurones sensitifs se projettent
dans le complexe sensitif trigéminal (CST) qui intègre les
informations sensitives orales dans les différentes subdivisions (Dallel et al., 2003). Le CST relaie ensuite ces informations à différentes structures cérébrales selon la nature, la
qualité et la quantité des informations.
D’autres récepteurs sont sensibles aux variations chimiques
du milieu. Les récepteurs ionotropiques2 de type ASIC (acid
sensing ionic chanel) sont sensibles à la présence des ions
H+ et détectent donc les variations de pH (Ichikawa et Sugimoto, 2002). Les récepteurs purinergiques de la famille des
P2X détectent l’adénosine triphosphate (ATP), ce qui en fait
des détecteurs des lésions tissulaires quand le contenu intracellulaire, riche en ATP, est libéré dans le milieu extracellulaire (Alavi et al., 2001 ; Renton et al., 2003 ; Cook et al., 1997).
Les récepteurs P2X3 sont principalement retrouvés dans les
neurones sensibles au GDNF. D’autres récepteurs fixent des
agents algogènes issus de la rupture des membranes cellulaires comme les récepteurs à la bradykinine B1 et B2 en cas
de lésion vasculaire. D’autres encore sont sensibles à la présence de molécules inflammatoires telles que l’histamine ou
a - Fibres nerveuses
Selon Byers (1984), 85 % des fibres nerveuses entrant dans
l’apex sont amyéliniques, de petit diamètre – inférieur à 1 µm
– et à faible vitesse de conduction (de – 0,5 à 2 m/s). Parmi
les 15 % de fibres myélinisées restantes, l’essentiel est constitué de fibres Aδ, plus rapides (de 4 à 30 m/s) et moins de 1 %
1. Récepteur TRP : récepteur potentiel transitoire. TRPV1 : sous-classe
de récepteurs TRP liant les molécules de la famille des vanilloïdes
comme la capsaïne, le principe actif des piments.
2. Récepteurs ionotropiques et métabotropiques : les premiers assurent
leur fonction biologique en laissant passer des ions à travers les membranes tandis que l’activation des seconds entraîne celle d’une enzyme
membranaire qui mobilise à son tour des voies de signalisations cellulaires.
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Physiologie de la pulpe saine
Dommage
tissulaire
Pression
K+
Extravasation
Vasodilation
TNF-α
IL6
Macrophage
LIF
Mastocyte
Bradykinine
H+ ATP NGF IL1-β
PGE2 His 5HT
Chaleur
CAPS
ASIC P2X TrkA IL1-R B1/B2 EP H1 5HT TRPV1 H+
Ca2+
Terminaison nociceptive
SP
NaV
(NaV1.7)
NaV
(NaV1.8, 1.9)
Figure 2.3 Principaux récepteurs présents sur les fibres nociceptives pulpaires (d’après Gohar, 2003).
TRPV1 : il est activé non seulement par des molécules exogènes
comme la capsaïcine, la substance irritante des piments, mais
également par des températures supérieures à 42 °C. Par ailleurs,
les ions H+ facilitent l’activation du récepteur. Le TRPV1 peut
donc être activé à des températures proches de la température
ambiante s’il est sensibilisé par l’acidité du milieu, ce qui est le
cas lors d’une inflammation. Il est également activé par des
molécules endogènes proches de l’acide arachidonique (AA).
TRPV2 : ce récepteur, à la structure proche de TRPV1, est activé
par des températures supérieures à 52 °C. Il ne semble pas
exprimé dans les mêmes neurones. Il existe également des
récepteurs TRPV3 et TRPV4.
TRPA1 : ce récepteur s’active à des températures inférieures à
17 °C, considérées comme nociceptives. Certains neurones
expriment à la fois TRPV1 et TRPA1, ce qui pourrait expliquer la
confusion des sensations paradoxales de brûlure ressenties lors
de stimuli froids. Il est également activé par certains composés
irritants comme l’huile de moutarde.
Récepteurs purinergiques : en cas de lésion tissulaire, l’ATP utilisé par les cellules pour transférer de l’énergie lors du métabolisme cellulaire peut être libéré dans le milieu extracellulaire. Il
active divers types de récepteurs, dits purinergiques, tels que le
P2X3.
ASIC : ces récepteurs canaux sont activés par des baisses de pH,
situations rencontrées dans les douleurs inflammatoires, les
hématomes, les ischémies cardiaques ou musculaires ou les cancers.
des neuropeptides libérés par réflexe d’axone par le nerf luimême : récepteurs à neurokinines de type NK1 qui fixent la
substance P (SP) ou récepteurs au CGRP (calcitonin gene-related peptide). Enfin, des récepteurs au glutamate (R-Glu) (Kim
et al., 2009) ont été identifiés, suggérant un rôle de cet acide
aminé excitateur dans le contrôle des réactions vasculaires
pulpaires (Jackson et Hargreaves, 1999 ; Hofman et al., 2003).
2 - Mécanorécepteurs
Certains récepteurs détectent les déformations tissulaires
via l’étirement des membranes. Ce sont par exemple les
récepteurs ENaC, TREK1 et TREK2, TRAAK et ASIC 3, qui sont
présents sur les fibres myélinisées pulpaires (Ichikawa et
Sugimoto, 2002 ; Ichikawa et al., 2005 ; Hermanstyne et al.,
2008) et qui semblent bien placés pour détecter les déformations liées aux déplacements de fluide dans les tubules.
3 - Récepteurs bactériens
Les récepteurs de type Toll (TLR, Toll-like receptors) sont présents dans la pulpe dentaire et notamment sur les odontoblastes qui jouent donc un rôle important dans la détection
et la réponse aux micro-organismes (Farges et al., 2009). Ils
sont également présents sur les fibres nerveuses (Griffiths
et al., 2007).
Important ! Ces récepteurs participent à de nombreuses
fonctions et jouent un rôle important dans les processus de
réparation cellulaire. Cependant, comme pour de nombreux
systèmes, la balance entre les effets bénéfiques réparateurs
et les effets néfastes dépend d’équilibres complexes liés à la
présence de nombreuses molécules du milieu considéré.
Les TLR ont par exemple été impliqués dans les mécanismes
de dégénérescence neuronale. Dans la pulpe, Wadachi et Hargreaves (2006) ont identifié les récepteurs TLR ainsi que le
CD14 qui joue un rôle de corécepteur au TLR, notamment pour
le lipopolysaccharide (LPS). Du fait de la présence de ces
récepteurs sur une population de fibres nociceptives (mais pas
uniquement), les auteurs ont suggéré que la douleur provoquée par les infections bactériennes était en partie véhiculée
par ces récepteurs. D’autres modèles animaux soulignent l’importance des TLR4 dans la douleur (Lan et al., 2010).
4 - Récepteurs aux cytokines/chimiokines
Les chimiokines (ou chémokines) sont de petites molécules
bioactives dont le rôle majeur est d’attirer les cellules portant leurs récepteurs par chimio-attraction. Les cellules attirées suivent un gradient de concentration en chémokines et
« remontent » ainsi vers la source d’émission du signal. Certaines chémokines sont dites homéostatiques et sont sécrétées en permanence. Elles peuvent par exemple contrôler les
cellules immunitaires comme les lymphocytes afin qu’ils
puissent réagir aux invasions de pathogènes en interagissant
avec les cellules dendritiques présentatrices d’antigènes.
D’autres ont un rôle dans le développement, guident l’angiogenèse ou certaines cellules vers des tissus spécifiques, délivrant des signaux critiques pour la maturation des cellules.
D’autres chimiokines sont inflammatoires et sont libérées par
de nombreux types cellulaires en réponse à des infections
bactériennes ou virales. Leur libération est souvent stimulée
par des cytokines pro-inflammatoires comme l’interleukine 1
(IL1). Elles servent principalement de chémo-attractants pour
les leucocytes, monocytes, neutrophiles, macrophages, guidant les cellules vers la lésion ou le site d’infection.
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Endodontie
Certaines chimiokines inflammatoires activent des cellules qui, à leur tour, vont déclencher une réponse immunitaire ou promouvoir la réparation tissulaire.
Comme dans la plupart des tissus, les cellules de la pulpe
dentaire réagissent aux agressions microbiennes en activant
des récepteurs de l’immunité acquise et innée qui vont
ensuite entraîner une cascade d’événements défensifs et/ou
réparateurs, mobilisant les cellules voisines et, à distance, les
odontoblastes, les fibroblastes, les macrophages et les mastocytes mais aussi les neurones. Les cytokines, molécules de
communication cellulaire, vont jouer les intermédiaires avec
chacune des rôles spécifiques. Il existe souvent une redondance des voies de signalisation. Une même cytokine peut
activer des récepteurs différents et plusieurs cytokines différentes peuvent activer un même récepteur. Toutes les cytokines et chémokines ne jouent pas le même rôle. Certaines
sont pro-inflammatoires, tels l’IL1, l’IL6, le facteur de nécrose
tumorale alpha (TNF-α, tumor necrosis factor alpha), et
d’autres sont anti-inflammatoires (IL10). Elles ne sont pas libérées au même moment de la réaction inflammatoire. Parmi
ces cytokines, la CCL2 (précédemment appelée MCP1, monocyte attractant protein), dont l’une des fonctions est d’attirer
les macrophages sur le site lésionnel, joue un rôle particulier
dans la douleur (Abbadie et al., 2009), tant nociceptif et
inflammatoire que neuropathique. La CCL2 est colocalisée
dans les neurones nociceptifs avec les peptides, tels que la
substance P (SP) et le CGRP, ainsi qu’avec le récepteur TRPV1.
Elle est libérée par les neurones et exerce un effet pro-nociceptif central et périphérique. Elle est également impliquée
dans les changements plastiques des cellules gliales observés
en condition de douleur chronique.
Important ! En fin de compte, l’activation et la sensibilisation de ces différents récepteurs vont modifier le voltage
des terminaisons nerveuses et donc leur excitabilité. Les
fibres qui portent les récepteurs peuvent donc détecter
des informations et les transmettre au corps cellulaire,
éventuellement aux terminaisons centrales, grâce à la présence de canaux ioniques, principalement sodiques et
potassiques, sur les membranes axonales. L’activation des
voies centrales permettra ensuite de donner naissance à
une sensation.
c - Canaux ioniques
Les fibres nerveuses de la pulpe dentaire saine contiennent
des canaux NaV1.7 et NaV1.8, TTX résistants1, qui jouent un
rôle dans la propagation des potentiels d’action. Ce sont les
cibles des anesthésiques locaux (Boucher, 2006). Les propriétés analgésiques de l’eugénol, utilisé depuis très longtemps
1. Il existe de nombreux sous-types de canaux Na, qui diffèrent selon
leurs sous-unités constitutives et le tissu considéré. Les neurones sensitifs contiennent des canaux NaV1.7, NaV1.8 et NaV1.9 que l’on peut sélectionner pharmacologiquement, par blocage avec certaines toxines
comme la tétrodotoxine (TTX). Les canaux NaV1.8, présents sélectivement sur les neurones sensitifs nociceptifs, résistent à l’action de la TTX.
en odontologie, semblent dues au blocage de ces canaux
dans certains types neuronaux (Park et al., 2009).
d - Terminaisons centrales
Après avoir cheminé dans les axones des neurones sensitifs
primaires, les potentiels d’action sont propagés jusqu’aux
extrémités centrales du neurone dans le complexe sensitif
trigéminal (CST) qui reçoit les informations sensitives captées
par les fibres nerveuses trigéminales. Situé dans le tronc
cérébral, il comprend deux noyaux : le noyau principal et le
noyau spinal, lui-même divisé en trois sous-noyaux : oral,
interpolaire et caudal, ce dernier prolongeant les cornes dorsales de la moelle cervicale. Le noyau principal est considéré
comme le relais des afférences sensitives oro-faciales de gros
diamètre, non douloureuses. Le noyau spinal, qui reçoit des
afférences de faible diamètre, joue un rôle important dans le
traitement des informations nociceptives, essentiellement
grâce aux sous-noyaux caudal et oral (Dallel et al., 2003). On
peut noter que 80 % des neurones du sous-noyau caudal
sont des neurones à convergence, qui intègrent donc des
informations nociceptives, tactiles et thermiques issues des
structures superficielles (peau, muqueuses) et profondes
(muscles, viscères) du métamère correspondant. Cette organisation permet de comprendre le caractère souvent diffus
et irradiant des douleurs trigéminales.
L’exemple de la pulpe dentaire est à cet égard intéressant : si
sa situation anatomique semble l’assimiler à une structure
superficielle, l’organisation anatomo-physiologique de ses
circuits d’intégration centrale, récemment mis en évidence
par imagerie fonctionnelle (Jantsch et al., 2005), est celle
d’un tissu profond, différente de celle des tissus superficiels.
Important ! Ces données sont cohérentes avec la symptomatologie des douleurs pulpaires – proches des douleurs
viscérales et caractérisées notamment par leur irradiation,
leur forte intensité sensorielle et émotionnelle – et l’importance des phénomènes de sensibilisation. Les douleurs
issues de la pulpe dentaire sont ainsi souvent ressenties à
distance, dans une autre dent ou dans un muscle.
3 - Innervation autonome
L’innervation de la pulpe comprend également des fibres du
système nerveux autonome, c’est-à-dire du système sympathique et parasympathique.
a - Système sympathique
De nombreux auteurs ont apporté les preuves histologiques
et fonctionnelles d’une innervation sympathique de la pulpe
dentaire chez l’animal et chez l’homme (Anneroth et Norberg, 1968 ; Pohto et Antila, 1968 ; Scott et al., 1972 ; Kerezoudis et al., 1992). Ces fibres efférentes sont originaires du
ganglion cervical supérieur et situées au voisinage des vaisseaux qu’ils entourent parfois et sont plutôt dans les parties
centrales de la pulpe. Cependant, des fibres sympathiques
ont été décrites dans le plexus sous-odontoblastique et dans
la couche odontoblastique, principalement au niveau des
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Physiologie de la pulpe saine
cornes pulpaires (Haug et al., 2001 ; Oswald et Byers, 1993 ;
Udmann et al., 1984). Elles sont principalement destinées aux
vaisseaux sanguins sur lesquelles elles exercent un contrôle
du diamètre via les péricytes et cellules musculaires lisses
des artérioles et des sphincters précapillaires qui permettent
de moduler le diamètre des vaisseaux et, subséquemment, le
débit sanguin. Elles exercent leur action via des catécholamines – la noradrénaline ou norépinéphrine (NA), l’adrénaline ou épinéphrine (A) – et le neuropeptide Y (NPY).
b - Système parasympathique
L’innervation parasympathique de la pulpe a parfois été discutée (Olgart, 1996) du fait de la non-spécificité des marqueurs utilisés et l’ambiguïté des arguments fonctionnels
(Sasano et al., 1995). Récemment, Borda et al. (2007) puis De
Couto et al. (2009) ont établi les preuves fonctionnelles d’un
contrôle cholinergique de l’activité vasculaire par des récepteurs muscariniques, via le monoxyde d’azote (NO) et les
prostaglandines (PG), dépendant de l’inflammation.
II - Physiologie de la pulpe saine
A - Sensations
Important ! En l’absence de moyens diagnostiques de routine non invasifs et fiables, la seule façon d’approcher l’état
physiologique de la pulpe reste la symptomatologie, c’està-dire l’étude des sensations issues de la pulpe, qu’elles
soient spontanées ou provoquées.
Normalement, les fibres intrapulpaires ne sont pas activables
de l’extérieur, sauf par des stimulations thermiques fortes du
fait de la protection liée à l’émail ou de stimulations électriques non physiologiques. Elles jouent un rôle trophique et
d’adaptation des conditions circulatoires aux besoins du
tissu, répondent aux stimulations physiologiques de la dent
(mastication) et accompagnent la sénescence pulpaire. Mais
lorsque la barrière amélaire a subi une effraction ou que l’attache parodontale migre en exposant le cément, certains
tubules communiquent alors avec l’extérieur et les stimuli
externes peuvent être transmis à la pulpe.
Les études psychophysiques chez l’homme indiquent qu’il
est possible de distinguer trois types de sensations principales issues des dents (Ahlquist et al., 1984 ; Anderson et
Naylor, 1962 ; Anderson et al., 1970 ; Brännström et al., 1962 ;
Nähri et al., 1992 ; Azérad et Woda, 1977) :
- une sensation initiale, définie comme « pré-douloureuse »,
ressentie pour les intensités de stimulation faibles, qui se
transforme en sensation de douleur aiguë quand l’intensité
du stimulus augmente ;
- une sensation de douleur aiguë brève et bien localisée ;
- une sensation de douleur sourde, intense et mal localisée.
À ces trois types de sensations semble correspondre le recrutement de différents types de fibres nerveuses :
2
- Aβ et Aδ, rapides pour les sensations de prédouleur ;
- Aδ, lentes ;
- C pour les sensations de douleur intense et mal localisée.
Ces distinctions recouvrent les notions de sensibilité « dentinaire » et de sensibilité « pulpaire » (Trowbridge, 1986), correspondant respectivement à l’activation de fibres de type A
superficielles et de fibres C profondes (Nähri et al., 1992).
Cependant, il semble critiquable d’assimiler les sensations de
faible intensité à des sensations prédouloureuses et cette
distinction pourrait résulter d’un a priori : l’innervation majoritairement amyélinique et faiblement myélinisée de la pulpe,
connue comme le support biologique de la douleur, a pu
conditionner les expérimentateurs à considérer la dent
comme une structure ne pouvant donner lieu qu’à des sensations de cette catégorie. Or la pulpe dentaire contient des
fibres de gros diamètre et des composantes mécaniques non
douloureuses ont été décrites (Carter et Matthews, 1989). Par
ailleurs, certaines sensations comme les démangeaisons ne
sont pas nécessairement des sensations de prédouleur (Ikoma
et al., 2006).
1 - Douleur « dentinaire »
a - Théorie hydrodynamique de Brännström
Cette théorie (Brännström, 1986 ; voir chapitre 1), selon
laquelle l’activation des fibres intrapulpaires résulte du
déplacement du contenu des tubules dentinaires à la suite
d’un stimulus mécanique thermique ou osmotique, est
aujourd’hui largement acceptée. Le déplacement des fluides
intratubulaires active ensuite les fibres nerveuses pulpaires
de type A (Nähri, 1985 ; Newton, 1969 ; Jyväsjärvi et Kniffki,
1987 ; Dong et al., 1985), évoquant une perception plus ou
moins douloureuse selon l’intensité du stimulus, qui ne dure
pas. Cette situation correspond à la stimulation des fibres de
type Aδ. Charoenlarp et al. (2007) ont déterminé, chez
l’homme, que le seuil de stimulation douloureuse était de
– 125 mmHg (pression négative) et 200 mmHg (pression positive), ce qui correspond respectivement à des flux de fluides
dentinaires de 3,29 nl/s/mm2 et 5,75 nl/s/mm2. Cependant,
la façon dont s’opère la transduction n’est pas encore élucidée. Plusieurs hypothèses ont été émises.
Pour certains, c’est l’odontoblaste qui effectue la transduction. Cette hypothèse de l’odontoblaste cellule sensorielle a
été émise depuis longtemps et a été renforcée par des observations récentes. Les odontoblastes disposent en effet de
capteurs mécaniques ou chimiques susceptibles de détecter
les variations du micro-environnement induit par ces déplacements (changement des concentrations de calcium par
exemple) sous forme de canaux ioniques mécanosensibles
(TRPM3, TRPV4, TREK1), de canaux potassiques activés par le
calcium (KCa) ainsi que de canaux sodiques voltage dépendants fonctionnels (Allard et al., 2006). Ils peuvent par ailleurs émettre des potentiels d’action en conditions
expérimentales (Allard et al., 2006). Ils pourraient donc
répondre directement aux mouvements des fluides et transmettre ensuite cette information (Magloire et al., 2009 et
2010).
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2
Endodontie
b - Transduction directe par les fibres nerveuses
Aucun des éléments précédemment cités n’est une preuve
certaine du rôle sensoriel des odontoblastes. De nombreuses
cellules sécrétrices sont excitables et les récepteurs observés pourraient jouer un autre rôle que celui de transduction.
De fait, il ne semble pas que la genèse d’une activité afférente après une stimulation dentinaire requière la présence
d’odontoblastes intacts (Lilja et al., 1982 ; Hirvonen et Närhi,
1986). Dans ce cas, les mouvements de fluides activeraient
directement les fibres nerveuses qui possèdent les mécanorécepteurs (voir plus haut). Les récepteurs sont également
des chémorécepteurs. Or, de nombreuses fibres Aδ sont également sensibles à des stimulations chimiques. Il est possible
que les déformations tissulaires induisent la libération de
molécules activant secondairement les récepteurs, comme
les lésions tissulaires induisent la libération de nombreux
ions et molécules directement ou indirectement (ATP, PG)
qui sont détectés secondairement par les fibres nerveuses.
2 - Douleur « pulpaire »
Important ! Une stimulation aiguë expérimentale de la
pulpe dentaire, telle qu’une stimulation thermique ou électrique élevée ou l’application d’agents chimiques comme la
bradykinine, donne lieu à une sensation de douleur intense,
mal localisée, pénible, véhiculée par les fibres C (Nähri
et al., 1992). Ces douleurs partagent les caractéristiques des
douleurs viscérales (Jantsch et al., 2005).
Du fait des convergences centrales, les douleurs sont souvent ressenties dans d’autres structures faciales, dentaires et
musculaires, ce qui les rend difficiles à localiser. Elles sont
dues à l’activation physiologique des fibres nociceptives, qui
répondent grâce à l’équipement biochimique décrit précédemment. Cependant, vu la diversité des fibres C présentes
dans la pulpe en termes de contenu neurochimique (neuropeptides, récepteurs), il est possible qu’une analyse plus
fine permette de distinguer des sensations plus nuancées
selon les modalités de stimulation (température, molécules
algogènes internes, etc.). Une des caractéristiques de ces
fibres est également d’être activées par l’anoxie et l’hypoglycémie. En cas de privation d’oxygène et/ou de glucose, l’activité spontanée des fibres C augmente considérablement, ce
qui pourrait expliquer les douleurs de pulpite lorsque la
microcirculation pulpaire est altérée.
B - Contrôle de la microcirculation
1 - Régulation tonique du débit sanguin
Les variations de flux sanguin sont difficiles à mettre en
évidence en conditions basales mais la pulpe, comme les
autres tissus de l’organisme, est soumise à des influences
régulatrices métaboliques, nerveuses, paracrines/endocrines et immunitaires. Les cellules actives dans ce processus sont nombreuses.
Les cellules musculaires lisses de la paroi des artérioles et des
veinules ainsi que les cellules endothéliales artériolaires et capillaires jouent un rôle actif. De plus, les cellules endothéliales sont
réunies par des gap-junctions qui permettent de les coupler et
de se comporter comme une unité fonctionnelle en cas de stimulation (de Wit et Griffith, 2010). Le rôle des péricytes qui les
entourent est de plus en plus exploré. Ils peuvent réguler la circulation capillaire via le glutamate dans d’autres modèles de
circulation terminale comme la rétine (Peppiatt et al., 2006 ;
Puro, 2007). Par ailleurs, des travaux récents indiquent que les
hématies pourraient participer aussi à cette régulation (Jensen,
2009) : parallèlement à leur rôle d’apport d’oxygène aux tissus,
elles peuvent agir comme des capteurs d’activité métabolique
et modifier en retour le débit sanguin. En effet, le diamètre des
capillaires fins est parfois peu supérieur à celui des globules
rouges, voire inférieur, et, dans ce cas, ces derniers s’y meuvent
grâce à la contraction de leur cytosquelette. La faible vitesse de
leur déplacement dans les capillaires et la proximité des parois
vasculaires favorisent ce rôle de senseur, qui fait par ailleurs intervenir la désoxygénation de l’hémoglobine, l’ATP et le monoxyde
d’azote (Jensen, 2009 ; Kleinbongard et al., 2007).
a - Régulation métabolique
Les besoins métaboliques de la pulpe en conditions normales
correspondent principalement, outre à l’entretien du tissu, à
l’activité dentinogénique des odontoblastes qui nécessite un
apport en nutriments et en oxygène important. Yu et al.
(2002) ont montré, chez le rat, une consommation hétérogène de la pulpe en oxygène plus élevée au niveau périphérique où sont les odontoblastes. La consommation moyenne
à ce niveau était de 3,2 ± 0,2 ml O2/min pour 100 g de tissu,
un chiffre voisin de la consommation cérébrale. Il a par ailleurs été montré que les variations gazeuses – diminution
d’oxygène et augmentation de gaz carbonique – induisaient
une augmentation du flux sanguin (Okabe et al., 1990 ; Yu
et al., 2002). D’autres molécules, comme l’ATP ou des ions H+,
produites par activité cellulaire peuvent influencer la microcirculation (Berggreen et al., 2003).
b - Régulation paracrine (autacoïdes)
Le système circulatoire est influencé par des molécules
vasoactives produites ou libérées à sa proximité, nommées
autacoïdes. Ce sont principalement des peptides (endothéline 1, bradykinine) et des éicosanoïdes, dérivés de l’acide arachidonique (prostaglandines, leucotriènes, thromboxanes).
1 - Endothéline
L’endothéline 11 (ET1) est un neuropeptide sécrété par l’endothélium vasculaire à partir de molécules précurseur clivées par
l’enzyme NEP (neutral endopeptidase, endopeptidase neutre)
qui dégrade également d’autres peptides comme la substance P. Elle a un effet vasoconstricteur puissant au niveau de
1. L’ET1 se fixe également sur le récepteur R-ET B exprimé à la surface des
cellules endothéliales et qui entraîne une légère vasodilatation. Dans ce
cas, les cellules endothéliales produisent plus de monoxyde d’azote (ou
NO) à effet relaxant sur les cellules musculaires lisses voisines.
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Physiologie de la pulpe saine
la pulpe dentaire (Yu et al., 2004 ; Berggreen et Heyeraas, 2003).
C’est également un stimulant de la prolifération cellulaire, de
la fibrose et de l’inflammation. Elle se fixe principalement sur
le récepteur à endothéline (ET) de type A (R-ET A) exprimé à la
surface des cellules musculaires lisses de la paroi des artères.
2 - Bradykinine
La bradykinine (BK) a des effets différents selon les tissus. Au
niveau des capillaires, c’est un puissant vasodilatateur dépendant de l’endothélium, dont les effets sont véhiculés par le
monoxyde d’azote après activation des récepteurs B1. Les taux
de bradykinine sont élevés dans les pulpites irréversibles. La
bradykinine agit directement sur l’endothélium vasculaire ainsi
que sur les neurones sensitifs en amplifiant la libération de
neuropeptides. Elle est par ailleurs fortement algogène.
Comme l’histamine, elle augmente la perméabilité vasculaire
et sa libération provient des veinules plutôt que des artérioles.
3 - Éicosanoïdes
Les dérivés de l’acide arachidonique issu de la dégradation
des lipides membranaires peuvent également modifier la vascularisation. L’administration de prostaglandines E2 (PGE2),
par exemple, augmente le flux sanguin et amplifie l’effet de la
bradykinine. L’anandamide, un endocannabinoïde qui module
également l’activité des récepteurs TRPV1, a des effets vasodilatateurs (Movahed et al., 2005 ; Taddei, 2005).
4 - Monoxyde d’azote
Le monoxyde d’azote est synthétisé à partir de l’arginine par
la NOS (nitric oxyde synthase, monoxyde d’azote synthétase),
par les cellules endothéliales, les macrophages et les neurones. Il joue un rôle dans la régulation basale du flux sanguin
pulpaire mais ne semble pas impliqué dans la régulation phasique (Kerezoudis et al., 1993a).
5 - Autres substances
Certains composés encore mal identifiés comme l’EDHF
(endothelium-derived hyperpolarizing factor, nom sous
lequel sont sans doute réunis plusieurs composés différents
dont l’action est similaire) semblent jouer un rôle important,
en particulier dans les vaisseaux les plus petits. Ils n’ont pas
encore été recherchés dans la pulpe.
6 - Adénosine
L’adénosine est une base purique qui joue un rôle important
dans les transferts d’énergie cellulaire. Elle exerce des effets
vasodilatateurs (Yu et al., 2004.)
2 - Régulation nerveuse de la circulation intrapulpaire
a - Système nerveux sensitif
Dans un tissu sain, les fibres nerveuses peuvent présenter
une activité faible spontanée ou déclenchée par des stimulations locales sans que celles-ci soient nécessairement
perçues par la conscience car trop faibles pour passer le
barrage des filtres synaptiques centraux.
Cependant, l’influx nerveux pouvant se propager dans les
deux sens, des potentiels d’action reviendront vers la périphérie dans les terminaisons collatérales à la zone d’excitation par excitation rétrograde. Il en résultera la libération a
retro de neuropeptides vasoactifs par un phénomène nommé
réflexe d’axone (fig. 2.4). Les molécules libérées telles que
substance P (SP), neurokinine A (NKA) et CGRP exercent un
effet vasodilatateur tonique sur les vaisseaux sanguins (Kim,
K+
PG
BK
Vaisseau
Terminaisons
nerveuses
A
Mastocyte
HIS
SP
Plaquette
5-HT
CGRP
BK
B
HIS
5-HT
Terminaisons nerveuses
voisines
SP
C
Figure 2.4 A. Les cellules lésées libèrent des ions potassium (K+)
et des molécules bioactives comme les prostaglandines (PG) ou
la bradykinine (BK). Les PG augmentent la sensibilité des terminaisons nerveuses aux stimulations chimiques, thermiques et
mécaniques. Les potentiels d’actions sont transmis vers le système nerveux central. B. Réflexe d’axone : les potentiels d’action émis par une terminaison peuvent se propager dans les
terminaisons voisines où ils vont provoquer la libération de
neuropeptides (substance P, CGRP, NKA). Ceux-ci provoquent
des changements vasculaires directs et indirects : vasodilatation, augmentation de la perméabilité vasculaire. C. La libération d’histamine (HIS) et de sérotonine (5-HT) par les mastocytes
et les plaquettes sensibilise les nocicepteurs voisins (d’après
Fields, 1987).
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Endodontie
1990 ; Heyeraas et al., 1994 ; Berggreen et Heyeraas, 2003). Le
mécanisme de ces effets est différent selon les neuropeptides. Substance P et NKA peuvent activer l’enzyme NOS qui
synthétise, à partir de l’arginine, le monoxyde d’azote, aux
propriétés relaxantes sur l’endothélium vasculaire ; le CGRP
exerce son effet via un mécanisme NOS indépendant (Hsu
et al., 2003). D’autres molécules telles que le glutamate
semblent exercer également des effets vasodilatateurs par
réflexe d’axone (Hofman et al., 2003 ; Braud et al., 2010).
b - Système nerveux autonome sympathique
L’élément principal de la vasoconstriction locale est
assuré par le système sympathique (Scott et al., 1972 ;
Kerezoudis et al., 1992) (fig. 2.5). Ces fibres exercent leur
effet via des catécholamines (NA, A, DA) et des neuropeptides (NPY).
Les catécholamines se fixent principalement sur des récepteurs adrénergiques α-1 et α-2, et dopaminergiques (D1-D6)
des parois vasculaires des artérioles et veinules avec des
effets principalement vasoconstricteurs (Yu et al., 2002). La
quantité de catécholamines varie selon l’état inflammatoire
ou non de la pulpe (Nup et al., 2001). Le récepteur Y1 (R-Y1) du
neuropeptide Y (NPY) a été détecté sur les parois des vaisseaux pulpaires de dents non cariées. Sur les dents cariées, il
a été observé sur les fibres nerveuses et des cellules inflammatoires (El Karim et al., 2006). Il y a donc une modulation de
l’expression du Y1 en réponse à la pénétration carieuse, suggérant donc un rôle dans le contrôle de l’inflammation pulpaire. Par ailleurs, Gibbs et al. (2008) ont montré que
Métabolisme cellulaire
Dilatation
+
ATP H
Cytokines
Contraction
CO2
NA
NPY
Cytokines
NO HormonesAdre
AT
BK
CGRP
Système nerveux sensitif
Système nerveux
autonome
orthosympathique
Autacoïdes
Système nerveux
ACh
His
autonome
parasympathique
SP
Cellules immunocompétentes
Figure 2.5 Principales influences modulatrices s’exerçant sur les
parois vasculaires : voies métaboliques, nerveuses, hormonales
et immunitaires mettant en jeu des substances biologiques de
natures diverses (catécholamines, neuropeptides, autacoïdes,
cytokines, ions, etc.). Voir le texte pour plus de détails.
l’activation du récepteur Y1 entraînait une inhibition de l’activité des nocicepteurs TRPV1 de la pulpe pouvant peut-être
expliquer pourquoi des pulpes enflammées n’étaient pas
nécessairement douloureuses.
c - Système nerveux autonome parasympathique
Récemment, Borda et al. (2007) puis De Couto et al. (2009)
ont établi les preuves fonctionnelles d’un contrôle cholinergique de l’activité vasculaire par des récepteurs muscariniques, via l’oxyde nitrique et les prostaglandines, dépendant
de l’inflammation. La libération d’acétylcholine (ACh) entraîne
la stimulation de récepteurs muscariniques présents sur l’endothélium vasculaire, les fibroblastes et les macrophages.
Dans l’endothélium, une telle stimulation entraîne la production d’oxyde nitrique via l’activation de la NOS. L’oxyde
nitrique diffuse vers les cellules musculaires lisses et provoque leur relaxation. L’activation des récepteurs m-ACh des
macrophages et des fibroblastes entraîne la libération de
PGE2, elle aussi vasodilatatrice.
d - Interactions sensitives et autonomes
Des interactions entre fibres autonomes et sensitives existent
aussi, qui permettent de réguler plus finement la vascularisation. Les fibres sympathiques, par exemple, exercent un effet
inhibiteur sur la libération de neuropeptides via un mécanisme adrénergique et NPY dépendant (Kerezoudis et al.,
1993b et 1993c ; Olgart et Kerezoudis, 1994).
D’autres mécanismes existent certainement et suggèrent des
interactions encore plus complexes. À titre d’exemple, certains canaux TRP présents sur les fibres nerveuses le sont également sur les vaisseaux et modulent le tonus vasculaire (Di
et Malik, 2010).
3 - Régulation endocrine
La pulpe est sensible à l’action de molécules hormonales.
Comme indiqué précédemment, elle contient des récepteurs
aux catécholamines qui peuvent capter l’adrénaline circulante. Cependant, cette composante semble faible par rapport à l’effet local des fibres nerveuses sympathiques. D’autres
hormones comme l’angiotensine exercent un effet vasculaire
dans la pulpe dentaire (Berggreen et Heyeraas, 2003 ; Souza
et al., 2007).
Important ! La pulpe dentaire est donc soumise à des
influences vasoconstrictrices et vasodilatatrices qui permettent de réguler le débit sanguin et de l’adapter aux
besoins physiologiques. Les fibres nerveuses jouent un rôle
important dans cette régulation mais ne sont pas les seules.
Les fibroblastes, par exemple, peuvent produire des molécules vasoactives.
Il faut aussi remarquer que certaines molécules n’ont pas d’effet vasodilatateur ou vasoconstricteur mais un effet sur la
perméabilité en modifiant le facteur k de l’équation de Starling, comme l’histamine, ou de modification du facteur σ de
réflexion de la pression oncotique comme l’IL1.
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Physiologie de la pulpe saine
En conditions basales, le flux sanguin est donc régulé par différentes molécules bioactives d’origines diverses. En cas de
situation de crise ou d’exposition à des agresseurs comme les
bactéries, les paramètres hémodynamiques vont changer. Si
la régulation du flux sanguin était traditionnellement vue
comme les effets de réponses vasomotrices immédiates et
d’adaptations à long terme via des changements structuraux
incluant le remodelage des vaisseaux, leur raréfaction, la collatéralisation et l’angiogenèse, de nouvelles données
indiquent plutôt un continuum plastique qui supprime les
frontières entre ces processus distincts en dessinant un lien
commun (Martinez-Lemus et al., 2009).
Au lieu de considérer le vaisseau sanguin comme une
structure statique comprenant adventice, cellules musculaires lisses et endothélium, on peut le voir comme des
cellules en constante adaptation à l’environnement local
mécanique, hémodynamique et neuro-humoral.
Les cellules musculaires, par exemple, peuvent modifier leurs
attaches entre elles et la matrice extracellulaire, permettant
ainsi un ajustement actif de leur position dans le mur vasculaire. Les effets à court terme sont relayés par des changements dans l’organisation du système du cytosquelette et
des molécules d’attachement, différents de l’activation initiale (Martinez-Lemus et al., 2009).
III - Réactions neuro-vasculaires
aiguës à un agent non infectieux
À la suite d’une stimulation aiguë non infectieuse, d’un fraisage dentinaire profond par exemple, les prolongements
odontoblastiques sont lésés, les fibres nerveuses peuvent
l’être également, ce qui aboutit à la libération de substances
algogènes dans le milieu interstitiel.
De même, si l’on fraise sans irrigation, l’échauffement
entraîne une stimulation des fibres et la formation de
lésions tissulaires qui vont entraîner un réflexe d’axone et
une réaction inflammatoire.
La libération a retro de neuropeptides vasoactifs déclenchera des phénomènes inflammatoires, en synergie avec le
système immunitaire, amplifiant les signaux intercellulaires
via par exemple les cytokines et chimiokines, recrutant les
cellules de défense et promouvant les mécanismes de réparation tissulaire (fig. 2.4). Selon la modalité, l’ampleur de la
stimulation et l’état du milieu, la réaction pourra varier
(Olgart et Kerezoudis, 1994) avec des effets biologiques différents. L’extravasation des protéines plasmatiques peut par
exemple accompagner ou non la réaction de vasodilatation
(Kerezoudis et al., 1993d). Dans divers modèles d’irritation
pulpaire, il a été observé une perte rapide de l’immunoréac-
tivité aux neuropeptides SP, CGRP et NKA dans les fibres nerveuses correspondant à leur libération dans le milieu, suivie
quelques jours plus tard par une augmentation, correspondant à une synthèse par le neurone et un bourgeonnement
des extrémités des terminaisons périphériques sensitives
(sprouting) (Byers et Nähri, 1999 ; Kimberly et Byers, 1988 ;
Khayat et al., 1988). Les fibres sympathiques ne sont pas
concernées par ce phénomène de bourgeonnement (Oswald
et Byers, 1993). Outre leur effet vasculaire, ces neuropeptides
ont un effet neurotrope. La substance P sensibilise les fibres
nerveuses et abaisse le seuil de sensibilité douloureuse.
Il en résulte une douleur provoquée, parfois spontanée,
immédiatement après l’agression selon son ampleur, mais
également une plus grande sensibilité aux tests de sensibilité thermique (allodynie thermique) dans les jours suivant
l’intervention.
La régulation de ces trois neuropeptides n’obéit pas aux
mêmes mécanismes.
On rencontre également une élévation de leur taux dans les
dents cariées, notamment symptomatiques, confirmant la
participation des neuropeptides aux phénomènes douloureux (Rodd et Boissonade, 2000).
Cet état est normalement réversible. Il correspond à ce qu’on
appelle une hyperémie pulpaire.
IV - Méthodes cliniques
d’exploration de la santé pulpaire
Essentiel : les tests permettant l’exploration de la « vitalité
pulpaire » reposent sur l’exploration de la fonction nerveuse ou de la fonction vasculaire (Rowe et Pitt Ford, 1990 ;
Gopikrishna et al., 2009 ; Abd-Elmeguid et Yu, 2009a et
2009b). S’ils permettent, dans la majorité des cas, d’atteindre leur objectif, c’est-à-dire d’évaluer la fonction pulpaire, ils ne sont malheureusement pas complètement
fiables et conduisent parfois à des faux négatifs (dents pulpées dont la stimulation ne provoque pas de sensation) et à
des faux positifs (dent à pulpe nécrosée dont la stimulation
provoque une sensation). L’anamnèse médicale ainsi que les
examens clinique et d’imagerie sont donc des éléments diagnostiques complémentaires indispensables.
A - Exploration de la fonction nerveuse
Important ! Ces tests sont les plus simples et les plus
employés en clinique. Ils reposent sur l’excitation des fibres
nerveuses et l’analyse des sensations qui en résultent.
Ces tests permettent essentiellement de stimuler les fibres
de type A, situées plus en périphérie et dont les seuils d’excitation sont plus faibles que les fibres de types C. Plusieurs
types de tests de sensibilité sont disponibles.
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Endodontie
1 - Tests thermiques
Ils consistent à appliquer un stimulus froid ou chaud de
courte durée sur une surface dentaire, ce qui ne provoque
pas de dégâts lorsque la pulpe est saine et le stimulus
contrôlé (Rickoff et al., 1988 ; Ingram et Peters, 1983).
3 - Limites des tests électriques et thermiques
Remarque : si ces tests thermiques et électriques apportent
des renseignements cliniques souvent pertinents, ils ne
sont malheureusement pas totalement fiables (Trope et
Sigurdsson, 1998 ; Fuss et al., 1986).
a - Test au froid
L’application d’un stimulus froid (bâtonnet de glace, neige
carbonique, coton refroidi par un spray réfrigérant de
chlorure d’éthyle ou de dichlorodifluorométhane) pendant quelques secondes entraîne un mouvement sortant
de fluides dentinaires et une sensation de froid plus ou
moins douloureuse selon les caractéristiques du stimulus.
Cette sensation disparaît avec l’application du stimulus dans
le cas d’une pulpe saine (Trowbridge et al., 1980) mais peut
persister en cas de pulpe pathologique. Un froid intense
appliqué pendant longtemps peut stimuler les fibres C et
provoquer une douleur intense. Par ailleurs, si le froid produit
une stimulation rapide des fibres Aδ, il produit également
une vasoconstriction qui diminue la pression pulpaire et l’excitabilité des fibres nerveuses (Cohen et Burns, 2002).
b - Test au chaud
L’application de chaleur sur les surfaces dentaires produit
un mouvement entrant de fluides et entraîne une sensation plus ou moins douloureuse et brève en cas de stimulation faible, due à l’activation des fibres nerveuses Aδ. En
cas de stimulation intense et prolongée, une douleur
intense due à l’activation des fibres C peut être ressentie
(Nähri, 1985). Cette sensation persiste après la cessation du
stimulus.
Cette stimulation thermique s’effectue en clinique par application de gutta réchauffée ou d’eau chaude. Ces tests doivent
être effectués avec précaution car la gutta se ramollit en
effet à 65 °C et peut être chauffée jusqu’à 200 °C. L’élévation
de température des surfaces dentaires obtenues peut être
importante et suffisante pour créer des dommages pulpaires.
Les tests au chaud sont considérés comme moins fiables que
les tests au froid (Gopikrishna et al., 2009).
2 - Test électrique
La stimulation électrique se fait avec un pulp tester qui permet de délivrer un courant électrique via une électrode
monopolaire. En conditions normales, le courant induit la
propagation d’un courant dépolarisant jusqu’à la pulpe permettant d’activer préférentiellement les fibres Aδ
(Greenwood et al., 1972). Le patient ressent alors une sensation plus ou moins douloureuse selon l’intensité du stimulus.
Leur sensibilité (probabilité que le test soit positif si la maladie est présente) est de 0,83 pour le test au froid, de 0,86
pour le test au chaud et de 0,72 pour le test électrique, pour
une spécificité (soit la probabilité d’obtenir un test négatif
chez les non-malades) respective de 0,93, 0,48 et 0,88 (Peterson et al., 1999). La probabilité de ne pas avoir de réponse
sensible par une pulpe nécrotique est de 89 % avec le test au
froid, de 48 % avec le test au chaud et de 88 % avec le test
électrique (Peterson et al., 1999). Même s’il existe une corrélation significative entre l’absence de réponse aux tests et la
présence d’une pulpe complètement nécrosée (Seltzer et al.,
1963 ; Lundy et Stanley, 1969), il est impossible d’être sûr à
100 % de la signification d’un test. Les raisons sont multiples.
a - Diffusion du stimulus
Les tissus durs, et notamment l’émail du fait de sa densité
minérale importante et de son organisation compacte, s’opposent à la pénétration du stimulus qui diffuse aux structures
parodontales adjacentes. Plus l’épaisseur des tissus durs est
grande, moins les stimuli atteindront la pulpe facilement.
Note : le patient peut donc ne rien ressentir, ou ressentir
une sensation qui, en réalité, ne proviendra pas de la pulpe.
Les tests électriques sont particulièrement sensibles à ces
limitations.
Ils doivent donc être l’objet d’une attention particulière (isolation de la dent, pose d’une pâte conductrice entre l’électrode et la dent, choix du site de stimulation) (Mumford et
Newton, 1969a et 1969b ; Myers, 1998 ; Lin et al., 2007). Les
problèmes de diffusion du stimulus sont accentués par la
présence d’obturations ou d’éléments métalliques qui
conduisent mieux la chaleur et l’électricité que les tissus
dentaires et peuvent les diffuser aux structures adjacentes.
Par ailleurs, le courant électrique diffusant le long de lignes
de moindre résistance, une pulpe nécrosée peut par exemple
transmettre l’électricité au parodonte. Le problème est particulièrement difficile à résoudre pour les dents pluriradiculées présentant une nécrose partielle.
b - Dent immature
Les dents à racine immature ont des seuils de sensibilité plus
élevés et nécessitent des stimuli plus importants que les
dents normales pour provoquer une réponse (Fulling et
Andreasen, 1976 ; Klein, 1978).
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Physiologie de la pulpe saine
c - Traumatisme
Remarque : du fait de la rupture des fibres nerveuses ou
d’un problème fonctionnel lié au traumatisme (inflammation, anoxie, sidération nerveuse), les fibres nerveuses
peuvent ne pas répondre en dépit d’une vascularisation
conservée (Olgart et al., 1988, Teitler et al., 1972).
Cave et al. (2002) ont montré que des dents sujettes à des
forces orthodontiques ont des seuils de réponse aux tests
électriques plus élevés que les autres. Le retour de la réponse
en cas de choc ou d’activation orthodontique peut prendre
plusieurs semaines (Ozçelik et al., 2000).
d - État psychique/physiologique du sujet
Reiss et Furedi (1993) et Schaffer (1958) ont rapporté que la
réponse aux tests varie dans le temps. Ce manque de reproductibilité traduit vraisemblablement les variations de l’état
physiologique et psychique du patient. L’application d’un stimulus à la surface de la dent constitue une situation particulière où le patient appréhende l’effet de la stimulation ou
anticipe les réponses attendues par le praticien ; il existe
donc un contexte particulier qui va conduire certains sujets à
déclarer des sensations non ressenties (Cooley et Robinson,
1980). Par ailleurs, la stimulation dentaire entraîne en règle
générale celle des mécanorécepteurs parodontaux responsable d’une sensation que le patient peut interpréter à tort
comme issue de la pulpe. Il est donc nécessaire de renouveler les tests en incluant des phases où le stimulus n’est pas
appliqué réellement (coton sans le froid par exemple, application de l’électrode sans passage de courant, etc.).
Note : l’état physiologique du patient et, notamment, sa
consommation de molécules neurotropes telles que benzodiazépines, alcool, antalgiques peuvent modifier les seuils
de sensibilité (Rost et Schenck, 1978).
Enfin, il faut bien avoir présent à l’esprit le fait qu’il n’y a pas de
corrélation entre la réponse aux tests pulpaires et l’état histophysiologique de la pulpe (Mumford, 1967 ; Dummer et al., 1980),
comme il existe une faible corrélation entre symptômes cliniques et histopathologie pulpaire (Tyldesley et Mumford, 1970).
4 - Autres tests
a - Test de cavité
Ce test peut être utilisé en dernier recours pour déterminer
la vitalité pulpaire quand il persiste un doute. Il consiste à
réaliser une cavité à travers l’émail puis la dentine, sous spray
refroidissant et sur dent isolée par une digue.
Si le patient ressent une sensation douloureuse, le test est
positif et la dent peut être restaurée.
b - Test anesthésique
L’identification de la dent causale peut être difficile en cas
de douleurs intenses, persistantes et mal localisées ou référées. Si les tests pulpaires n’ont pas été concluants, une anesthésie para-apicale ou intraligamentaire peut être instructive,
la cessation de la douleur permettant d’identifier la dent
causale.
B - Exploration de la fonction vasculaire
Remarque : comme en témoignent certains cas de traumatismes où la vascularisation de la pulpe peut persister sans
que l’on puisse détecter une réponse nerveuse, c’est la fonction vasculaire qui est prépondérante dans le maintien de la
vitalité pulpaire.
L’exploration de la fonction vasculaire peut se réaliser au
laboratoire grâce à différentes méthodes : thermographie,
photopléthysmographie, débitmétrie laser Doppler, oxymétrie pulsée. Cependant, en raison des limitations de ces techniques et notamment des difficultés d’utilisation au cabinet
dentaire en routine et de leur coût, seules deux techniques
sont actuellement utilisées en clinique : la débitmétrie laser
Doppler et l’oxymétrie pulsée, essentiellement à des fins de
recherche.
1 - Débitmétrie laser Doppler
La débitmétrie laser Doppler (Moor Instruments, Devon,
Royaume-Uni, ou Perimed, Crapone, France) repose sur le
principe de l’effet Doppler et la transmission de la lumière
par les tissus dentaires. Un faisceau laser incident est émis à
la surface de la dent, transmis à travers l’émail puis les tubules
dentinaires jusqu’à la pulpe. Il est réfléchi par les cellules sanguines en mouvement et capté par un récepteur. L’analyse du
décalage de fréquence entre le faisceau incident et le faisceau réfléchi permet de mesurer la vitesse du mouvement et
donc le flux sanguin.
Cette technique est indolore, non invasive et reproductible (Matthews et Vongsavan, 1993). Elle est particulièrement intéressante pour les dents jeunes et a prouvé son
utilité pour évaluer la vitalité de pulpes traumatisées ne
répondant pas aux tests de sensibilité (Olgart et al., 1988).
En revanche, l’épaisseur des tissus durs, leur capacité à transmettre la lumière, la présence de caries et le volume pulpaire
sont des facteurs limitant l’amplitude du signal (faux négatifs). Du fait de la diffusion lumineuse, le flux sanguin parodontal peut contaminer les mesures (faux positif) (Ingólfsson
et al., 1994 ; Hartmann et al., 1996).
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Endodontie
2 - Oxymétrie pulsée
Important ! Le principe de l’oxymétrie pulsée (OP) repose sur
le fait que l’absorption de la lumière par un soluté dépend de
sa concentration à une longueur d’onde donnée. L’oxymétrie
pulsée utilise les propriétés de l’hémoglobine dans le rouge et
l’infrarouge : l’oxyhémoglobine absorbe plus de lumière dans
l’infrarouge que la déoxyhémoglobine, et vice-versa dans le
rouge visible. Les changements pulsatiles de volume sanguin
induisent donc des variations dans la lumière absorbée qui permettent de déterminer la saturation sanguine en oxygène.
Cette technique a subi plusieurs modifications depuis son
introduction par Schnettler et Wallace (1991) qui laissent
augurer d’un avenir intéressant (Kahan et al., 1996 ; Gopikrishna
et al., 2006). Gopikrishna et al. (2007), par exemple, ont établi une sensibilité de 100 %. Cependant, comme pour la technique de débitmétrie laser Doppler, les caractéristiques
optiques de la dent sont des limitations à son utilisation
comme l’est l’importance de la source du signal. Un flux trop
faible ne permettant pas de mesures fiables (Gopikrishna
et al., 2009).
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