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Gynécologie
Physiologie de la contraction utérine
Cours de Gynécologie
 
Obstétrique
 
 

Ultrastructure des fibres myométriales et mécanismes moléculaires de la contraction :

A - ULTRASTRUCTURE DE LA CELLULE MYOMÉTRIALE :

Le myomètre est constitué de cellules musculaires lisses, entourées d’une matrice conjonctive qui représente 37 à 57 % du volume de l’organe.

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Le tissu conjonctif a un rôle plastique et de transmission des forces contractiles engendrées par les cellules musculaires.

Il contient également des fibroblastes, et livre passage aux vaisseaux sanguins et lymphatiques et aux nerfs.

Les cellules musculaires lisses sont fusiformes.

Leur taille est très variable, de 5 à 10 µm de diamètre et de 50 à 800 µm de longueur selon les conditions hormonales et d’étirement.

Elle s’accroît notamment au cours de la grossesse et sous influence oestrogénique.

Certains éléments de la cellule musculaire lisse possèdent un intérêt fonctionnel particulier.

1- Membrane plasmique :

Elle possède la structure trilamellaire classique des cellules eucaryotes, et est séparée du tissu conjonctif environnant par une mince lame basale.

Elle est déformée par des digitations qui augmentent la surface cellulaire.

Les caveolae, ou vésicules de surface, sont des invaginations de la membrane plasmique de 70 à 120 nm de diamètre, distribuées en rangées parallèles au grand axe de la cellule.

Elles sont en général situées à proximité du réticulum sarcoplasmique et des mitochondries.

Leur présence augmente d’environ 70 % la surface cellulaire.

On leur attribue un rôle dans les échanges ioniques, mais leur fonction n’est pas encore définie avec certitude.

Les bandes denses, ou corps denses membranaires, sont des structures opaques aux rayons X, situées à la face interne de la membrane plasmique, dont elles forment un épaississement sans en altérer la structure trilamellaire.

Elles sont allongées selon le grand axe de la cellule, et servent de point d’ancrage aux filaments d’actine et aux filaments intermédiaires qu’elles relient à la membrane plasmique.

Leur richesse en a-actinine leur a fait attribuer un rôle similaire à celui des stries Z du muscle strié.

Elles sont également l’équivalent membranaire des corps denses cytoplasmiques.

La liaison entre deux bandes denses de cellules voisines forme une jonction intermédiaire qui permet le couplage mécanique entre les deux cellules.

En microscopie électronique, elles apparaissent comme des zones denses de 1 à 2 µmde long sur 0,4 µm d’épaisseur, avec un espace intercellulaire de 40 à 60 nm contenant un matériel dense aux électrons.

Les gap junctions sont des structures perméables aux ions et aux petites molécules, qui assurent le couplage électrique et chimique entre les cellules.

Les gap junctions du myomètre semblent jouer un rôle important au moment de la parturition, et seront décrites plus en détail.

2- Structures intracellulaires :

– Le réticulum sarcoplasmique est présent dans les cellules musculaires lisses sous forme de citernes aplaties et d’un réseau de tubules transverses.

Le réticulum sarcoplasmique rugueux est préférentiellement situé de part et d’autre du noyau, tandis que le réticulum sarcoplasmique lisse est plus volontiers localisé à proximité de la surface cellulaire, et plus particulièrement des caveolae.

Par endroits, la distance séparant le réticulum sarcoplasmique de la membrane plasmique est inférieure à 15 nm.

L’existence de « ponts » opaques aux électrons à ce niveau suggère un couplage fonctionnel entre ces deux structures.

Le rôle du réticulum sarcoplasmique est fondamental dans la régulation de la concentration en calcium intracellulaire, et représente le principal site de stockage du calcium.

– Les mitochondries ont, comme le réticulum sarcoplasmique, deux localisations préférentielles : de part et d’autre du noyau, et à proximité de la membrane plasmique.

Elles sont le site du métabolisme oxydatif, dont les activités enzymatiques augmentent au cours de la gestation.

Leur rôle dans la régulation de la concentration du calcium cytoplasmique semble limité.

3- Appareil contractile :

Plus de 80 % du volume de la cellule musculaire lisse sont occupés par l’appareil contractile : filaments fins, épais, intermédiaires, et corps denses.

Le reste de la cellule est occupé par le noyau, le réticulum sarcoplasmique et les mitochondries.

– Les filaments épais ou filaments de myosine ont un diamètre d’environ 16 nm et une longueur variable de 1 à plusieurs µm, supérieure à celle des filaments épais du muscle strié.

Ils résultent de l’agencement particulier des molécules de myosine, qui s’organisent longitudinalement avec une périodicité de 14,3 nm.

La molécule de myosine, d’un poids moléculaire total de 470 kD, est hexamérique, constituée de deux chaînes lourdes (heavy chains) et de deux paires de chaînes légères (LC : light chains).

Chacune des deux chaînes lourdes a une conformation globulaire dans sa partie N terminale et une queue hélicoïdale commune de 150 nm.

Cette structure est comparable à celle de la myosine du muscle strié, mais les deux molécules sont immunologiquement différentes, ce qui témoigne de leur composition différente en acides aminés.

À chaque tête globulaire sont associées deux chaînes légères, l’une de 17 kD (LC 17) dont le rôle est inconnu, et l’autre de 20 kD (LC 20) qui a une action primordiale dans la régulation de l’interaction de la myosine avec l’actine.

La tête globulaire de la myosine possède trois sites fondamentaux pour la contraction :

– un site d’interaction avec l’actine ; – un site de fixation de la chaîne légère de 20 kD dont la phosphorylation est le principal élément régulateur de la contraction ;

– un site enzymatique à activité ATPase.

L’hydrolyse de l’adénosine triphosphate (ATP), induite par la phosphorylation de la LC 20, fournit l’énergie nécessaire à l’interaction actine-myosine et donc à la contraction.

– Les filaments fins ont un diamètre de 7 nm.

Ils sont formés essentiellement de monomères d’actine organisés en une double hélice de longueur variable, atteignant plusieurs micromètres.

L’actine du muscle lisse ne diffère de celle du muscle strié que par quelques acides aminés en position N terminale.

Le rôle de l’actine du muscle lisse dans la régulation de sa propre interaction avec la myosine, est cependant moins important que dans le muscle strié.

Les filaments fins contiennent également, par ordre décroissant de concentration, de la tropomyosine, de la caldesmone et de la filamine.

La troponine, élément régulateur de l’interaction actinemyosine dans le muscle strié, est absente du muscle lisse.

– Les filaments intermédiaires, d’un diamètre de 10 nm, sont constitués principalement de deux protéines : la desmine, majoritaire, et la vimentine.

Ils n’ont pas d’action contractile propre, mais semblent jouer un rôle dans la constitution du cytosquelette, en association avec les corps denses auxquels ils sont amarrés.

– Les corps denses sont des structures opaques aux électrons, réparties dans tout le cytoplasme.

Ils sont très similaires aux bandes denses membranaires précédemment citées.

Comme ces dernières, ils sont riches en a-actinine et sont, de ce fait, considérés comme des équivalents fonctionnels des stries Z du muscle strié.

Les corps denses servent de point d’ancrage aux filaments d’actine ainsi qu’aux filaments intermédiaires, contribuant ainsi à la constitution du cytosquelette.

B - RÉGULATION DE L’INTERACTION DES PROTÉINES CONTRACTILES :

Le glissement des filaments d’actine entre ceux de la myosine permet le raccourcissement du muscle.

Les têtes globulaires de la myosine s’accrochent à l’actine par un site spécifique, puis se décrochent de façon répétitive (cross bridge cycle), produisant à chaque mouvement élémentaire un déplacement d’un filament par rapport à l’autre.

Il est bien admis actuellement que c’est l’élévation de la concentration intracellulaire en calcium libre audelà de 1 µM qui contrôle ce phénomène.

Dans le muscle lisse, c’est essentiellement au niveau de la myosine que se produit la régulation de l’interaction avec l’actine.

Cette interaction nécessite en effet la phosphorylation des chaînes régulatrices de 20 kD de la myosine, sous l’action de la kinase de la chaîne légère de la myosine (MLCK : myosin light chain kinase).

Seule la myosine phosphorylée est en mesure, du fait d’un changement de sa conformation, d’interagir avec l’actine au niveau d’un site spécifique de la tête globulaire.

Cette interaction est consommatrice d’énergie.

L’activité de la MLCK dépend elle-même de deux facteurs : la concentration intracellulaire du calcium libre [Ca2+]i et celle de l’adényl monophosphate cyclique (AMPc) dont les effets sont opposés.

Lorsque [Ca2+]i est supérieur ou égal à 1 µM, le calcium se fixe à la calmoduline, formant un complexe calcium-calmoduline. Ce dernier se lie à la MLCK et l’active en modifiant sa conformation.

La MLCK catalyse alors la phosphorylation de la LC 20 de la myosine, autorisant l’interaction actine-myosine.

À l’inverse, l’élévation de l’AMPc intracellulaire active une protéine kinase AMPc-dépendante capable de phosphoryler la MLCK, ce qui la rend inactive par diminution de son affinité pour la calmoduline, et s’oppose donc à la contraction.

La phosphorylation de la LC 20, dont témoigne l’activité ATPase, est corrélée à la vitesse du raccourcissement musculaire.

Cependant, dans le muscle lisse vasculaire, en cas de stimulation prolongée, la force de contraction peut être maintenue, alors que la phosphorylation de la LC 20 ainsi que la consommation d’ATP diminuent.

Cet état, appelé latch (loquet), est responsable d’une contraction soutenue à faible dépense d’énergie. Il se caractérise par le maintien des ponts entre l’actine et la myosine, bien qu’il n’y ait pas de cycle d’accrochage-décrochage.

Il n’y aurait pas, dans le muscle lisse utérin, d’état latch. En effet, la corrélation entre la contraction et le degré de phosphorylation de la LC 20 est étroite dans ce muscle, que ce soit au cours du développement ou du maintien de la tension.

La diminution du calcium libre cytoplasmique est responsable de l’inactivation de la MLCK et de la déphosphorylation des LC 20 par une phosphatase spécifique, de régulation mal connue, aboutissant à la relaxation.

Une notion émergente est aussi le rôle des petites protéines G, comme RhoA et Rac-1, apparentées à Ras, qui régulent l’assemblage des filaments, tels que l’actine non musculaire, conduisant à des changements de la morphologie des cellules musculaires, de même que de leur capacité à développer une force.

Le développement d’une force (c’est-à-dire la contractilité) pour un niveau donné d’activation par le Ca2+ est déterminé en partie par le nombre des contacts focaux adhésifs entre l’actine et les filaments intermédiaires du cytosquelette des cellules, aussi bien qu’entre les cellules du muscle.

Un nombre accru de contacts focaux fournit un échafaudage plus rigide, et le résultat en est un transfert de force augmenté dans la cellule et entre cellules, avec une longueur de raccourcissement accrue et une augmentation de la force développée.

En outre, une augmentation de la phosphorylation de la MLCK doit augmenter la contractilité du muscle lisse, comme le suggèrent les études qui indiquent que la concentration du Ca2+ intracellulaire n’est pas toujours un bon indice prédictif de la contractilité.

La pertinence de ce mécanisme pour la contraction du muscle lisse est apparue avec la découverte que RhoA peut contrôler la phosphorylation de la myosine, l’étape critique qui règle le taux d’interaction par ponts mutuels des filaments contractiles.

L’interaction de RhoA et de la sous-unité MLCK-phosphatase régulatrice conduit à l’inhibition d’activité de la MLCK-phosphatase, augmentant la phosphorylation de la myosine et, de là, la contraction.

Le guanosine 5’-O- (thiotriphosphate) augmente la phosphorylation de la MLCK par inhibition de la MLCK-phosphatase, et RhoA est peut-être impliqué.

RhoA interagit avec la protéine kinase N (apparentée à la protéine kinase C) et avec la Rho-kinase.

Les deux kinases deviennent activées par interaction ou par liaison avec RhoA-GTP (RhoA lié au guanosine triphosphate [GTP], actif).

Kimura et al ont découvert que la Rho-kinase phosphoryle la sous-unité catalytique de MLCK-phosphatase, ce qui empêche l’activation de MLCK-phosphatase, probablement en facilitant la sortie de MLCK-phosphatase de la sous-unité catalytique.

Ainsi, l’idée générale est que l’activation Rho (probablement sous l’influence de facteurs de croissance) conduit à sa redistribution dans la membrane cellulaire, et par la suite à l’interaction ou au recrutement de protéine kinase N, Rho-kinase, et de leurs substrats qui sont peut-être déjà présents dans la membrane.

Le mécanisme d’inactivation de ce système impliquerait probablement l’activation d’une RhoA-GTP hydrolase via des protéines activatrices de la GTPhydrolase.

Il est intéressant de noter que les sites d’attachement des fibres, les adhésions focales, sont les points par lesquels le cytosquelette communique avec la matrice extracellulaire via les récepteurs des intégrines.

Ainsi, on pourrait s’attendre à ce que les changements de force puissent induire une signalisation par les récepteurs des intégrines, probablement pour contrôler la signalisation de RhoA par mécanisme de feed-back ou de feedforward.

Les niveaux de RhoA et Rac-1 sont augmentés plus de trois fois dans les myocytes de l’utérus humain gravide versus non gravide, et dans l’utérus de rate, la stimulation par l’ocytocine ou la dépolarisation KCI augmentent la translocation de RhoA du sarcolemme au cytosquelette.

Ces observations suggèrent que le signal RhoA peut promouvoir une contractilité accrue à terme.

C - RÉGULATION DE LA CONCENTRATION DU CALCIUM LIBRE INTRACELLULAIRE :

La concentration du calcium libre intracellulaire [Ca2+]i est le principal facteur de régulation de la contraction utérine.

Elle évolue de 0,1 µM à l’état de repos, à une concentration supérieure ou égale à 1 µM lors de la contraction.

Plusieurs phénomènes peuvent être à l’origine des variations du [Ca2+]i :

– la dépolarisation de la membrane plasmique induite par les potentiels d’action (couplage électromécanique) met en jeu les canaux calciques dépendants du voltage (VOC : voltage operated channel) dont l’ouverture permet la diffusion passive du calcium extracellulaire [Ca2+]e =1 mM) vers le cytoplasme ;

– la liaison d’un agoniste à son récepteur membranaire (couplage pharmacomécanique) peut provoquer l’ouverture d’un canal calcique récepteur dépendant (ROC : receptor operated channel) et/ou, via l’activation de la phospholipase C (PLC), la formation d’inositol triphosphate (IP3) qui provoque la libération du Ca2+ stocké dans le réticulum sarcoplasmique ;

– les stimuli mécaniques de la cellule musculaire pourraient également favoriser l’entrée de Ca2+ par l’ouverture de canaux sensibles à l’étirement (stretch-activated channels).

Ces derniers canaux ont été peu étudiés dans le muscle utérin.

1- Entrée de calcium liée à la dépolarisation membranaire :

Le gradient de Ca2+ entre le cytoplasme et le compartiment extracellulaire est de l’ordre de 104.

Les échanges ioniques sont minimes lorsque la membrane est à son potentiel de repos, mais augmentent de façon spectaculaire lorsque se produit une dépolarisation.

Le potentiel de membrane est la résultante d’une répartition inégale des différents ions de part et d’autre de la membrane.

Ces gradients sont induits par des systèmes actifs de transport ionique consommateurs d’énergie (ATP), et maintenus grâce à la faible perméabilité de la membrane aux ions dans les conditions de repos.

Le potentiel de repos est d’environ - 50 mV dans la cellule myométriale (-35 à -60 mV selon les espèces et les conditions physiologiques).

Il est influencé par les stéroïdes sexuels, diminué par l’estradiol et augmenté par la progestérone, et il s’abaisse au cours de la grossesse.

La cellule peut devenir perméable aux ions grâce aux canaux ioniques, complexes protéiques hydrophiles traversant la membrane.

Ces canaux peuvent être plus ou moins spécifiques d’un ion, et leur activation (ouverture) est conditionnée par différents mécanismes, dont la dépolarisation membranaire (canaux voltage-dépendants).

Les études de conductance des canaux aux ions ont bénéficié des techniques de voltage-clamp. Un potentiel donné est imposé à la membrane de la cellule, et la conductance peut alors être étudiée en fonction du temps pour ce potentiel donné.

On constate que la perméabilité de la membrane aux ions se modifie sensiblement à partir du seuil où apparaît le potentiel d’action.

On observe un mouvement entrant de charges positives qui accentue la dépolarisation et ainsi de suite, le processus s’autocatalysant.

Plus récemment, la technique de patch-clamp a permis de nouveaux progrès.

Une microélectrode de verre, d’un diamètre d’environ 1 µm, est apposée au contact de la membrane cellulaire et y est maintenue par une légère dépression.

La surface membranaire située à l’intérieur de l’électrode est ainsi isolée électriquement et chimiquement du milieu environnant.

On peut alors imposer à ce fragment membranaire (ou patch) un potentiel donné.

L’étude peut se faire sur un fragment membranaire d’une cellule « attachée » à l’électrode, ou sur un fragment isolé de la cellule ou encore sur une membrane cellulaire entière.

Cette technique permet d’identifier précisément les différents types de canaux intervenant dans la membrane étudiée.

L’utilisation des inhibiteurs des canaux calciques a permis de démontrer l’importance des VOC dans la régulation de la contraction utérine.

La nicardipine, anticalcique de la classe des dihydropyridines, inhibe la contractilité spontanée des lambeaux utérins, ainsi que les contractions induites par une stimulation électrique.

Cette action des inhibiteurs calciques a fait proposer leur utilisation comme agents tocolytiques.

2- Mécanisme de libération du Ca2+ intracellulaire :

On a, aujourd’hui, une image plus claire des mécanismes de contrôle de la mobilisation du Ca2+ dans le muscle lisse.

Le Ca2+ est libéré des sites de stockage intracellulaires par quanta, différemment appelés sparks (étincelles) ou STOC (spontaneous transient outward currents) dans les cellules musculaires.

Les récepteurs et canaux responsables de ces modes de libération du Ca2+ sont le SR RyR (récepteur ryanodine du réticulum sarcoplasmique) et l’IP3R (récepteurs des inositols triphosphates), respectivement.

Les RyR sont activés par le Ca2+ qui entre par les VOC, tandis que les IP3R sont activés par la PLC.

Ces récepteurs impliqués dans le relargage calcique ont deux propriétés importantes.

Ils ont une réponse en forme de cloche au Ca2+ ; des concentrations basses facilitent la sortie du Ca2+ (feed-back positif), des concentrations élevées (supérieures au micromolaire) inhibent la sortie du Ca2+ (feed-back négatif).

Le mécanisme de réponse positif est aussi appelé Ca2+ induced-Ca2+ release.

La libération ponctuelle et brève (70-500 ms) du Ca2+ se produit juste au-dessous de la membrane cellulaire, et engendre seulement des petites fluctuations de courant parce que ces quanta activent seulement des canaux ioniques locaux.

Bien que petits, ces sparks joueraient un rôle essentiel dans la signalisation calcique globale par le recrutement des VOC.

Dans le myocarde, les quanta de Ca2+ sont amorcés par l’association intime des VOC présents dans les invaginations des tubules T du sarcolemme, avec les RyR situés sur le réticulum sarcoplasmique.

Dans le muscle lisse, des signaux calciques globaux de faible intensité stimulent la contraction, tandis que des signaux d’intensité élevée émis dans la région sous-membranaire (par exemple, les sparks) provoquent la relaxation.

Dans d’autres tissus, l’activation des récepteurs membranaires provoque une augmentation de la concentration des IP3, qui augmente la fréquence des sparks et la sensibilité au Ca2+ des IP3R voisins.

Cela coordonne l’émission des quanta calciques et aboutit à leur addition en vagues de Ca2+.

Le processus de recrutement progressif permet des réponses graduées, malgré la nature régénératrice ou positive des sparks.

Le plus important est la ségrégation spatiale des signaux de Ca2+.

Par exemple, dans le muscle lisse artériel, l’élévation globale de Ca2+ en vagues déclenche la contraction, tandis que les sparks produits par les RyR placés près du sarcolemme provoquent la relaxation.

Cette interaction complexe entre IP3R et RyR contrôle les niveaux du Ca2+, et ainsi le tonus du muscle lisse.

Parce que les sparks se produisent près du sarcolemme, ils peuvent activer des canaux KCa, qui agissent pour rétablir le potentiel de membrane local, et ces dernières réactions inhibent l’activation des VOC.

Ces modèles fournissent une base logique importante pour comprendre la dynamique du tonus myométrial pendant la grossesse, et pointent plusieurs sites potentiels d’action pour des médiateurs de nature diverse induits spécifiquement pendant la grossesse.

Au moins deux sous-types de RyR sont exprimés, au niveau des ARNm (acide ribonucléique messager), dans le myomètre à terme.

3- Relaxation des fibres musculaires liée à la diminution de [Ca2+]i :

Elle nécessite que [Ca2+]i atteigne des valeurs inférieures ou égales à 0,1 µM, et implique un mouvement de Ca2+ vers le milieu extracellulaire contre le gradient électrochimique, ainsi qu’une mobilisation vers les sites de stockage intracellulaires.

Au niveau de la membrane plasmique, une Mg2+-Ca2+-ATPase est responsable de l’efflux de Ca2+, mais l’existence d’un transport calcique non lié à l’activité ATPase membranaire totale a été également démontrée.

Il existe aussi un échange Na+-Ca2+ au niveau de la membrane plasmique du muscle utérin, mais qui est moins important que dans le muscle cardiaque.

Ce mécanisme, qui échange trois ions Na+ contre la sortie d’un ion Ca2+, est électrogénique et ne nécessite pas de consommation d’ATP.

Au niveau du réticulum sarcoplasmique, la principale pompe calcique serait également une Mg2+-Ca2+-ATPase, différente de celle de la membrane plasmique.

Elle est insensible à la calmoduline et de poids moléculaire inférieur (100 kD au lieu de 130 kD).

La mobilisation de Ca2+ vers le réticulum sarcoplasmique paraît aussi facilitée par la présence dans le réticulum sarcoplasmique de protéines qui lient spécifiquement le Ca2+, telles que la calséquestrine.

D - GAP JUNCTIONS :

La parturition se caractérise par l’apparition de contractions intenses, régulières et coordonnées, qui affectent de façon synchrone l’ensemble des cellules musculaires lisses du myomètre.

À l’inverse, pendant la grossesse, l’utérus est quiescent ou présente des contractions de faible intensité, incoordonnées et « inefficaces », en termes d’effets expulsifs.

Les fibres myométriales sont douées d’une activité mécanique spontanée, fortement influencée par l’environnement hormonal, et accompagnée d’un témoin électrique sous la forme d’une dépolarisation ample et brève appelée potentiel d’action.

Il semble que chaque cellule soit capable de s’activer spontanément, c’est-àdire que chaque fibre puisse être pacemaker.

Ce phénomène est caractérisé par une dépolarisation lente ou semi-lente de la membrane cellulaire qui, quand elle atteint un certain seuil, aboutit à la survenue d’un potentiel d’action.

D’autre part, les cellules myométriales peuvent présenter un potentiel d’action sans dépolarisation lente ou semi-lente préalable, en cas d’activité électrique propagée.

La cellule est alors dite pace-follower.

Les gap junctions, sites de passage ionique privilégiés entre les cellules, assurent un couplage électrique intercellulaire, et permettent vraisemblablement la transmission des potentiels d’action d’une cellule à l’autre.

L’ultrastructure des gap junctions a été étudiée par microscopie électronique à haute résolution et par diffraction des rayons X.

Il s’agit de particules intramembranaires à arrangement très serré.

Chacune des particules observées est composée de six sous-unités protéiques réparties de façon hexagonale, entourant un pore central.

Ces unités de communication ou connexons font saillie de part et d’autre de la membrane plasmique qu’ils traversent, et font face à des structures identiques au niveau de la membrane plasmique adjacente, permettant la formation de canaux intercellulaires.

L’espace intermembranaire est réduit à ce niveau à 2 nm.

Les canaux sont perméables aux ions inorganiques, à divers métabolites (tels que peptides et glucides) et aux seconds messagers.

Les molécules dont le diamètre excède 1,6 à 2 nm, ce qui correspond à un poids moléculaire d’environ 1 000 D, ne peuvent pas traverser ces pores.

Régulation du couplage intercellulaire :

Elle intervient à deux niveaux.

– Il existe une régulation rapide de l’ouverture et de la fermeture des canaux.

Parmi les facteurs induisant la fermeture des canaux, on peut citer l’abaissement du pH intracellulaire, l’augmentation de la concentration intracellulaire du calcium, de l’AMPc, de la guanosine monophosphate cyclique (GMPc) et de certaines drogues anesthésiques telles que l’halothane ou l’heptanol.

– Il existe également une régulation de la synthèse et de la dégradation des gap junctions (GJ).

Ce mécanisme est plus lent, et semble dépendre principalement des stéroïdes sexuels et des prostaglandines, vraisemblablement via une action génomique.

Les oestrogènes induisent la formation de gap junctions dans le myomètre de plusieurs espèces, telles que la rate ou la souris.

À l’opposé, la progestérone inhibe la production de gap junctions induite par la castration ou par les oestrogènes chez l’animal non gravide.

Les antiprogestérones induisent le travail et la présence de gap junctions chez la rate.

Les prostaglandines induisent également une synthèse accrue de gap junctions tandis que les inhibiteurs de la cyclo-oxygénase diminuent la surface membranaire occupée par ces jonctions.

Dans la grande majorité des espèces étudiées, le nombre des gap junctions et leur surface augmentent de façon significative juste avant et pendant le travail.

La distribution des gap junctions (GJ) n’est pas nécessairement homogène dans les tissus.

Une des sous-unités des connexines les mieux étudiées est la C43, une protéine de 43 kD exprimée dans le myocarde, le myomètre et de nombreuses autres cellules.

Clairement, il y a encore beaucoup à comprendre sur la façon dont les connexines dictent leurs fonctions diverses, en particulier dans le myomètre.

La dynamique des GJ suggère leur rôle dans la facilitation du processus de parturition.

Cependant, le modèle spatial d’expression de la C43 dans les myocytes utérins n’a pas fini d’être exploré.

Des études ultrastructurales chez les rongeurs révèlent que la superficie des GJ augmente immédiatement avant le terme.

Atteignant un maximum au début du travail, elle diminue ensuite rapidement.

Dans l’utérus humain, l’augmentation est plus graduelle tout au long de la gestation.

La surface des GJ est augmentée par les oestrogènes et diminuée par la progestérone.

L’expression de la C43 myométriale est oestrogène-dépendante, bien que seulement des séquences partielles de la séquence consensus qui détermine la réponse canonique aux oestrogènes aient été identifiées dans la région promotrice du gène de C43, suggérant l’intervention d’autres éléments.

À la parturition, C43 est distribué de façon homogène dans les deux couches du muscle de l’utérus de rate, suggérant que l’expression étendue de C43 est importante pour le processus.

Les PG augmentent l’expression de C43, et sont peut-être à la base de l’augmentation prématurée de l’expression C43 dans le myomètre humain lors d’accouchement prématuré.

Malgré une augmentation principale de la protéine C43 et du nombre des GJ assemblées, le niveau des ARNm de C43 varie de façon incertaine dans l’utérus de rongeur à terme, suggérant que l’assemblage des GJ est un des éléments critiques dans la dynamique du processus mis en jeu au moment de la parturition.

Récemment, la présence d’une autre sous-unité de connexine de 45 kD a été démontrée dans le myomètre de rate.

La C45 est à un niveau identique dans l’utérus non gravide et gravide, elle diminue juste avant le terme, et ensuite augmente dans la période post-partum.

Cependant, le fait de savoir si les GJ sont critiques au processus de la parturition, facilitatrices, ou simplement corrélatives n’est pas définitivement établi.

L’énorme augmentation de la concentration locale d’autacoïdes utérotoniques (par exemple, OT et les prostaglandines) est peut-être suffisante pour assurer la coordination adéquate de la contractilité utérine au moment de l’accouchement.

Il faut remarquer que l’invalidation du gène de C43 perturbe dans le coeur des voies-clefs de la conduction myocardique, conduisant certes à une fonction détériorée, mais que le myocarde se contracte toujours chez ces animaux mutés.

Mesure de l’activité utérine :

A - ÉLÉMENTS D’ANATOMIE FONCTIONNELLE :

1- Au niveau cellulaire :

L’organisation des filaments du muscle lisse échappe à une description systématique, contrairement au muscle strié, dans lequel l’agencement des filaments en myofibrilles possède un aspect strié caractéristique.

Les filaments de myosine ont une orientation apparemment désordonnée, « au hasard » dans toutes les directions de l’espace.

Ils sont entourés des filaments d’actine, beaucoup plus nombreux (rapport actine/myosine voisin de 14) et mieux organisés en rangées hexagonales à la coupe.

Plusieurs auteurs ont cherché à définir des modèles de description de cette architecture.

Small décrit un arrangement longitudinal des corps denses cytoplasmiques auxquels sont fixés les filaments d’actine.

Ce modèle combine les éléments contractiles (filaments fins et épais) et ceux du cytosquelette (filaments intermédiaires et corps denses).

De même, dans le modèle de Bond et Somlyo, les filaments intermédiaires et ceux d’actine sont reliés aux corps denses cytoplasmiques et membranaires.

Filaments fins et intermédiaires forment une double trame hélicoïdale.

Les filaments épais de myosine sont situés entre ceux de l’actine.

Cette organisation permet le glissement des filaments fins entre les filaments épais et aboutit, lors de la contraction, au raccourcissement de la cellule dans toutes les directions.

Cette architecture multidirectionnelle, à l’inverse du muscle strié, permet aux cellules musculaires lisses de s’adapter à la forme de l’utérus, à ses modifications trophiques, et d’adapter leur effort à la configuration du contenu utérin.

2- Tissu conjonctif :

La matrice conjonctive qui solidarise les cellules musculaires, joue également un rôle important dans la transmission et la répartition des forces développées par chaque cellule au cours de la contraction utérine.

Elle a de plus une fonction plastique dans le maintien de la forme de l’utérus.

La transmission des forces exercées par l’appareil contractile aux fibres collagènes du tissu conjonctif a pour intermédiaire la membrane plasmique des cellules, et la lame basale qui lui est apposée.

Sur le versant externe, la lame basale est constituée, comme le tissu conjonctif environnant, de collagène, de glycoprotéines de structure et de protéoglycanes.

Certaines fibres de la lame basale ont une extension vers la membrane plasmique à laquelle elles s’attachent, tandis que d’autres, plus épaisses, se prolongent dans l’espace intercellulaire, et assurent ainsi la continuité de transmission des forces, entre l’intérieur de la cellule et le tissu conjonctif extracellulaire.

Il existe également des zones de discontinuité de la lame basale au niveau desquelles les fibres collagènes sont directement apposées à la membrane plasmique.

La force exercée par une cellule peut enfin être transmise aux cellules voisines indépendamment du tissu conjonctif, par l’intermédiaire de jonctions mécaniques appelées par certains « jonctions intermédiaires », formées par l’appariement de deux corps denses membranaires de cellules contiguës.

Sur le versant interne de la membrane, l’effort fourni est transmis directement aux corps denses membranaires par les filaments d’actine et par les éléments du cytosquelette (filaments intermédiaires) qui s’y insèrent.

Le pourcentage de fibres musculaires au niveau de la région isthmique (15 %) est environ le double de celui du cervix (8 %), mais moitié moindre qu’au niveau du corps utérin (28 %), témoignant du fait que cette région est une zone de transition entre la composante dynamique expulsive du corps, et la composante viscoélastique antiexpulsive du col utérin.

3- Disposition des couches musculaires et conséquences fonctionnelles :

Un autre point à considérer est l’hétérogénéité du muscle utérin.

Le myomètre est constitué de deux tuniques musculaires.

Chez les rongeurs, les cellules de la tunique circulaire interne proviennent des canaux de Müller, tandis que les cellules de la longitudinale externe sont dérivées du tissu conjonctif situé entre les fibres circulaires et le péritoine.

Les deux tuniques musculaires myométriales présentent des réactivités très différenciées aux agonistes utérotoniques et relaxants, ainsi qu’à l’influence des stéroïdes.

Curieusement, les gap junctions, on l’a déjà signalé, sont soumises au même type de régulation et avec la même intensité dans les deux tuniques musculaires, qui ne sont donc pas différenciées pour ce paramètre.

Chez la rate parturiente, il y a une coordination 1/1 de l’activité contractile des deux tuniques myométriales, et le muscle longitudinal initie en règle générale l’activité du muscle circulaire.

La séparation chirurgicale des deux tuniques interrompt leur coordination, et la circulaire redéveloppe alors un rythme indépendant.

La coordination entre les tuniques est vraisemblablement d’origine myogénique, puisque insensible à l’action de la tétrodotoxine ou aux antagonistes adrénergiques et muscariniques.

Il est donc important, dans l’étude des régulations cellulaires de l’activité utérine, d’envisager les réponses de chaque tunique musculaire isolément.

L’organisation du myomètre en couches musculaires distinctes, circulaire interne et longitudinale externe, caractéristique chez les mammifères à cycle oestrien, est plus difficile à systématiser chez les primates.

Chez ces derniers, trois constituants sont classiquement individualisés :

– une couche interne au contact de la décidue, dont l’orientation serait plus ou moins à prédominance circulaire ;

– une couche externe située sous la séreuse ;

– et une couche moyenne caractérisée par l’abondance des éléments vasculaires, et la disposition plexiforme du tissu musculaire.

La réalité anatomique des deux couches musculaires interne et externe est indiscutable chez les primates, et corroborée par des caractéristiques biochimiques différentes.

On ignore pourtant si ces couches ont une signification fonctionnelle précise, comme elles l’ont chez les mammifères à utérus tubulaire, où les mouvements combinés de péristaltisme et de segmentation contribuent à coordonner la progression des foetus de portées multiples.

Il est possible, mais non démontré, que d’un point de vue téléogénique, l’action coordonnée des couches externe et interne du myomètre des primates contribue à assurer le meilleur positionnement du foetus à son entrée dans la filière pelvienne.

B - ACTIVITÉ MÉCANIQUE DE L’UTÉRUS :

1- Grands principes :

Goerttler affirmait en 1930 que les faisceaux musculaires effectuaient un parcours en spirale, d’autant plus incliné qu’ils étaient plus haut situés.

Selon cette notion, la croissance et la contraction utérine entraînaient une verticalisation progressivement complète des fibres.

L’effacement et la dilatation du col seraient la conséquence exclusive de la contraction utérine.

Rosa a fait remarquer que la forme de l’utérus gravide diffère selon l’âge de la gestation (selon le modèle de la baudruche que l’on gonfle), et ceci est en rapport avec la tension pariétale locale et l’épaisseur du myomètre :

– une première phase (6-30 semaines d’aménorrhée) serait caractérisée par la distension de l’espace fundique et l’excroissance sphérique de l’entonnoir supra-isthmique ;

– dans un deuxième temps, les renforcements isthmiques supracervicaux s’incorporent au corps utérin ;

– les derniers mois de la grossesse sont marqués par la distension du fond utérin, qui s’amincit sous la poussée de la croissance foetale.

Une approche plus simplificatrice et réductionniste consiste à assimiler l’utérus à un organe sphérique.

Dans ce cas, la formule de Laplace donne la pression intracavitaire p en fonction de la tension pariétale (T), de l’épaisseur de la paroi (e) et du rayon de la sphère (r) : p = 2Te/r.

Cette formule exprime le fait que plus l’utérus se développe, plus la tension pariétale nécessaire pour obtenir une pression suffisante devra être élevée.

En d’autres termes, pour obtenir une pression expulsive identique à celle d’un utérus non gravide, les fibres musculaires de l’utérus à terme devront développer une tension très supérieure, obtenue vraisemblablement par modification des caractéristiques biochimiques des fibres musculaires, mais également par une augmentation de la taille (hypertrophie) et du nombre des cellules musculaires (hyperplasie).

2- Étude de la contraction utérine in vitro. Méthodologies :

Une approche courante utilise des lambeaux musculaires prélevés en différents sites de l’utérus et maintenus en survie dans des solutions physiologiques, oxygénées et tamponnées.

Ces méthodologies, simples à mettre en oeuvre (lambeaux de 100 mg environ, 2 X 5 X 10 mm), demeurent la technique de référence pour la caractérisation pharmacologique des récepteurs de surface présents dans le myomètre.

Les variations de tension musculaire sont le plus souvent enregistrées en condition isométrique à l’aide de jauge de contraintes, mais il est également possible de travailler en condition isotonique, plus sensible à certains agonistes.

C’est la variation de longueur du muscle qui est alors enregistrée.

Chez l’animal, il est possible, lorsque les tuniques musculaires croisent à angle droit, en orientant judicieusement les lambeaux selon l’axe principal des fibres circulaires ou longitudinales, de dissocier l’activité musculaire propre à chacune de ces couches.

Chez la femme, cette dissociation est plus aléatoire, du fait de la difficulté à repérer une orientation précise des fibres musculaires.

Les études électrophysiologiques utilisent des microélectrodes pour la mesure des variations spontanées du potentiel de membrane ou des courants ioniques en potentiel imposé (voltage clamp).

La mesure des flux ioniques par les techniques de patch clamp complète les mesures de l’activité mécanique.

La réponse étudiée est l’intensité d’un courant ionique, qui peut être modulée par des agonistes ou des antagonistes spécifiques.

Ces techniques sont résolutives jusqu’à l’échelle d’un canal ionique unique.

Les résultats de ces méthodologies sont en règle confrontés aux mesures des sites récepteurs à l’aide de radioligands (études de liaison), d’anticorps (immunohistochimie) ou de sondes complémentaires d’ARNm (hybridation in situ).

La mesure des concentrations locales des agonistes endogènes par des méthodes biochimiques ou radio-immunologiques complète les informations obtenues.

3- Étude de la contraction utérine in vivo :

Par nature non invasives excepté chez l’animal d’expérience, les méthodes se subdivisent en deux groupes : la tocodynamographie et le recueil de l’électromyogramme utérin.

* Tocographie externe :

Un dispositif manométrique placé sur l’abdomen en regard du fond utérin permet d’apprécier les variations d’intensité et de fréquence de la contraction utérine.

Très utilisée du fait de son innocuité et de sa simplicité, cette méthode souffre d’une évaluation incomplète de l’intensité vraie des contractions et du tonus de base.

* Tocographie interne :

Un cathéter ouvert empli de sérum physiologique, connecté à un capteur de pression externe, et dont l’extrémité libre est placée par voie transcervicale dans la cavité amniotique (membranes rompues) ou plus souvent entre la paroi utérine et les membranes (poche des eaux intacte) permet d’enregistrer la pression endoluminale globale (PIU : pression intra-utérine).

En assimilant le contenu utérin à une sphère remplie d’eau dans laquelle la pression est égale en tous points, la pression intra-utérine reflète, selon la loi de Laplace, l’état de la tension pariétale.

D’une grande fiabilité, cette technique est utilisée comme méthode de référence et comme méthode de surveillance du travail, dans certaines situations obstétricales difficiles (par exemple : utérus cicatriciels, dystocies dynamiques).

La pression hydrostatique (principe des vases communicants) peut être une source d’erreur, en particulier pour l’évaluation du tonus de base, car il faut en principe que l’extrémité libre du cathéter intra-utérin soit située au même niveau que l’extrémité qui est connectée au capteur de pression.

* Quantification de l’activité utérine :

La pression intra-utérine est exprimée en mm de mercure (mmHg) ou en pascal (Pa) qui est l’unité légale de pression. 1 newton/m2 : 1vkPa = 7,5 mmHg ; 1 mmHg = 0,133vkPa.

Les paramètres le plus fréquemment pris en compte sont :

– le tonus de base, qui correspond à la pression absolue la plus basse recueillie entre deux contractions ;

– l’amplitude ou intensité totale de la contraction, qui est la pression absolue maximale enregistrée au cours de la contraction ;

– l’intensité vraie, qui est la différence entre l’intensité totale et la valeur du tonus de base ;

– la fréquence des contractions, qui est le nombre de cycles de pression par unité de temps ;

– la durée des contractions, qui est le temps pendant lequel la pression intra-utérine s’élève au-dessus du tonus de base.

La pression amniotique est toujours positive par rapport à la pression barométrique et à la pression intra-abdominale.

Le tonus de base pourrait correspondre, dans certains cas, à un type très particulier d’activité contractile désynchronisée.

D’autres composantes passives peuvent également rendre compte du tonus de base.

Il règne dans les chambres intervilleuses une pression hémodynamique estimée à environ 10 mmHg, qui peut se transmettre intégralement à la cavité amniotique.

En fait, la faible viscoélasticité des membranes chorioamniotiques limiterait cette composante.

Le tonus de base semble plus directement lié à la tension passive de la paroi utérine.

Cette tension dépend des propriétés élastiques des éléments musculaires et conjonctifs du tissu myométrial.

L’élévation du tonus de base au cours de la parturition peut être la condition d’une meilleure efficacité de la contraction.

En effet, l’étirement initial des fibres (longueur de « repos ») correspond à un accroissement de la force active développée selon les classiques courbes de relation tension/longueur qui s’appliquent également au myomètre.

En dépit des travaux qui lui ont été consacrés, l’analyse de la forme des contractions, phases ascendante et descendante, au cours du travail spontané ou dans différentes conditions pathologiques, n’a pas permis jusqu’à présent de dégager des traits unanimement admis qui soient d’intérêt diagnostique ou pronostique.

Une des raisons est le manque, encore actuellement, d’un modèle clair pour reconstruire une image satisfaisante de l’activité utérine globale à partir des activités locales.

La démarche inverse exprime au contraire l’activité utérine de façon synthétique, en évaluant la surface comprise sous la courbe de la pression intra-utérine.

Produit d’une pression (et donc d’une force, selon la loi de Laplace) par une durée, la surface sous la courbe de PIU a la dimension d’un travail au sens physique du terme.

Divers systèmes électroniques, analogiques ou numériques, permettent le calcul automatique, en temps réel ou non, de l’aire comprise sous la courbe de PIU.

Ces systèmes souffrent du fait qu’ils demandent au départ un signal exempt d’artefact et surtout fiable dans le temps.

Historiquement, Caldeyro-Barcia a simplifié le problème par l’adoption des unités Montevideo (UM), produit de l’intensité vraie par la fréquence moyenne des contractions pendant 10 minutes.

L’usage reconnu de ces unités exprime le fait que cette approximation est souvent suffisante en pratique clinique.

* Activité de l’utérus non gravide :

La contractilité utérine se modifie au cours du cycle menstruel, et les contractions des menstruations sont très comparables en fréquence et durée aux contractions de la parturition pour des raisons de dimension de la cavité utérine, les pressions endocavitaires de l’utérus non gravide sont très supérieures à celles de l’utérus gravide).

En phase préovulatoire, les contractions sont fréquentes mais peu intenses.

En phase per- et postovulatoire, le tonus de base élevé suggère une activité asynchrone et quasi permanente des différents sites utérins.

Chez le macaque, primate à cycle menstruel et dont l’anatomie utérine est homomorphe de celle de la femme, l’enregistrement des activités locales par électromyographie a confirmé les hypothèses émises chez la femme.

* Activité de l’utérus pendant la gestation et la parturition :

L’étude historique de Caldeyro-Barcia décrit classiquement que l’activité utérine reste inférieure à 20 UM jusqu’à la 30e semaine.

Ceci correspond à l’existence de très faibles contractions survenant à la fréquence de une par minute.

De temps en temps, des contractions plus amples (10 à 20 mmHg) survenant à la fréquence de une par heure sont notées (contractions de Braxton-Hicks).

Passé 30 semaines, les contractions augmentent en intensité et fréquence, expliquant l’augmentation de l’activité utérine moyenne jusqu’à des valeurs de 50 UM à 37 semaines.

L’entrée en travail n’est pas une transition nette avec la fin de la gestation.

Arbitrairement, on peut situer le début du travail par un niveau d’activité utérine de 120 UM, activité qui continue à croître régulièrement pour atteindre des valeurs de 250 UM lors de l’expulsion du foetus.

Chez la plupart des espèces mammifères également, l’utérus n’est pas atone pendant la gestation, et l’on détecte une activité utérine spontanée quantifiable.

Deux caractéristiques majeures se dégagent de l’étude des primates de laboratoire :

– il existe des variations circadiennes très marquées de l’activité utérine qui, dans le cas du macaque, culminent pendant la phase nocturne du nycthémère.

Ces variations portent principalement sur la fréquence des contractions, mais au fur et à mesure qu’on s’approche du terme, elles affectent progressivement aussi l’amplitude des contractions ;

– l’entrée en travail n’apparaît pas comme une rupture avec les rythmes circadiens spontanés, mais en représente plutôt une extension qui, pour des raisons encore mal expliquées, évolue in fine vers un état irréversible.

Même à un terme avancé de la gestation (moins de 10 jours de la date médiane du terme, chez le macaque), en l’absence d’une connaissance de la dynamique temporelle des contractions utérines, il est impossible de prédire si l’augmentation de l’activité utérine nocturne deviendra une activité de travail proprement dit.

De nombreux facteurs ont été corrélés aux variations circadiennes de l’activité utérine : rythme photopériodique, sécrétion de mélatonine, augmentation relative du rapport oestrogènes/progestérone plasmatique, de la sensibilité du myomètre à l’ocytocine, de la cortisolémie maternelle, du taux de prostaglandine F2a circulante, sans qu’aucun lien de causalité strict ait pu être établi de façon définitive.

C - ENREGISTREMENT DE L’ACTIVITÉ ÉLECTRIQUE IN VIVO :

De nombreuses études ont décrit les électromyogrammes utérins (EMG) recueillis chez différentes espèces de mammifères gravides.

D’une façon générale, deux notions émergent de ces études. Sous certaines conditions physiologiques, l’utérus des mammifères domestiques et des primates peut présenter une activité de type désynchronisé.

Dans ce cas, il n’existe pas de relation temporelle bien définie dans l’apparition des salves de potentiels captés en différents sites de l’utérus.

Tout se passe comme si l’activité locale captée par les électrodes EMG ne se propageait pas, ou se propageait mal.

L’activité mécanique globale de l’utérus (PIU) est d’aspect polyphasique, et parfois sans rapport avec l’EMG, lorsque précisément les électrodes de recueil (forcément limitées en nombre) ne sont pas implantées au niveau d’une zone active.

Ces aspects caractéristiques d’activité « désynchronisée » sont observés chez la lapine gravide ou chez le macaque en phase lutéale.

Cette image observée chez les primates non hominiens en phase lutéale, permet de comprendre la signification de l’activité mécanique fréquente et de faible amplitude (contractions polyphasiques) ainsi que le tonus de base élevé, qui sont observés chez la femme dans les mêmes conditions physiologiques.

À l’approche de, et pendant la parturition, la durée des salves de potentiels raccourcit, leur fréquence augmente et devient corrélée dans un rapport 1/1 aux contractions utérines, qui elles-mêmes sont en règle plus fréquentes, monophasiques et de grande amplitude.

L’image est donc celle d’activités locales apparemment bien propagées, résultant en une activité mécanique globale bien coordonnée ou « synchronisée ».

Ces notions apparemment simples doivent être nuancées, particulièrement au regard des transitions observées dans la motricité utérine à l’approche de la parturition chez les primates (femme et macaque).

Chez la femme, il est pratiquement impossible de déceler une activité de type désynchronisé avant l’entrée en travail proprement dite.

Il en est de même chez le macaque, où les transitions réversibles de la motricité utérine observée au cours du nycthémère sont traduites en fait par l’alternance de périodes au cours desquelles on observe préférentiellement des contractions polyphasiques de longue durée, et de périodes où l’on observe des contractions monophasiques, plus courtes, pratiquement identiques aux contractions de la parturition.

On ne sait pas actuellement si les variations de la morphologie des contractions et de l’activité électrique représentent une traduction propre aux primates d’alternance d’activité synchronisée et désynchronisée, car en règle les EMG recueillis en différents sites de l’utérus sont toujours temporellement bien groupés, suggérant que la propagation de l’activité électrique est satisfaisante bien avant que les sujets ne soient en travail.

1- Organisation et propagation des contractions électromyographiques :

L’activité EMG de l’utérus qui, chez les primates, peut être recueillie par électrodes implantées ou par électrodes externes cutanées abdominales, est un paramètre souvent utilisé pour étudier l’organisation des contractions utérines.

Elle représente en effet une activité ponctuelle, qui est à comparer à l’activité mécanique globale mesurée par les variations de la PIU.

Par analogie avec le muscle strié, il peut sembler facile d’identifier une direction privilégiée de la propagation de l’onde motrice à la surface de l’utérus, et d’en déduire une vitesse de propagation correspondante.

Planes et al ont émis l’hypothèse que les contractions prennent leur origine chez la femme dans des zones pacemaker fixes.

Duchene et al arrivent à la même conclusion chez le macaque gravide, dans la mesure où un ensemble d’électrodes réparties sur l’utérus deviennent actives selon le même schéma temporel, au cours de plusieurs contractions successives.

Cependant, la plupart des auteurs s’accordent pour penser qu’il n’y a pas, au moins chez les primates, de zone pacemaker anatomiquement définie, cette zone pouvant différer selon les sujets ou selon les tranches horaires étudiées.

La notion la plus consistante que l’on puisse définir actuellement est celle de « propagation de groupe ».

Dans ce cas, au lieu de chercher à mettre en évidence la reproduction stricte des caractéristiques spectrales précises du signal EMG à une certaine distance de son site d’origine et avec un délai temporel défini (caractéristique d’une propagation linéaire vraie), on étudie l’enveloppe des signaux EMG détectés par des électrodes en différents sites de l’utérus.

À l’inverse de la propagation linéaire classique qui n’a jamais pu être démontrée quelles que soient les méthodes de calcul, la propagation de groupe est clairement attestée par de nombreuses études.

Toutefois, de grandes variations sont constatées dans l’origine (zone pacemaker) et la direction des contractions, ce qui recoupe les observations physiologiques évoquées plus haut (absence de zone pacemaker invariable dans le temps, disparité des aspects de la conduction due à l’apparition des gap junctions).

Le milieu de conduction dans l’utérus est complexe, et le signal EMG représente à la fois le signalsource déclenchant (trigger) et la somme des décharges cellulaires environnantes.

Le signal EMG enregistré est en fait régénéré entre deux électrodes de recueil, quel que soit leur éloignement.

Le seul signal vraiment propagé devrait être le signal déclenchant, qui est associé à la dépolarisation lente de la membrane.

2- Analyse de l’électromyogramme utérin chez la femme :

L’analyse de l’électromyogramme utérin est intéressante dans une optique de détection précoce des menaces d’accouchement prématuré.

L’électrohystérogramme (EHG), qui n’est rien d’autre que l’électromyogramme utérin recueilli au moyen d’électrodes placées sur l’abdomen de la patiente, peut aujourd’hui être enregistré dès la 18e semaine d’aménorrhée.

Jusqu’à présent, on n’avait pu extraire de l’EHG que peu d’informations exploitables d’un point de vue clinique.

Des travaux plus récents ont permis de montrer que l’EHG, enregistré en fin de grossesse et pendant l’accouchement, contient des informations représentatives de l’efficacité des contractions utérines.

Le critère d’efficacité défini dans cette étude est basé sur les caractéristiques temporelles, mais surtout sur la caractérisation du contenu spectral du signal.

Des études expérimentales menées sur le singe macaque gravide, de la mi-grossesse jusqu’à terme, ont permis de caractériser l’EMG utérin (recueilli en interne ou en abdominal) et d’explorer les liens qui existent entre les caractéristiques du signal, et les différentes situations rencontrées (influence du terme de la grossesse ou d’agents utérotoniques).

Les deux types de signaux (internes et abdominaux) présentent deux bandes de fréquences, identifiées comme FWL (fast wave low : 0,1-1,2 Hz) pour la bande de plus basses fréquences, et FWH (fast wave high : 1,2-4,7 Hz) pour la bande de plus hautes fréquences.

Il a été montré que l’onde FWH présente une modulation de sa fréquence, à l’intérieur d’une bouffée d’activité reliée à une contraction.

Ce phénomène de modulation a aussi été noté dans les études de l’activité cellulaire utérine rapportées dans la littérature.

Cette modulation semble être reliée à l’excitabilité cellulaire, paramètre qui évolue considérablement au cours de la grossesse et jusqu’à l’accouchement.

La forme de la modulante de FWH a en effet été analysée et comparée à l’effet mécanique de la contraction, mesurée au moyen de la pression intrautérine.

Cette étude a permis de montrer qu’il existe une relation de cause à effet entre la forme de la modulante de l’activité FWH d’un EMG utérin, et la force de la contraction mécanique associée.

Il semble donc que toute caractérisation des contractions utérines à partir de l’EMG utérin doive prendre en compte les caractéristiques non stationnaires de ce signal.

La dynamique des caractéristiques fréquentielles de l’EMG utérin à l’intérieur d’une bouffée d’activité, semble en effet porteuse d’informations concernant l’efficacité mécanique de la contraction associée.

Un travail récent a porté sur l’analyse de l’EHG, chez 83 patientes pendant la grossesse, afin de détecter précocement les menaces d’accouchement prématuré.

Les auteurs dans un premier temps, ont développé des algorithmes spécifiques au débruitage du signal EHG, perturbé du fait d’un recueil sur la surface de l’abdomen par de multiples bruits, et particulièrement par l’ECG maternel.

Le débruitage le plus efficace de l’EHG est obtenu par un algorithme basé sur les paquets d’ondelettes non décimées, qui utilise un critère particulier pour la sélection de la meilleure base, ainsi qu’un seuil adapté au rejet de l’ECG.

Un paramétrage classique calculé sur les signaux débruités a permis de montrer que l’EHG permet, dès la 30e semaine d’aménorrhée, une séparation des contractions qui conduisent à un accouchement à terme, de celles conduisant à un accouchement prématuré.

De plus, il semble que l’EHG contienne des informations qui permettraient de prédire la proximité de l’accouchement, chez les femmes destinées à accoucher prématurément.

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