Effets autonomes généraux

Un médicament important qui affecte largement le système nerveux autonome n'est pas un agent thérapeutique pharmaceutique associé au système. Ce médicament est la nicotine. Les effets de la nicotine sur le système nerveux autonome sont importants pour considérer le rôle que le tabagisme peut jouer sur la santé.

Tous les neurones ganglionnaires du système nerveux autonome, dans les ganglions sympathiques et parasympathiques, sont activés par l'ACh libérée par les fibres préganglionnaires. Les récepteurs ACh sur ces neurones sont de type nicotinique, ce qui signifie qu'ils sont des canaux ioniques à porte de ligand. Lorsque le neurotransmetteur libéré par la fibre préganglionnaire se lie à la protéine réceptrice, un canal s'ouvre pour permettre aux ions positifs de traverser la membrane cellulaire. Le résultat est la dépolarisation des ganglions. La nicotine agit comme un analogue de l'ACh à ces synapses, donc lorsqu'une personne prend le médicament, il se lie à ces récepteurs ACh et active les neurones ganglionnaires, les faisant se dépolariser.

Les ganglions des deux divisions sont activés de manière égale par le médicament. Pour de nombreux organes cibles dans le corps, cela n'entraîne aucun changement net. Les entrées concurrentes du système s'annulent mutuellement et rien de significatif ne se produit. Par exemple, le système sympathique provoquera la contraction des sphincters du tube digestif, limitant la propulsion digestive, mais le système parasympathique provoquera la contraction d'autres muscles dans le tube digestif, qui essaieront de faire avancer le contenu du système digestif. Le résultat final est que la nourriture ne progresse pas vraiment et que le système digestif n'a pas changé de manière appréciable.

Le système dans lequel cela peut être problématique est le système cardiovasculaire, c'est pourquoi le tabagisme est un facteur de risque de maladie cardiovasculaire. Premièrement, il n'y a pas de régulation parasympathique significative de la pression artérielle. Seul un nombre limité de vaisseaux sanguins sont affectés par l'apport parasympathique, de sorte que la nicotine entraînera préférentiellement une augmentation du tonus vasculaire sympathique, ce qui signifie que la pression artérielle augmentera. Deuxièmement, le contrôle autonome du cœur est spécial. Contrairement aux muscles squelettiques ou lisses, le muscle cardiaque est intrinsèquement actif, ce qui signifie qu'il génère ses propres potentiels d'action. Le système autonome ne fait pas battre le cœur, il ne fait que l'accélérer (sympathique) ou le ralentir (parasympathique). Les mécanismes pour cela ne sont pas mutuellement exclusifs, de sorte que le cœur reçoit des signaux contradictoires, et le rythme cardiaque peut être affecté (Figure 15.13).

Figure 15.13 Connexions autonomes au cœur et aux vaisseaux sanguins Le récepteur nicotinique se trouve sur tous les ganglions autonomes, mais les connexions cardiovasculaires sont particulières et ne se conforment pas aux projections compétitives habituelles qui s'annuleraient simplement lorsqu'elles sont stimulées par la nicotine. Les signaux opposés au cœur dépolariseraient et hyperpolariseraient les cellules cardiaques qui établissent le rythme du battement cardiaque, provoquant probablement une arythmie. Seul le système sympathique régit la pression artérielle systémique, de sorte que la nicotine provoquerait une augmentation.

Effet sympathique

La neurochimie du système sympathique est basée sur le système adrénergique. La noradrénaline et l'épinéphrine influencent les effecteurs cibles en se liant aux récepteurs α-adrénergiques ou β-adrénergiques. Les médicaments qui affectent le système sympathique affectent ces systèmes chimiques. Les médicaments peuvent être classés selon qu'ils améliorent les fonctions du système sympathique ou qu'ils interrompent ces fonctions. Un médicament qui améliore la fonction adrénergique est connu comme un sympathomimétique, tandis qu'un médicament qui interrompt la fonction adrénergique est un sympatholytique.

Médicaments sympathomimétiques

Lorsque le système sympathique ne fonctionne pas correctement ou que le corps est en état de déséquilibre homéostatique, ces médicaments agissent au niveau des terminaisons postganglionnaires et des synapses dans la voie efférente sympathique. Ces médicaments se lient soit à des récepteurs adrénergiques particuliers et imitent la noradrénaline au niveau des synapses entre les fibres postganglionnaires sympathiques et leurs cibles, soit ils augmentent la production et la libération de noradrénaline par les fibres postganglionnaires. De plus, pour augmenter l'efficacité des substances chimiques adrénergiques libérées par les fibres, certains de ces médicaments peuvent bloquer l'élimination ou la recapture du neurotransmetteur de la synapse.

Un médicament sympathomimétique courant est la phényléphrine, qui est un composant courant des décongestionnants. Elle peut également être utilisée pour dilater la pupille et augmenter la pression artérielle. La phényléphrine est connue comme un agoniste α₁-adrénergique, ce qui signifie qu'elle se lie à un récepteur adrénergique spécifique, stimulant une réponse. Dans ce rôle, la phényléphrine se liera aux récepteurs adrénergiques dans les bronchioles des poumons et les fera se dilater. En ouvrant ces structures, le mucus accumulé peut être évacué des voies respiratoires inférieures. La phényléphrine est souvent associée à d'autres produits pharmaceutiques, tels que des analgésiques, comme dans la version « sinus » de nombreux médicaments en vente libre, tels que Tylenol Sinus^® ou Excedrin Sinus^®, ou dans les expectorants pour la congestion thoracique comme dans Robitussin CF^®.

Une molécule apparentée, appelée pseudoéphédrine, était beaucoup plus couramment utilisée dans ces applications que la phényléphrine, jusqu'à ce que la molécule devienne utile dans la production illicite d'amphétamines. La phényléphrine n'est pas aussi efficace comme médicament car elle peut être partiellement dégradée dans le tube digestif avant d'être absorbée. Comme les agents adrénergiques, la phényléphrine est efficace pour dilater la pupille, un phénomène connu sous le nom de mydriase (Figure 15.14). La phényléphrine est utilisée lors d'un examen oculaire chez un ophtalmologiste ou un optométriste à cette fin. Elle peut également être utilisée pour augmenter la pression artérielle dans des situations où la fonction cardiaque est compromise, comme sous anesthésie ou pendant un choc septique.

Figure 15.14 Mydriase Le système sympathique provoque la dilatation pupillaire lorsque la noradrénaline se lie à un récepteur adrénergique dans les fibres radiales du muscle lisse de l'iris. La phényléphrine imite cette action en se liant au même récepteur lorsque des gouttes sont appliquées sur la surface de l'œil dans un cabinet médical. (source : Corey Theiss / Vulegenda/Wikimedia Commons)

D'autres médicaments qui améliorent la fonction adrénergique ne sont pas associés à des usages thérapeutiques, mais affectent les fonctions du système sympathique de manière similaire. La cocaïne interfère principalement avec la recapture de la dopamine au niveau de la synapse et peut également augmenter la fonction adrénergique. La caféine est un antagoniste d'un récepteur de neurotransmetteur différent, appelé récepteur de l'adénosine. L'adénosine supprimera l'activité adrénergique, spécifiquement la libération de noradrénaline aux synapses, de sorte que la caféine augmente indirectement l'activité adrénergique. Il existe des preuves que la caféine peut aider à l'utilisation thérapeutique de médicaments, peut-être en potentialisant (augmentant) la fonction sympathique, comme le suggère l'inclusion de caféine dans les analgésiques en vente libre tels que Excedrin^®.

Effets parasympathiques

Les médicaments affectant les fonctions parasympathiques peuvent être classés en ceux qui augmentent ou diminuent l'activité au niveau des terminaisons postganglionnaires. Les fibres postganglionnaires parasympathiques libèrent de l'ACh, et les récepteurs sur les cibles sont des récepteurs muscariniques. Il existe plusieurs types de récepteurs muscariniques, M1–M5, mais les médicaments ne sont généralement pas spécifiques aux types spécifiques. Les médicaments parasympathiques peuvent être soit des agonistes muscariniques, soit des antagonistes, ou avoir des effets indirects sur le système cholinergique. Les médicaments qui améliorent les effets cholinergiques sont appelés médicaments parasympathomimétiques, tandis que ceux qui inhibent les effets cholinergiques sont appelés médicaments anticholinergiques.

La pilocarpine est un agoniste muscarinique non spécifique couramment utilisé pour traiter les troubles de l'œil. Elle inverse la mydriase, telle que celle causée par la phényléphrine, et peut être administrée après un examen oculaire. En plus de constricter la pupille par le muscle lisse de l'iris, la pilocarpine provoquera également la contraction du muscle ciliaire. Cela ouvrira des perforations à la base de la cornée, permettant le drainage de l'humeur aqueuse du compartiment antérieur de l'œil et, par conséquent, réduisant la pression intraoculaire liée au glaucome.

L'atropine et la scopolamine font partie d'une classe d'antagonistes muscariniques qui proviennent du genre de plantes Atropa, qui comprend la belladone ou la morelle mortelle (Figure 15.15). Le nom de l'une de ces plantes, la belladone, fait référence au fait que les extraits de cette plante étaient utilisés à des fins cosmétiques pour dilater la pupille. Les substances chimiques actives de cette plante bloquent les récepteurs muscariniques de l'iris et permettent à la pupille de se dilater, ce qui est considéré comme attrayant car cela donne l'impression que les yeux sont plus grands. Les humains sont instinctivement attirés par tout ce qui a de plus grands yeux, ce qui vient du fait que le rapport taille de l'œil/taille de la tête est différent chez les nourrissons (ou les bébés animaux) et peut susciter une réponse émotionnelle. L'utilisation cosmétique de l'extrait de belladone agissait essentiellement sur cette réponse. L'atropine n'est plus utilisée à des fins cosmétiques pour des raisons liées à l'autre nom de la plante, qui est la morelle mortelle. La suppression de la fonction parasympathique, surtout lorsqu'elle devient systémique, peut être fatale. La régulation autonome est perturbée et des symptômes anticholinergiques se développent. Les baies de cette plante sont très toxiques, mais peuvent être confondues avec d'autres baies. L'antidote en cas d'empoisonnement à l'atropine ou à la scopolamine est la pilocarpine.

Figure 15.15 Plante de belladone La plante du genre Atropa, connue sous le nom de belladone ou morelle mortelle, était utilisée à des fins cosmétiques pour dilater les pupilles, mais peut être fatale si ingérée. Les baies de la plante peuvent sembler attrayantes comme un fruit, mais elles contiennent les mêmes composés anticholinergiques que le reste de la plante.