Comportement consommé

I Introduction

Dans le comportement des mammifères, les mouvements orofaciaux constituent des modèles moteurs fondamentaux avec des rôles essentiels dans le comportement consommé, l’auto-soin, les comportements de défense et d’attaque, la vocalisation et, chez les mammifères supérieurs, la communication verbale et non verbale. Cliniquement, un dysfonctionnement du mouvement orofacial est évident dans de nombreux troubles dentaires, craniomaxillofaciaux et neurologiques, y compris la dysphagie, la maladie de Parkinson, la maladie de Huntington et la schizophrénie.

Il existe un nombre considérable de preuves indiquant le rôle important des ganglions de la base et des mécanismes dopaminergiques associés (daergiques) dans la régulation des mouvements orofaciaux (Adachi et al., 2002; Delfs et Kelley, 1990; Koshikawa et coll., 1989). Les effets de la dopamine (DA) sont attribués à l’activation de deux sous-types de récepteurs, à savoir les récepteurs D1 et D2 (Kebabian et Calne, 1979). Au début des années 1990, les techniques de clonage de l’ADN ont conduit à des récepteurs DA auparavant non caractérisés tels que D3 (Sokoloff et al., 1990), D4 (Van Tol et coll., 1991) et D5 (Tiberi et al., 1991; Sunahara et coll., 1991) récepteurs. Cependant, en raison de similitudes dans la structure et les systèmes de signalisation intracellulaires, ainsi que des limitations des ligands sélectifs disponibles pour distinguer pharmacologiquement ces sous-types de récepteurs, les récepteurs DA sont toujours classés comme sous-familles de récepteurs de type D1 (D1 et D5) et de type D2 (D2, D3 et D4). On pense que les récepteurs D1 et D5 sont étroitement liés en termes de profils de liaison pharmacologiques (Gingrich et Caron, 1993), et l’activation de ces récepteurs stimule une protéine Gs qui stimule ensuite l’adénylyl cyclase (Stoof et Kebabian, 1981; Zhou et al., 1990). Les densités les plus élevées de récepteurs D1 se trouvent dans les zones de projection de la substantia nigra pars compacta et de la zone tegmentale ventrale, notamment dans le putamen caudé (striatum), le noyau accumbens et le tubercule olfactif; des quantités importantes sont également présentes dans le néocortex, le globus pallidus et l’amygdale (Boyson, McGonigle et Molinoff, 1986; Richfield, Penney et Young, 1989; Mansour et al., 1990). Les récepteurs D5 sont moins présents dans le cerveau; cependant, des densités relativement élevées se trouvent dans l’hippocampe, l’hypothalamus et le noyau parafasciculaire du thalamus (Tiberi et al., 1991; Meador-Woodruff et al., 1992; Bergson et coll., 1995). Les récepteurs D2, D3 et D4 ont des caractéristiques de liaison plus diversifiées (Gingrich et Caron, 1993), et l’activation de ces récepteurs inhibe une protéine Gi qui inhibe ensuite l’adénylyl cyclase (Stoof et Kebabian, 1981). Des isoformes courtes et longues du récepteur D2, produites par épissage alternatif du même gène, existent (Dal Toso et al., 1989; Giros et coll. 1989). Les densités les plus élevées de récepteurs D2 sont présentes dans le putamen caudé, le noyau accumbens, le tubercule olfactif et la substantia nigra pars compacta, tandis que des densités intermédiaires se trouvent dans le noyau central de l’amygdale, le septum latéral, le cortex entorhinal, le colliculus supérieur et l’hippocampe (Boyson et al., 1986; Richfield et coll., 1989; Mansour et coll., 1990). Les récepteurs D3 se trouvent principalement dans le tubercule olfactif et la coquille du noyau accumbens (Sokoloff et al., 1990). La densité des récepteurs D4 est très faible; cependant, des niveaux modérés se trouvent dans le cortex frontal, l’amygdale et, dans une moindre mesure, le striatum (Defagot et Antonelli, 1997).

L’élucidation de l’implication relative de sous-types de récepteurs DA individuels dans les processus et l’identification des comportements médiés par le DA ont été entravées par une incompatibilité à l’interface pharmacologie comportementale-biologie moléculaire (Waddington et al., 2001, 2005). Plus précisément, la mesure dans laquelle le clonage de gènes a révélé une plus grande diversité dans la typologie des récepteurs DA au-delà de la classification originale D1 / D2 n’a pas été assortie de progrès similaires dans le développement d’agonistes et d’antagonistes sélectifs pour ces récepteurs (O’Sullivan et al., 2010).

Il est bien reconnu que les sous-types de récepteurs DA, en particulier ceux de la famille de type D1 et impliquant des interactions avec leurs homologues de type D2, jouent un rôle essentiel dans la régulation des mouvements orofaciaux (Delfs et Kelley, 1990; O’Sullivan et al., 2010; Rosengarten et Friedhoff, 1998; Waddington et coll., 1995, 2005). À titre d’exemple important, la co-stimulation bilatérale des récepteurs de type D1 et de type D2, en particulier dans la partie ventrolatérale du striatum, provoque facilement des mouvements de mâchoire répétitifs chez le rat (Adachi et al., 2002; Delfs et Kelley, 1990; Koshikawa et coll., 1989; Uchida et coll., 2005a).

Un dysfonctionnement du mouvement orofacial est évident en clinique, en particulier dans la schizophrénie, la maladie de Parkinson et la maladie de Huntington. Le traitement de la schizophrénie par des antipsychotiques, ayant une propriété d’antagonisme des récepteurs de type D2, entraîne souvent des effets secondaires graves. Les plus importants sont les effets secondaires dits extrapyramidaux et la dyskinésie tardive orofaciale, l’un des effets secondaires extrapyramidaux les plus graves; contrairement à d’autres symptômes extrapyramidaux, la dyskinésie tardive ne survient qu’après un traitement prolongé avec la plupart des antipsychotiques typiques. Bien que le traitement antipsychotique chronique ait été considéré comme la principale cause d’induire une dyskinésie orofaciale tardive, des études récentes suggèrent qu’il pourrait être plus compliqué (Whitty et al., 2009) De plus, l’antipsychotique atypique prototypique, la clozapine, semble avoir un meilleur profil clinique. Il améliore les symptômes chez certains patients qui ne répondent pas aux autres antipsychotiques et n’induit pratiquement aucun effet secondaire extrapyramidal. Par conséquent, les études sur la dyskinésie orofaciale tardive induite par les antipsychotiques devraient tenir compte de la vulnérabilité d’un individu et des différences entre les antipsychotiques typiques et atypiques. De plus, une dyskinésie tardive et des symptômes de type Parkinson peuvent souvent coexister chez le même patient. Ce phénomène pourrait s’expliquer par l’hypothèse que la dyskinésie orofaciale est une perturbation des systèmes daergiques mésolimbiques plutôt que celle du système nigrostriatal (Cools, 1983).

Le traitement de la maladie de Parkinson par la L-DOPA, qui est convertie en DA et stimule ensuite les récepteurs de type D1 et de type D2, entraîne également souvent une dyskinésie orofaciale. Il est bien connu que la dyskinésie orofaciale induite par la L-DOPA et les symptômes typiques de Parkinson peuvent se produire conjointement chez le même patient atteint de la maladie de Parkinson (Jankovic et Casabona, 1987). Il existe des preuves circonstancielles que la dyskinésie orofaciale induite par la L-DOPA chez l’homme pourrait être la conséquence d’un circuit mésolimbique-pallidal hyperfonctionnel, dans lequel la région mésolimbique occupe un rôle central, contrairement aux symptômes typiques de Parkinson inhérents à l’hypofonction dans les circuits nigrostriato-nigraux. Ainsi, des dyskinésies orofaciales sont considérées comme survenant lorsque des stations de sortie d’ordre hiérarchiquement inférieur de la région mésolimbique deviennent dysfonctionnelles à la suite de l’arrivée d’informations déformées envoyées par la région mésolimbique. Cette hypothèse s’inscrit dans l’idée postulée au début des années 1970 selon laquelle des changements dans l’activité GABAergique des efférents striataux, plutôt que des changements dans l’activité daergique au sein du striatum qui sous-tendraient l’apparition d’une dyskinésie orofaciale chez l’homme (Pakkenberg et al., 1973).

Dans des études animales sur la dyskinésie orofaciale, les troubles neurologiques mentionnés ci-dessus, par exemple la schizophrénie (dyskinésie orofaciale tardive) et la maladie de Parkinson (dyskinésie induite par la L-DOPA), ont été considérés comme des points de départ pour élucider les mécanismes sous-jacents. De telles études chez le rat impliquent des complexités dans l’évaluation des comportements orofaciaux (Waddington, 1990). En raison de la grande variété de méthodes utilisées, il est difficile d’évaluer les mouvements orofaciaux quantitativement, voire qualitativement. Il existe des conceptions expérimentales fournissant des mesures plus objectives et détaillées, telles que celles dans lesquelles les variations de la distance entre les points du maxillaire et de la mandibule du rat à l’aide d’un colorant de fluorescence, d’une diode électroluminescente ou d’un aimant sont quantifiées (Ellison et al., 1987; Koshikawa et coll., 1989; Lee et coll., 2003). Ces conceptions fournissent des informations détaillées sur l’amplitude et la fréquence des mouvements de la mâchoire. En utilisant ces méthodes, les implications des systèmes de neurotransmetteurs et des connexions neuronales fonctionnelles au sein des ganglions de la base ont été étudiées dans les mouvements rythmiques de la mâchoire du rat. En ce qui concerne les systèmes de neurotransmetteurs, DAergic (Koshikawa et al., 1989, 1990a, 1990b, 1991a), cholinergique (Adachi et al., 2002; Kikuchi de Bertrán et coll., 1992), acide γ-aminobutyrique (GABA) ergique (Adachi et al., 2002; Uchida et coll., 2005b) et glutamatergique (Fujita et al., 2010b), il a été démontré que les systèmes sont impliqués dans l’affichage des mouvements rythmiques de la mâchoire du rat. Les connexions neuronales impliquées ont également été étudiées, et les recherches se sont concentrées sur le rôle différentiel entre (1) La partie dorsale et ventrale du striatum (Koshikawa et al., 1989; 1990a), (2) La coquille et le noyau du noyau accumbens (Cools et al., 1995) et (3) Les voies de sortie du striatum et du noyau accumbens (Adachi et al., 2002; Uchida et coll., 2005b).

Ce chapitre vise à donner un aperçu des résultats de plusieurs troubles du mouvement orofacial et à interpréter de nouvelles perspectives dans le contexte des limites des techniques de pharmacologie comportementale et des connaissances préalables de la régulation du comportement par les récepteurs DA. En particulier, ce chapitre se concentre sur les approches pharmacologiques qui ont joué un rôle déterminant dans la définition des mécanismes dépendants du DA, du GABA et du glutamate dans la régulation des comportements orofaciaux; il est complété par les chapitres suivants qui se concentrent sur les modèles de souris mutantes (Waddington et al., 2011, ce volume; Tomiyama et coll., 2011, ce volume). Le but ici est d’examiner comment les études chez le rat ont aidé à élucider l’implication relative de tels systèmes neuronaux dans le comportement orofacial inconditionné spontané et induit par le médicament.