Comportement permictionnel du détrusor et activité des neurones moteurs : approche par analyse modélisée des enregistrements urodynamiques

Objectif. - Appliquer un modèle mathématique de la miction (méthode VBN) à l'analyse d'enregistrements urodynamiques pour préciser la relation entre recrutement des motoneurones et comportement du détrusor pendant la miction.

Méthode. - Trois définitions de l'excitation du détrusor E sont envisageables pour modéliser le contrôle nerveux selon le niveau de description : 1) force contractile produite (E_F) ; 2) cycle du calcium intracellulaire (E_Ca) ; 3) proportion des motoneurones recrutés (rr). Les variables associées sont calculées pour chaque miction de volontaires et de patients (107 hommes ayant une hypertrophie bénigne de prostate et 138 femmes ayant une incontinence urinaire d'effort).

Résultats. - Une excitation « standard » gouverne toutes les mictions des volontaires. Une excitation « non-standard » est mise en évidence chez 47 % de la population hommes et 75 % de la population femmes ; elle se caractérise par un début identique à l'excitation « standard » suivi d'une cassure à un instant t_c (9,7 ± 2,5 secondes pour les hommes et 4,0 ± 2,7 secondes pour les femmes). Le recrutement s'effectue par tout-ou-rien pour une excitation « standard » et en marche d'escalier pour les excitations « non-standard » (après t_c : rr = 0,53 ± 0,21 pour les hommes et 0,41 ± 0,18 pour les femmes, différence non significative en dépit de la différence de pathologie).

Conclusion. - L'analyse modélisée d'un grand nombre de tracés urodynamiques permet de proposer une description du contrôle nerveux du détrusor pendant la phase mictionnelle : 1) dans les cas « standard », un ordre nerveux de type on-off régule l'activité du détrusor ; 2) dans les cas « non-standard », un feedback, d'origine urétrale probable, induit, selon un second mécanisme on-off, une réduction de l'activité du détrusor.

Background. - To use a computer assisted analysis of urodynamic tracings (VBN method) in order to propose a quantitative description of the relationship between detrusor activity and firing of efferent motor neurons.

Methods. - Modeling of the nervous control implies three definitions of the detrusor excitation: (1) related to the contractile force (E_F), (2) related to the calcium turnover (E_Ca) and (3) ratio of firing motor neurons (rr). The associate variables have been computed from each uroflow recording of healthy volunteers (male and female) and patients (107 men with lower urinary tract symptoms due to benign prostatic enlargement and 138 women with stress urinary incontinence).

Results. - A “standard excitation” governs all the voidings of healthy volunteers. For 47% of male patients and 75% of female patients, a non-standard excitation is observed: beginning as the standard excitation, then sudden break at a time t_c (9.7 ± 2.5 s for male and 4.0 ± 2.7 s for women). rr has an all-or-none value in case of standard excitation and exhibits a two steps behavior with after t_c: = 0.53 ± 0.21 for men and 0.41 ± 0.18 for women (non-significant despite the difference in the origin of disease).

Conclusion. - VBN computer analysis of urodynamic tracings allows to propose a description of the detrusor nervous control: (1) an on-off nervous order rules the “standard” detrusor activity, and (2) a feedback, which probably starts at the urethral level, acts to switch an on-off reduction of the detrusor activity in the other cases.