La substance grise de la moelle épinière est divisée en 10 couches ou lames cytoarchitectoniques (organisation de REXED). À l'étage supérieur, les fibres A-delta aboutissent principalement dans la première lame et plus rarement dans la partie superficielle de la deuxième (voir figure 2.4). Les fibres afférentes provenant des tissus profonds et des viscères prennent fin essentiellement dans les lames I et V (100). Les fibres C se terminent principalement dans la lame I et II. Les grosses fibres myélinisées A-alpha achèvent leurs parcours dans la lame III ou dans les lames plus profondes. En dépit de la spécificité de l'entrée des fibres A-alpha, A-delta et C dans les lames, ces fibres établissent des connexions entre elles. Par exemple, un axone se terminant dans une lame donnée peut entrer en contact avec les neurones des lames voisines via une collatérale axonale pénétrant cette région. À l'inverse, le contact s'établit parfois via le dendrite d'un neurone issu des lames voisines et s'enfonçant dans sa propre lame. L'axone peut aussi faire synapse avec un interneurone provenant d'une lame voisine (27). La corne dorsale reste le site privilégié d'une importante convergence synaptique. De nombreux neurones afférents primaires, myélinisés ou non, établissent des liaisons synaptiques avec quelques neurones de la corne dorsale. Il existe trois principales catégories de cellules nerveuses : neurones de projection, interneurones excitateurs et interneurones inhibiteurs.

Figure 2.4 Organisation des lames

Trois principales catégories de cellules nerveuses :

1. Les neurones de projection relaient le message vers l'encéphale. Ils se divisent à leur tour en neurones nociceptifs spécifiques et en neurones nociceptifs non-spécifiques à large gamme dynamique. Les neurones nociceptifs spécifiques ne reçoivent leur information que des nocicepteurs afférents primaires. Leur champ récepteur varie entre un et quelques centimètres carrés. Les neurones nociceptifs non-spécifiques recueillent leur information autant des nocicepteurs afférents primaires que des mécanorécepteurs. Ils possèdent un champ récepteur très étendu qui couvre souvent l'ensemble d'un membre. Ce champ récepteur se divise en trois zones. La zone 1, centrale, à partir de laquelle toute stimulation, nociceptive ou non, provoque une excitation. En périphérie de cette zone, la zone 2 d'où les stimulations les plus faibles déclenchent un effet inhibiteur et les plus intenses, un effet excitateur. Puis, la zone 3, plus étendue encore, où toute stimulation correspond à un effet inhibiteur (27). Les neurones nociceptifs spécifiques prévalent dans la lame I mais se retrouvent aussi dans les lames II, IV et V. Les neurones à large gamme dynamique prédominent dans les lames V et VI et demeurent faiblement représentés dans les lames I, II et IV (303). On rapporte en plus la présence de neurones nociceptifs à projections complexes dans les lames VII et VIII. Ils se caractérisent par la très grande convergence de l'information qu'ils reçoivent des deux côtés du corps, incluant celle issue des récepteurs viscéraux. De plus, la lame X renfermerait principalement des neurones nociceptifs de projection qui ressembleraient à ceux des lames I et II (100).

2. Les interneurones excitateurs relaient l'information à des neurones de projection, à d'autres interneurones ou à des neurones moteurs susceptibles d'induire une réponse réflexe spinale. Ils se concentrent surtout au niveau de la lame II. Leur axone se termine un ou deux segments après leur corps cellulaire. Ils font synapse localement, probablement avec d'autres neurones de la lame II.

3. Enfin, les interneurones inhibiteurs participent, entre autres, au contrôle du message nociceptif et présentent des caractéristiques identiques à celles des interneurones excitateurs. Les lames superficielles (I et II) contiennent une grande densité de neurones nociceptifs et non nociceptifs. Elles constituent ainsi une région importante pour la modulation des afférences. Les neurotransmetteurs interviennent aussi dans la transmission de l'influx nerveux. Plus d'une substance jouent un rôle dans la transmission de l'information nociceptive. Plusieurs peptides actuellement identifiés dans les cellules du ganglion de la racine dorsale peuvent être considérés comme des transmetteurs potentiels. La substance P, la somatostatine et le polypeptide intestinal vasoactif figurent parmi les plus probables. D'autres transmetteurs, n'appartenant pas à la famille des peptides, interviennent probablement ; parmi eux, des acides aminés tels le glutamate, l'aspartate ou l'adénosine triphosphate nucléotide (100).