Soutenance de thèse de Victor BERGE-LAVAL

L’oropharynx est un conduit commun pour l’air et la nourriture. Il est mobilisé par les muscles des voies aériennes supérieures. Le contrôle nerveux de la langue et du larynx lors de la respiration, la déglutition et la succion dépend de générateurs centraux situés dans le tronc cérébral. Quels sont les mécanismes mis en jeu pour moduler et contrôler l’activité des mêmes muscles au cours de tâches motrices distinctes ? Quelles structures nerveuses permettent de protéger les poumons lors de la déglutition ? Nous montrons ici que la quipazine, un agoniste sérotoninergique, peut être administrée sur la préparation perfusée in situ pour augmenter la fréquence de déglutition et que cet effet est médié par les noyaux du Raphé caudal. Sur ce nouveau modèle, nous avons examiné si les structures pontiques participent à la commande motrice de la langue et du larynx lors de la déglutition et contribuent à la protection des poumons. Après transection ponto-bulbaire, la commande laryngée respiratoire disparait, mais lors de la déglutition, la commande hypoglosse diminue et la commande laryngée ne varie pas. Aussi, la lésion altère la coordination respiration-déglutition. Le pont joue donc un rôle clé dans la protection des poumons. Certains motoneurones protruseurs de la langue ainsi que de nombreux neurones de la colonne respiratoire ventrale déchargent lors de la respiration et la déglutition. Ces résultats confirment le fonctionnement dynamique des réseaux du tronc cérébral. La préparation in situ a été développée chez le raton âgé de 6-9 jours et une activité de type succion a été observée. Le TGOT, un agoniste ocytocinergique, augmente la succion et cet effet est aboli après ajout d’un antagoniste des récepteurs à l'ocytocine. Ce travail fourni de nouvelles données intéressantes sur les mécanismes neuronaux permettant le contrôle moteur rythmique des muscles du carrefour aéro-digestif et représente une avancée méthodologique importante.

The oropharynx is a common passage for air and food and is mobilized by the muscles of the upper airways. Brainstem central pattern generators elaborate rhythmic command to the tongue and larynx during breathing, swallowing and sucking. What are the mechanisms modulating and controlling the activity of the same muscles during distinct motor tasks? What are the main structures involved in airway protection? Here, we show that quipazine, a serotonergic agonist, can be administrated in the rat perfused preparation to increase swallowing. The caudal raphe nuclei are likely mediating this modulatory effect. Using this model, we examined whether ponto-bulbar nuclei participate in the motor control of the tongue and larynx during swallowing and contribute to reflex protection of the lungs. A ponto-bulbar transection disrupts the laryngeal respiratory drive but does not alter laryngeal control during swallowing. Also, the lesion decreases the swallowing hypoglossal activity and alters the swallow-breathing coordination. Thus, the pons plays a key role in protecting the lungs. We show that some motoneurons to tongue protrudors and many neurons of the ventral respiratory column discharge during breathing and swallowing. These results confirm the dynamic function of brainstem networks. Perfused preparations were also developed in 6-9 days old rat and sucking-like activity was observed. The oxytocinergic agonist TGOT increases sucking, this effect being abolished by prior administration of an oxytocin receptor antagonist. This work provides new data on the neural mechanisms allowing rhythmic motor control of the upper airways and represents an important methodological advance.